微生物發酵飼料的研究進展與前景展望

劉艷新，劉占英,2*，倪慧娟，朱明達，胡建華

（1.內蒙古工業大學化工學院，呼和浩特 010050；2.內蒙古工業大學煤炭轉化與循環經濟研究所，呼和浩特 010050）

微生物發酵飼料的研究進展與前景展望

劉艷新1，劉占英1,2*，倪慧娟1，朱明達1，胡建華1

（1.內蒙古工業大學化工學院，呼和浩特 010050；2.內蒙古工業大學煤炭轉化與循環經濟研究所，呼和浩特 010050）

微生物發酵飼料是利用微生物的新陳代謝和繁殖，生產或調制出具有綠色、安全以及高效等諸多優點的飼料。其在促進動物生長、替代抗生素、廢棄物再生資源化和減少人畜爭糧等方面具有良好的發展前景。文章從概念剖析、發展背景、生產工藝與優化、國內外研究與應用現狀等方面對微生物發酵飼料作以綜述。并總結了其作用機理和在發展中存在的問題，同時分析了其未來發展的趨勢和前景，旨在進一步拓展微生物發酵飼料在動物生產中的研究與應用。

微生物發酵飼料；生產工藝；優化；應用；作用機理；前景

1 微生物發酵飼料

微生物發酵飼料是指在人工控制條件下，通過微生物的新陳代謝和菌體繁殖，將飼料中的大分子物質和抗營養因子分解或轉化，產生更有利于動物采食和利用的富含高活性益生菌及其代謝產物的飼料或原料。狹義方面微生物發酵飼料是指利用某些具有特殊功能的微生物與原料及輔料混合發酵，經干燥或制粒等特殊工藝加工而成的含活性益生菌安全、無污染、無藥物殘留的優質飼料[1-2]。微生物發酵技術為飼料工業提供了氨基酸、維生素、酶制劑、有機酸和活菌制劑等大量產品，不僅具有改善飼料營養吸收水平，降解飼料原料中可能存在的某些毒素，還能大幅減少抗生素等藥物添加劑在動物生產中的使用。

2 微生物發酵飼料發展背景

2.1 飼料資源缺乏

近年來，飼料資源的制約逐漸成為世界飼料行業甚至畜牧生產發展的瓶頸。精飼料資源（如玉米、豆粕、魚粉等）緊缺并且價格較高，而廉價的粗飼料卻因無法充分被動物利用而被大量廢棄或燒毀，造成資源浪費和環境污染[3]。目前，我國飼糧約占糧食總產量的35%，預計到2020和2030年，比重將分別達到45%和50%，但糧食預期年增量約有1%，飼糧缺口在所難免，其中優質蛋白質飼料資源將更加緊張[4]。因此，嘗試利用新型飼料原料來代替日漸緊缺的常規飼料原料將會成為未來飼料發展的必然趨勢。而其中糧食深加工所得的一些副產物（麩皮等）、農副產品的廢棄物（農作物秸稈、果渣等）以及工業有機廢水、廢渣等將會是一個重要的研究趨勢。

糧食深加工的副產物、農副產品的廢棄物以及工業有機廢水、廢渣等含量豐富并且其富含膳食纖維和蛋白質等營養成分。目前我國對于這些資源的利用還不充分，從而導致這些資源的附加值較低，造成資源的浪費。尤其對于農副產品廢棄物的利用存在的問題比較嚴重，有的直接丟棄，有的進行焚燒[5]。這不僅會造成資源的浪費同時對環境構成破壞。因此，通過微生物發酵的方式來利用這些資源進行飼料生產的研究，不僅可以實現資源的再利用，還能緩解我國飼料資源緊缺的問題。

2.2 抗生素的危害

動物腸道內的病原菌直接危害動物自身的健康同時也是食品污染的主要來源。自20世紀50年代開始，在動物飼糧中添加抗生素能顯著促進動物生長，并對集約化畜牧業的發展有巨大的促進作用[6]。然而隨著科技的發展，抗生素的負面作用逐漸被發現。主要體現在以下幾個方面：抗生素在消滅病原微生物的同時也消滅了動物體內的有益微生物，破壞了動物機體內的菌群平衡，會導致更多感染或更大疾病的發生；長期使用抗生素，會導致病原微生物產生抗藥性，致使有害人類健康的病原菌產生抗藥性，進而影響到人類公共衛生與安全；抗生素在動物體內殘留和富集，在食用畜禽產品后會通過食物鏈直接威脅人類健康和生命安全[7]。基于抗生素的負面作用，歐洲已經于2006年1月1日禁止使用抗生素。我國也逐漸禁止對抗生素的使用。因此尋找能夠替代抗生素并能發揮抑制病原菌生長，促進畜禽生長作用的新型飼料變得越來越重要[8]。

2.3 環境污染

目前，我國對于畜禽糞便的排放和利用方式都存在一些問題。大量的畜禽糞便不經處理便直接排放或者露天堆砌，造成土壤和大氣的污染。而在使用方面多直接作為肥料，使其不能得到充分利用，附加值較低。研究表明，動物將飼料中的養分轉化為畜產品的效率只有20%～35%，而65%～80%的攝入養分都隨糞便排入了環境。畜禽糞便不但造成土地承載力超標，糞便中的重金屬滲入地下，造成土地及地下水污染。此外，糞便分解的硫化氫、甲烷和氨氣等危害人類健康的空氣污染物，容易形成酸雨，造成大量土壤酸化，并加重了土壤污染和水體污染[9]。

精飼料資源短缺，而豐富的粗飼料資源未被合理利用，使得廢棄物資源再生成為研究的熱點。同時飼用抗生素的濫用，畜禽糞便不合理的排放，畜禽養殖場集約化、集團化的出現，導致畜禽養殖疾病風險增加，養殖成本上升，環境污染，食品安全壓力增大。這些使得健康、環保、安全的養殖逐步成為共識，而發展微生物發酵飼料產業是解決上述問題的重要途徑之一。

3 國外微生物發酵飼料的研究

國外從20世紀60年代初開始研發微生物發酵飼料。最初用于生產微生物發酵飼料的原料主要是一些富含纖維素的固體殘渣（稻草、秸稈、甘蔗渣等）。隨著科技的發展，所采用的原料也越來越廣泛。而國外用于微生物發酵飼料或添加劑的益生菌種也主要經歷兩個發展階段，第一階段是在20世紀50年代～1993年，這一階段對微生物菌種缺乏監管和科學的認識，并對其產品的生產模式缺乏認識以及對產品的安全性和有效性缺乏評估。在當時只認識到益生微生物可以作為生長促進劑，因此在飼料生產和畜牧養殖過程中只是盲目的追求畜禽的生長狀況，并沒有認識到其可能存在的不利影響，一些不利的影響逐漸開始顯現。1993年以后開始進入第二階段，這一時期要求對微生物菌種要有全面的認識，并開始了對所采用的微生物菌株進行全面監管，對于初次采用的菌株要經過嚴格申請和審批等步驟。要求對菌株的安全性和有效性等進行全面評估，同時對于益生菌發揮作用的機理以及與宿主的作用方式等都需要逐步研究掌握。

隨著技術的進步，國外微生物發酵飼料的發展迅速。用于發酵的原料越來越廣泛，但還是主要集中于工農業生產的廢棄物，趨向于資源的綜合利用和環境治理。而所采用的益生菌菌株數量也在不斷增加。2009年美國聯邦食品藥品管理局和美國飼料控制官員協會允許46種微生物菌種可作為飼料添加劑使用[10]。未來允許使用的菌種將會更多。

在微生物發酵飼料的應用方面，目前，歐美等國家和地區微生物發酵飼料的使用比例已經＞50%；德國已有＞15%的豬場采用生物液體飼料；荷蘭、芬蘭規模化豬場應用生物飼料飼喂達到60%；在丹麥生物飼料養豬的比例達到80%；在法國使用流體生物飼料設備的豬場約占豬場總數的15%[11]。

4 我國微生物發酵飼料的研究現狀

4.1 發展歷程

我國微生物發酵飼料的研究起步較晚，但經過不斷的發展，生物飼料行業得到了較快的發展，產品效果得到了養殖者的廣泛認可。總結微生物發酵飼料在我國的發展，大體可以概括為以下3個階段[12]。第一階段，糖化飼料、青貯飼料等；第二階段，將益生菌菌株先進行培養然后經過離心、洗滌和干燥等步驟制成菌劑作為飼料添加劑摻在基礎日糧中，如單細胞蛋白（酵母粉）等；第三階段，即今天的微生物發酵飼料，其主要是利用高活性的有益微生物發酵廉價的農業或工業廢棄物生產高質量的蛋白質飼料，不僅能實現資源的再利用，同時生產的產品品質也有很大提高。

4.2 微生物發酵飼料所用菌種及應用方式

生產微生物發酵飼料的首要問題是選擇合適的菌種。2013年我國農業部2045號公告《飼料添加劑品種目錄》中規定在飼料以及飼料添加劑中可用的微生物菌株共計35種。但目前微生物發酵飼料最常使用的菌種為酵母菌、乳酸菌、芽孢桿菌、鏈球菌屬及部分霉菌等。

飼料用酵母菌主要分為熱帶假絲酵母、產阮假絲酵母、釀酒酵母、紅酵母、畢赤酵母等。飼料酵母因其含有較高的粗蛋白質、氨基酸及多種維生素，同時含有多種動物所需的消化酶（α-淀粉酶、蛋白酶、纖維素酶、半纖維素酶等），對營養物質的消化吸收起著重要作用。酵母細胞還可以直接和腸道中的病原體結合，中和胃腸中的毒素。同時酵母菌具有濃烈的酵母香味，對家畜增加食欲、增強消化吸收等有一定作用[13-14]。

乳酸菌可提供營養物質，直接促進動物生長，改善消化道微生態環境，調節消化道免疫系統。其作用機理是乳酸菌進入腸道后會形成優勢菌種，從而抑制病菌的繁殖，并且自身可以產生多種抑菌物質，抑制或殺死病原微生物，從而增強機體免疫功能，提高機體抵抗力，最終改善畜禽的生長性能和飼養環境。乳酸菌還可以提高飼料的品質，提升家禽對飼料的利用率，與傳統的抗生素、化學添加劑相比，具有無污染、高效、安全的優點[15-16]。

芽孢桿菌具有較強的淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶活性，同時還可降解植物性飼料中的纖維素、半纖維素和木質素等，可明顯促進動物對營養物質的消化吸收，進而提高飼料利用率。芽孢桿菌還可以消耗大量的氧，維持腸道厭氧環境，抑制致病菌的生長，維持腸道正常生態平衡，增強機體免疫力。我國已應用于生產的需氧芽孢桿菌主要有蠟樣芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌和巨大芽孢桿菌[17-18]。

鏈球菌屬主要包括糞鏈球菌和乳酸鏈球菌。可以產生各種抗菌物質和過氧化氫，起到抑制有害菌生長繁殖的作用以及消除有毒、有害代謝產物的作用，起到調節腸道菌群的效果[19]。其他常用于微生物發酵飼料的菌株還包括光合細菌、擬桿菌、木霉等。

目前可用于微生物發酵飼料生產的菌種數量多并且趨向菌株的協同發酵。兩種或兩種以上微生物協同發酵，體現了微生物之間協同作用，功能互補等關系。因此混合發酵效果要優于單菌發酵。但菌種配伍時要求混合菌種少而精，并要求在同一保存體系下能有協同作用可形成共同的生長優勢，從而保證每株菌都能發揮作用[20]。從多菌種的使用情況分析，霉菌和酵母菌的組合發酵占多數。研究表明，采用黑曲霉、綠色木霉、枯草芽孢桿菌、熱帶假絲酵母和釀酒酵母的單一菌種和組合菌種固態發酵農業廢棄物生產蛋白質飼料，結果表明，黑曲霉和熱帶假絲酵母的混合發酵后蛋白質含量最高約達到37%。由于霉菌同化淀粉和纖維素的能力強，可以將其降解為酵母能利用單糖、二糖等簡單糖類物質，使酵母得以良好的生長繁殖，實現生物轉化蛋白飼料的效果[21]。

4.3 微生物發酵飼料的生產工藝及優化

微生物發酵飼料的生產工藝可采用多種發酵形式，例如固體發酵、厭氧發酵、液體表面發酵、液體深層發酵、吸附在固體載體表面的膜狀發酵以及其他形式的固定化細胞發酵等[22-23]。但應用最多的還是固態發酵和液體深層發酵。固態發酵多數情況下是指在沒有或幾乎沒有自由水存在的條件下，在有一定濕度的水不溶性固態基質中，用一種或多種微生物發酵的一個生物反應過程。在發酵過程中受物料碳氮比、營養成分、含水量、pH和發酵溫度等多種因素的影響，應在試驗基礎上根據不同菌種、不同工藝及不同發酵目的進行確定。孫付保等利用康寧木霉和熱帶假絲酵母混合固態發酵玉米皮成功生產發酵飼料，其真蛋白質含量＞20%。此法具有工藝粗放、技術簡單、投資少、產率高、污染環境少等優點，但也存在著勞動強度大、易染雜、工藝控制和過程參數難以實現準確測定與不適于工業化批量生產等問題[24]。

液體深層發酵是現代發酵工業的主要發酵形式。其主要有連續發酵和分批發酵兩種形式，需要根據不同的菌種選擇不同的發酵條件，同樣營養成分、溫度、pH、時間等是決定發酵成功與否的關鍵因素。趙海峰等在黑曲霉液體深層發酵產纖維二糖酶的研究中發現，主要限制因素為營養物質的供給和溫度控制，培養基中添加麩皮1.0%對纖維二糖酶的形成有明顯的促進作用。另外對黑曲霉進行變溫培養可以縮短產酶周期。因為培養初期黑曲霉利用培養基中的營養物質充分生長，還原糖基本被消耗，纖維二糖酶的活力也較低，隨后溫度降低，黑曲霉的生長放緩，由于葡萄糖的耗盡，纖維二糖酶的活力得到較大提高，隨著時間的延長，纖維二糖酶的活力逐漸提高。此法的優點是發酵時間短，效率高，適合于工業化生產和便于無菌操作等，但存在著投資大，生產成本較高等缺點[25]。

微生物發酵工藝過程復雜，受培養基成分、溫度、pH以及培養時間等多種因素綜合影響。因此在優化發酵工藝的研究中，如何有效開展培養基成分和培養條件的單獨或者組合式優化試驗，從而高效、系統地獲得微生物目標產物已引起國內外許多學者的廣泛重視。經過不懈的努力，優化方法已經由最初簡單的單因素法發展到統計學相關方法，如正交試驗設計和均勻設計等[26]。隨著計算機的廣泛普及和數據庫及其系統軟件的發展，越來越多的研究者開始應用統計軟件對試驗結果進行數學模擬和優化。目前很多學者多是依據Plack?ett-Burman試驗設計方案通過多因素二水平試驗快速有效的從眾多的考察因素中篩選出對試驗結果影響顯著的幾個因素，然后在Box-Behnken設計或者中心組合設計基礎上采用響應面分析法達到優化目的[27-28]。這種工藝優化方法不僅可以減少工作量，提升工作效率，同時還具有形象直觀，可信度高等優點。

4.4 微生物發酵飼料的研究與應用

研究表明，肉雞飼料中添加發酵飼料，飼養42 d后體重增加百分比（低溫干燥/高溫干燥）為9.0%和7.5%，肉雞體重的增加以及更高的飼料轉化率可能是由于更高的粗蛋白質含量[29]。丁酸梭菌作為膳食益生菌具調節肉雞腸道菌群平衡的功能，家禽飼養42 d后體重增加3.7%[30]。益生菌有助于增加養分的消化率并能改善腸道環境，添加不同劑量的混合益生菌，家禽飼養35 d體重增加分別為4.87%、8.28%和8.53%[31]。10%微生態發酵蛋白飼料替代肉雞基礎日糧中的等量豆粕分別飼喂1～21日齡和1～42日齡階段的肉雞平均日增重分別提高9.6%和11.5%，料肉比分別降低10.2%和12.1%，大腸桿菌數量分別降低5.26%和12.6%。這可能是通過發酵，蛋白飼料的抗營養因子95%被降解，并產生多種生物活性肽，小肽含量＞22%，發酵過程中微生物分泌大量的蛋白酶，產生乳酸等物質，有助于消化和促進生長等因素有關[32-33]。

微生物發酵飼料有助于產生多種維生素，調節腸道菌群或改善免疫功能[34]。在生長肥育豬飼糧中添加20%的無抗發酵飼料，能提高其生長性能，改善腸道微生物平衡，提高對營養物質的消化能力，育肥豬日糧中添加發酵玉米秸稈粉10%，料肉比下降8.06%，價格下降6.73%，增重成本降低14.10%[35]。微生物發酵飼料能提高仔豬生長性能，節約飼料成本，增加養豬的經濟效益。仔豬試驗組較對照組平均日增重提高22%，日均采食量差異不明顯，料肉比相對減少38%，增重成本每kg減少0.78元[36]。

微生物對飼料在瘤胃中的發酵有促進作用。牛犢飼料中添加納豆芽孢桿菌不會刺激免疫系統產生過敏反應，但能夠刺激血清分泌免疫球蛋白和Th1型細胞因子，因此有助于激活牛犢免疫系統提高免疫力并促進其生長。飼料轉化效率增加15.5%，平均日增重增加12.9%，斷奶時間約提前7.3 d，牛犢最終體重增加4%[37]。

微生物發酵飼料氣味酸甜，羊只喜歡采食。對動物具有抗病防病、增強肌體免疫力、促進生長、提高成活率、日增重、改善肉的品質和風味等功效。基礎精料替換為50%的發酵飼料，羊只平均日增重比對照組提高了19.06%，羊只血清尿素氮含量降低33.55%[38]。

2 kg微生物發酵飼料等質量替代泌乳奶牛原基礎精料，試驗組全期產奶量比對照組高4.40%，各乳成分含量及乳密度、飼糧各養分的表觀消化率都顯著高于對照組（P＜0.05）。可能是只有足夠量的有益菌群才能很好地刺激瘤胃微生物的生長，進而影響奶牛的生產性能和養分的消化率[39]。

枯草芽孢桿菌定植于凡納濱對蝦腸道中，可以抑制病原菌在腸道定植，減少腸道中的副溶血弧菌；同時能誘導消化酶的產生并刺激宿主的自然消化酶活性，進而提高食欲[40]。

豆粕經過釀酒酵母發酵后粗蛋白、糖類等有用物質含量增加，抗營養物質減少，基本能滿足幼蝦的生長需求。用發酵豆粕替代50%基礎日糧（魚粉）飼喂幼蝦90 d后，發現與對照組相比幼蝦的成活率、最終重量和比生長速率等差異不明顯，但卻能降低成本約16.51%[41]。

豆粕、棉粕、菜粕等植物蛋白原料中添加0.3%的復方中草藥共同發酵，與對照組相比，試驗用草魚增重率提高37.8%，餌料系數降低了17.2%。植物蛋白原料經發酵后棉酚、硫苷等抗營養因子大幅降低，并產生了乳酸等有益魚類生長的物質[42]。

在豆渣、木薯渣和菌糠羅非魚飼糧中添加復合微生物發酵飼料15%，試驗組羅非魚日增重提高22.14%，成活率提高98.07%，飼料系數下降15.14%。在羅非魚基礎餌料中添加復合微生物發酵飼料能有效提高羅非魚免疫能力，減少羅非魚鏈球菌病的發病率，促進生長，提高飼料轉化率[43]。

歐美等發達國家對微生物發酵飼料的研究較早，經過不斷的發展完善，無論對于生產的原料和益生菌的選用，還是生產的技術都比較成熟，應用的也比較廣泛。我國微生物發酵飼料工業從起步至今，也得到了較快的發展，產品效果得到了養殖者的廣泛認可。其適用對象不斷擴大，現已廣泛應用于畜禽和水產飼料中。但我國微生物發酵飼料的研究與應用還需要進一步完善和發展。

4.5 微生物發酵飼料的作用機理

微生物發酵飼料的作用機理，目前還沒有完全清楚，但一般認為是綜合作用的結果，現在得到普遍觀點認可的有以下幾點。

4.5.1 改善動物胃腸道微生態環境

微生物發酵飼料含有乳酸菌、酵母菌、芽胞桿菌、鏈球菌等各種有益菌，動物采食后，占有絕對優勢的有益菌群就會產生有機酸（如乳酸和乙酸）使消化道內pH降低，抑制其他病原性微生物生長。同時許多乳酸菌和鏈球菌可以產生細菌素，如乳酸和鏈球菌肽等，這些多肽類物質能抑制沙門氏菌、志賀氏菌、綠膿桿菌和大腸桿菌的生長。在某些條件下，有些乳酸菌可以產生少量的過氧化氫，過氧化氫可以抑制許多細菌的生長，尤其是革蘭氏陰性病原菌。另外有些有益微生物可以產生溶菌酶，也可起到抑制病原菌的生長作用。進而改善畜禽胃腸道微生態環境。

4.5.2 補充營養成分提高飼料利用率

微生物飼料經發酵后能產生多種不飽和脂肪酸和芳香酸，具有特殊的芳香味和良好的適口性，可明顯提高動物采食量。微生物飼料在動物體內代謝可產生大量的蛋白酶、淀粉酶、纖維素酶、植酸酶等酶類及多種促生長因子，還可產生一定量的B族維生素和氨基酸以及其他一些代謝產物作為營養物質被畜禽機體吸收利用，從而促進畜禽的生長發育和增重。使動物能夠最大限度地利用飼料，提高飼料利用率。

4.5.3 防止有害物質產生

微生物發酵飼料不含任何抗生素，無毒副作用，有益菌可降低畜禽舍內氨氣、硫化氫等有毒氣體的濃度，凈化畜禽養殖環境，此外，直接飼用微生態制劑，有益菌在腸道內能形成致密性膜菌群，形成生物屏障，防止有害物質和廢物的吸收。

4.5.4 提高機體免疫功能

微生態制劑中的有益菌是良好的免疫激活劑，能刺激腸道免疫器官生長，激發機體發生體液免疫和細胞免疫。直接飼用微生物發酵飼料可以提高畜禽抗體水平或提高巨噬細胞的活性，增強機體免疫能力，及時消滅侵入體內的致病菌，從而提高動物對多種疾病的抵抗力。

4.6 微生物發酵飼料存在的問題及未來發展趨勢

雖然微生物發酵飼料具有很多優點，但是其發展都會經歷一個逐步完善的過程。微生物發酵飼料同樣也存在諸多不足之處并在應用過程中有所體現。目前，在我國養殖環境下，微生物發酵飼料的發展存在以下問題：微生物發酵飼料產品的穩定性不高；菌種在飼料制作中的培養、接種、干燥、分裝、保存過程和加工中的高溫、機械、制粒等過程都有可能減少菌種的活性；對于菌種的作用機理的研究還不明確；在飼料的制作工藝上還需要進一步完善；對微生物發酵飼料還缺乏完善的科學評價體系等[44]。

針對目前微生物發酵飼料發展過程中存在的問題以及進一步促進微生物發酵飼料的發展，需要明確未來微生物發酵飼料發展的主要方向。

微生物發酵飼料不應在功能上單一，不僅要起到增重促生長的效果，還應同時具有如防治疾病、消除糞便臭味、控制氮、磷對環境的污染等多重效果。

要研發針對不同動物、不同生長階段、不同疾病的微生物發酵飼料。使其作用更具有針對性，效果更加顯著。如適用于單胃動物的微生物發酵飼料等。所用菌株一般為乳酸菌、芽抱桿菌、酵母等，而適于反芻動物的卻是真菌酵母。而在菌種的使用方面，以后將更傾向于根據菌種的不同特點設計不同的飼料產品，如乳酸菌的產酸能力強，但不耐高溫，與一些微量元素等物質易產生頡頏，因此不宜在飼料，特別是顆粒料中添加，但可做成水劑直接飲喂。而芽孢桿菌及糞鏈球菌等耐受性強，可在飼料中直接添加，方便實用。

注重新菌種的培育和應用。除目前使用的部分生理性細菌作為生產菌種外，尚有許多優勢菌群未得到開發利用。目前世界許多國家的生物學家正在對飼用微生物進行基礎研究，以培育和開發出比現有菌種更好的新菌種。

充分利用微生物的生物學特性和代謝產物，如生產氨基酸、抗生素等生理活性物質；從微生物中分離有用物質，如利用一些廉價廢棄物作為底物生產豐富且種類繁多的微生物發酵飼料。

微生物發酵飼料優良菌種的篩選和分子育種，可應用基因工程、細胞工程的一些原理或方法，通過不斷篩選和改造，滿足對微生物菌種的需求。進而使微生物發酵飼料產量增加、質量改善、功能加強、酶活性提高、效益增多。

加大對發酵工藝的應用研究，盡可能的減少發酵成本，提高發酵產物的發酵率。運用新的科技手段，對發酵下游產品進行再利用，以便提高微生物發酵飼料的市場競爭力。

研究天然植物的抗菌與免疫增強有效成分和結構，并對其進行分離、提取和產業化生產，以替代飼料中的抗生素和化學合成藥物。

研究建立飼用微生物的分子克隆體系也將會是未來微生物發酵飼料發展的一個方向。

4.7 微生物發酵飼料在我國的發展前景

4.7.1 國家政策支持和指引促進生物飼料產業健康發展

為了促進養殖業和飼料行業的發展，國家制定了一系列相關政策并提出了未來飼料行業的總體目標。即逐步實現安全、優質、高效、協調發展，確保飼料產品供求平衡和質量安全；實現飼料工業結構進一步優化；提高科技對飼料工業的貢獻率，飼料企業的國際競爭能力顯著增強；進一步健全和完善飼料工業生產與經營的法律體系，保障飼料工業持續、健康發展，逐步將飼料大國轉變為飼料強國。而為了完成這個目標，發展微生物發酵飼料將是未來飼料行業發展的一個重要方向。其中在《生物產業發展“十二五”規劃》《飼料工業“十二五”發展規劃》就明確提出：未來生物技術與生物飼料在保障飼料安全與食品安全、促進飼料產業健康可持續發展的方向及產業布局模式等方面具有重要意義；是促進我國畜牧業健康持續發展的必要條件和物質基礎；是我國今后飼料工業發展的長期戰略。

4.7.2 下游行業需求是畜牧業發展的物質基礎

人們消費結構的變化，促使畜牧業較快發展，從而帶動了飼料市場的繼續擴張。隨著工業飼料普及率的提高，養殖業中利用工業飼料比例的逐步攀升，必然進一步拉動對飼料的需求。我國飼料產品市場將呈不斷擴大態勢。其中微生物發酵飼料在進幾年發展的較為迅速。目前，微生物發酵飼料在我國畜牧業已得到了廣泛應用。隨著人們對微生物發酵飼料、畜產品質量的認識和重視程度的加強以及生物技術的迅速發展，將會進一步促進微生物發酵飼料的發展。

4.7.3 技術進步和傳統養殖模式的轉變

隨著科學技術水平的快速進步，農戶的養殖觀念與養殖方式開始轉變，規模化、標準化、專業化養殖模式發展較快，工業飼料普及率逐年提高，土地、人力、糧食的產出率逐步提高，這為我國飼料工業的發展提供了廣闊的空間。尤其是在農業部“三大戰略”“九大行動”的部署下，生態養殖理念得到推廣，為構建資源節約、生態環保的養殖業奠定了良好的基礎，發展飼料工業和規范養殖將從整體上提高資源綜合利用效率。其中，生物技術的迅猛發展，將進一步促進微生物發酵飼料的發展。隨著基因工程的發展，可以定向的對微生物菌株進行改造。謝光蓉等將枯草芽孢桿菌a-淀粉酶基因與穿梭表達載體pP43C相連并導入8種蛋白酶缺陷枯草芽孢桿菌WB800，獲得高效分泌表達a-淀粉酶的工程菌，酶活力高達960 U，具有良好的應用潛力，可促進α-淀粉酶的工業化生產[45]。

5 小結

長期以來，我國存在著人多糧少、能源匱乏等隱患，但這也表明微生物發酵飼料在我國具有巨大的市場潛力。同時，隨著我國高效率、規模化、集約化的畜牧生產體系逐漸形成，也為微生物發酵飼料的推廣帶來了巨大的商業契機。微生物發酵飼料也得到了我國科學工作者的深入研究和企業界的大力推廣。在菌種、工藝、設備、加工等方面，已研究了一些方法，如包埋、微囊化，制粒技術也取得了很大進步，這些都必將大力推動發酵飼料在畜禽養殖中的應用。

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The Research Progress and Prospect of Microbial Fermentation Feed

LIU Yanxin1,LIU Zhanying1,2*,NI Huijuan1,ZHU Mingda1,HU Jianhua1,

（1.College of Chemical Engineering,Inner Mongolia Technology University,Hohhot 010051,China;
2.Institute of Coal Conversion&Cyclic Economy,Inner Mongolia Technology University,Hohhot 10051,China）

Microbial fermentation feed using the microbial metabolism and reproduction of microbial,can prod?uct or modulate the green,safe,efficient,and many other advantages of feed.It has good development prospects in?fields of promoting animal growth,replacing antibiotics,waste recycling,and reducing the problem of people and ani?mals for food.This paper introduced microbial fermentation feed from the concept analysis,development background, production process and optimization,current status of research and application of domestic and foreign etc.The mech?anism of action and the problems in development are summarized,and the future development trend and prospect were also analyzed.The purpose was to further develop research and application of microbial fermentation feed in animal production.

microbial fermentation feed;production process;optimization;application;mechanism

S816.7；S816.6

A

1001-0084（2017）02-0015-08

2016-12-28

內蒙古科技計劃項目；中國科學院“西部之光”人才培養計劃；國家自然科學基金（61361016）；內蒙古自治區高等學校青年科技英才支持計劃；內蒙古“草原英才”工程；內蒙古自治區留學歸國人員科技活動項目

劉艷新（1990-），男，內蒙古赤峰人，碩士研究生，研究方向為生物質資源化利用。

*通訊作者：博士，教授，E-mail:liuzy1979@yeah.net。