微生物發酵飼料的生產及其應用

黃 波，趙 斌，陳 鵬，邱元華，樊學良

（成都大學機械工程學院，四川成都 610106）

0 引言

我國是農業大國，農業是支撐國民經濟建設與發展的基礎。飼料產業是聯系種植業、養殖業和農產品加工業等產業的樞紐，在現代農業中發揮著至關重要的作用。伴隨著改革開放和社會分工，我國飼料產業總產量已超過美國，躍居為世界第一大飼料生產國。《全國飼料工業“十三五”發展規劃》把“推動微生物發酵技術在飼料產品中的應用，開發全發酵配合飼料產品”列入了“十三五”發展重點。

我國微生物發酵飼料技術起步較晚，在1987年國內才首次提出關于菌類發酵制備飼料的專利申請，在隨后相當長的一段時間內，相關研究在國內都處于比較沉寂的狀態。從2010年開始，國內企業和科研單位對微生物發酵飼料技術的研究才逐漸興起。目前，我國微生物發酵飼料普及率低，并沒有形成機械化、規模化生產，還存在著配料精度低、原料混合不均勻、發酵程度難掌握等工藝問題，優化現有微生物發酵飼料發酵工藝、推進發酵技術的理論創新、提高微生物發酵飼料營養價值、改善微生物發酵飼料適口性等，能有效促進我國飼料產業規模化、自動化、智能化發展。

1 微生物發酵飼料的生產

1.1 微生物發酵飼料

微生物發酵飼料是指在人工控制條件下，飼料原料中大分子物質和抗營養因子經過微生物新陳代謝和菌體繁殖而被分解或轉化的飼料。微生物發酵飼料以微生物發酵技術為核心，其實質是飼料原料和微生物經發酵作用，再通過干燥、制粒等飼料加工工藝，最終制成富含活性益生菌，安全、無污染、無藥物殘留的優質飼料[1]。微生物發酵飼料能有效改善動物胃腸道微生態平衡、補充營養成分、提高飼料利用率、提高動物機體免疫力。

1.2 飼料原料

我國微生物發酵飼料原料種類非常多，除了一些較常規的糧食飼料原料外，其他非糧飼料原料也可應用在微生物發酵飼料的生產中。目前，我國微生物發酵飼料原料主要分為植物類、廢渣類、混合原料、餐余類等。植物類是目前使用量最大的飼料原料，約占52.04%，其中又以秸稈最為常見；廢渣類的使用僅次于植物類，約占28.23%，以粕類原料（如棉粕、豆粕等）使用最多；混合原料是指將植物類與廢渣類混合在一起生產微生物發酵飼料的飼料原料；餐余類是指將餐飲業產生的餐余廢棄物作為飼料原料；另外，一些使用極少的其他飼料原料（如工業廢水、羽毛、淤泥等）仍可作為微生物發酵飼料生產的飼料原料。

1.3 發酵菌種

發酵菌種的選用是微生物發酵飼料技術的首要環節，其安全性和有效性是保證發酵質量的重要前提。根據我國農業部在《飼料添加劑品種目錄》中的規定，可在微生物發酵飼料中使用的微生物菌株共計35種。目前，我國微生物發酵飼料生產常使用乳酸菌、芽孢菌、酵母菌和霉菌等。乳酸菌可提高飼料品質、改善動物消化道微生態環境、調節消化道免疫系統，可直接促進動物生長[2]。芽孢菌具有較強的蛋自酶、淀粉酶、脂肪酶活性，可明顯促進動物對營養物質的吸收[3]。酵母菌可改善動物胃腸道環境和菌群結構，加強機體的免疫力和抗病力，并且使飼料具有酵母香味，改善飼料適口性[4]。霉菌可以分泌多種消化酶，促進飼料中的養分被消化和吸收利用，提高飼料利用率[5]。

1.4 生產工藝

除了發酵菌種的選用外，生產工藝也是決定微生物發酵飼料發酵質量的關鍵環節。發酵類型根據微生物對氧氣的需求分為好氧發酵和厭氧發酵，根據水分的含量分為固體發酵和液體發酵。液體發酵在國外應用較多，主要是將液化的飼料原料經發酵后直接飼喂動物。在國內，液體發酵主要應用于酶制劑、微生態制、微量元素和藥物等微生物制劑的生產。到目前為止，國內關于微生物發酵飼料生產方式主要為厭氧固體發酵，具體生產工藝主要包括青貯、塑料密封袋發酵和呼吸閥袋內發酵等。

青貯是指將青綠多汁的青儲料在人為創造條件下，經微生物發酵作用，用于微生物發酵飼料生產的一種生產工藝。一般有收割、運輸、切短、裝窖、踩實、密封等加工環節，每個加工環節需連續進行，一次性完成。青貯的優點是技術成熟、制作簡便、保存時間長，缺點是季節性強、不便于遠距離運輸、開封后需要在較短時間內飼喂完。塑料密封袋發酵是指將飼料原料接種后裝入塑料密封袋中，再將袋口密封，經微生物發酵作用，用于微生物發酵飼料生產的一種生產工藝。一般有配料、接種、混合、密封、發酵等加工環節。其優點在于工藝簡便、設置投資投資少、生產成本較低，缺點在配料精度低、發酵品質不穩地、對傳統經驗依懶性較高。呼吸閥袋內發酵是在傳統密封發酵袋上設置有可調節氣壓的硅膠膜，當飼料原料接種裝入后熱合封口。在發酵初期，好氧菌快速繁殖產生大量氣體可通過呼吸閥排出，當氧氣耗盡，呼吸閥關閉開始厭氧發酵作用。加工環節一般包括配料、接種、混合、密封、發酵等，其優點在于可實現規模化流水線生產，且只要包裝袋完好，保質期可達3年以上。

2 微生物發酵飼料的應用

2.1 改善原料適口性，提升動物生產性能

飼料原料的物理性狀經微生物發酵作用而得到改變，在微生物生長和繁殖的過程中會分泌部分胞外酶，并產生維生素、酸、醇、酯等物質，從而改進原料口味，提升原料品質，改善原料適口性，提升動物生產性能。彭忠利等人[6]通過用微生物發酵飼料飼喂山羊研究表明，試驗I組、II組相比于對照組平均日增重極顯著提高（p＜0.01）。張紅軍等人[7]對蛋雞飼料進行多種微生物菌種發酵處理，通過飼喂蛋雞試驗發現，試驗組相比對照組料蛋比明顯降低（p＜0.01），產蛋率提高了5.5%。

2.2 降解原料有毒成分和抗營養因子

植物性飼料原料、廢渣類飼料原料中一般含有有毒成分和抗維生素因子、蛋白酶抑制因子、非淀粉多糖、植物凝集素和多酚類化合物等抗營養因子，對動物機體產生毒害作用，并影響動物對營養物質的吸收。利用微生物發酵技術對飼料進行發酵處理，可有效降解原料中的有毒成分和抗營養因子。喬曉艷等人[8]采用干酪乳桿菌和熱帶假絲酵母對棉粕發酵后，棉酚脫毒率為48.1%，植酸降低了1.54%，氨基酸提高10.81%，小肽含量提高10.97%。孫林等人[9]采用多菌種固態發酵菜籽粕，使其硫苷降解率達85.19%，硫苷降解率達53.11%，粗蛋白質含量提高了4.37%。

2.3 提高機體免疫力，調節腸道微生態平衡

飼料原料經微生物發酵作用后，有益微生物的免疫調節因子會刺激動物腸道免疫系統，從而提高動物細胞免疫和體液免疫應答效率，顯著提高動物血清中免疫球蛋白的含量，增強機體免疫力和抗體水平，降低疾病發生的概率。同時，競爭性抑制消化道有害菌體的生長與繁殖，調節并維持動物腸道微生態平衡。大量試驗研究表明，飼喂微生物發酵飼料可顯著降低動物腸道內致病性大腸桿菌、沙門氏菌等有害微生物的繁殖[10]。

3 發展趨勢及存在的問題

我國農副產品、輕工業副產業等非糧飼料原料豐富，具有發展微生物發酵飼料的資源優勢，積極推進微生物發酵飼料向技術含量高、規模化、自動化與智能化方向發展，以提升成品品質、提高營養價值、改善適口性為目標，將是微生物發酵飼料發展的一大趨勢。目前主要存在著以下幾個問題。

（1）微生物發酵飼料種類繁多，尚未建立微生物發酵飼料評價體系。對不同菌種、不同飼料原料、不同發酵程度的微生物發酵飼料，未從營養成分、衛生條件等方面建立完善的、科學的、安全的微生物發酵飼料評價體系。

（2）發酵過程難掌握，發酵品質不穩定。采用青貯、密封發酵袋和呼吸閥袋內發酵等生產工藝，原料發酵時間和發酵過程中的溫度、濕度等工藝參數受環境因素影響大，致使發酵品質不穩定。

（3）設備自動化程度低，企業生產效率低、成本高。微生物發酵飼料生產過程中的原料配料、混合攪拌、發酵控制等關鍵環節都是人工控制，致使原料配料精度較低，混合不均勻或過度混合，造成微生物發酵飼料生產企業競爭力差。

4 結語

飼料產業在現代農業中占有舉足輕重的地位，積極推進飼料產業的現代化發展，可有效促進現代畜牧水產養殖業的發展。微生物發酵飼料作為工業飼料的重要組成部分，在我國具有巨大市場潛力，建立完善的、科學的、安全的微生物發酵飼料評價體系，改進現有微生物發酵飼料生產工藝、開發新飼料原料，促進微生物發酵飼料規模化、自動化、自動化生產，從而提升飼料品質，提高營養價值，改善適口性，具有巨大的社會效益和經濟價值。