微生物發(fā)酵飼料在養(yǎng)殖業(yè)中的應用研究

陳士倫

（河北承德市生產力促進中心，河北承德 067000）

眾所周知，抗生素曾一度促進我國畜牧業(yè)的發(fā)展，但由于其在飼料中的長期濫用，導致動物體抗藥性的產生，使得某些病原菌的抗藥性增強，不僅對環(huán)境造成污染，還對人類健康造成危害。在2016年兩會上，抗生素在畜牧業(yè)中的濫用問題仍是會議上討論的焦點。我國人口眾多，動物性食品安全始終是人們關注的重點，其中抗生素問題尤為突出。目前，國家已出臺了相關文件限制了許多藥物飼料添加劑的使用，比如2018年的中華人民共和國農業(yè)部公告第2638號，其中規(guī)定，停止在食品動物中使用喹乙醇、氨苯胂酸、洛克沙胂等3種獸藥。抗生素的限制使用，使人們不得不尋求可以代替抗生素的新飼料添加劑或者飼料原料，進而促使微生物發(fā)酵飼料的產生及發(fā)展。微生物發(fā)酵飼料中的某些成分可以通過競爭抑制病原微生物的生長繁殖等作用在動物體內建立一個穩(wěn)定、平衡的微生物生態(tài)系統(tǒng)，并且微生物發(fā)酵飼料具有適口性好、營養(yǎng)價值高、含有未知促生長因子等特點，所以其勢必成為替代抗生素最有效的飼料之一。

1 微生物發(fā)酵飼料

微生物發(fā)酵飼料是在輕工業(yè)和農業(yè)中產生的副產品中人工接種一種或多種有益菌，通過有益菌的發(fā)酵作用，降解副產品中的部分營養(yǎng)物質（蛋白質、脂肪、碳水化合物等），分解或者轉化副產品中的抗營養(yǎng)因子生成可溶性多肽、有機酸、未知促生長因子等物質，進而生產出適口性好、營養(yǎng)豐富、能被畜禽更易消化吸收的生物飼料（張恒等，2011）。

1.1 微生物發(fā)酵飼料的菌種及分類 微生物飼料發(fā)酵最關鍵的因素是微生物菌種，直接決定發(fā)酵飼料質量的優(yōu)劣（李加友等，2013）。乳酸菌、霉菌、酵母菌、枯草芽孢桿菌是目前生產發(fā)酵飼料主要使用的菌種，并且高性能菌種的篩選、混合菌種的使用及基因工程菌是目前研究重點。乳酸菌可以利用碳水化合物發(fā)酵產生大量乳酸，降低pH，抑制有害菌的生長繁殖，提高飼料品質，同時，在乳酸菌體內和代謝產物中存在大量的超氧化物歧化酶，可使動物的體液免疫和細胞免疫能力提高（王子強，2010）。黑曲霉、米曲霉等是目前常用的霉菌，可以將纖維和淀粉很好的分解利用，并發(fā)現(xiàn)存在于霉菌中的真菌多糖可以增強機體抵御外界病毒、細菌等有害微生物（翟雙雙，2015）。酵母菌具有生長繁殖迅速且周期短，營養(yǎng)價值豐富（多糖、蛋白質、脂肪、維生素、消化酶-蛋白酶、纖維素酶、胰蛋白酶等）等特點，其應用于發(fā)酵飼料中可以使發(fā)酵飼料的營養(yǎng)價值得到提高（鄧露芳等，2007）。枯草芽孢桿菌在腸道中能消耗大量氧氣，從而使腸道處于厭氧環(huán)境，抑制有害微生物的生長繁殖，并且枯草芽孢桿菌能產生B族維生素及各種消化酶，發(fā)酵飼料具有提高飼料轉化率，減少畜禽發(fā)病率。

根據含水量可以將微生物發(fā)酵飼料分為微生物液體發(fā)酵飼料和微生物固體發(fā)酵飼料。將適量的微生物添加量接種到水與飼料比例為1∶（1.5～4）的混合容器中，經過所需時間的發(fā)酵，產生的一種生物發(fā)酵飼料，即為微生物液體發(fā)酵飼料（Canibe和Jensen，2003）。將微生物接種到基本沒有游離水的固態(tài)培養(yǎng)基上，發(fā)酵一定時間即可得微生物固態(tài)發(fā)酵飼料（陳洪章，2013）。

1.2 微生物發(fā)酵飼料的作用機理

1.2.1 抑制病原菌，平衡胃腸道菌群 有益菌（乳酸菌）可以通過代謝產生有機酸進而降低腸道pH，致病菌相比有益菌而言，其耐酸能力較弱，所以大腸桿菌、金黃色葡萄球菌等有害菌生長繁殖受到抑制，同時乳酸菌還可以產生多種能殺滅腸道內有害菌的抗菌物質（過氧化氫、溶菌酶、嗜酸菌素等）。在動物體內棲息著大量各種各樣的微生物，有對機體有益的微生物，有對機體有害的微生物，當有益微生物占據絕對優(yōu)勢時，動物才可以健康生長繁殖。發(fā)酵飼料中存在大量有益微生物，其可通過與有害微生物之間競爭性抑制作用來使有害微生物不能在動物腸黏膜上附著和增殖，進而增加腸黏膜上有益微生物的數量，調節(jié)動物體內腸道微生物平衡，使營養(yǎng)物質更易被腸道消化吸收。Pouillot等（2012）將成年健康雞腸道內容物分離的微生物飼喂給雛雞，結果發(fā)現(xiàn)，未飼喂微生物雛雞腸道內的沙門氏菌和大腸桿菌的數量顯著高于飼喂微生物的雛雞。

1.2.2 減少有害物質產生，提高機體免疫能力微生物發(fā)酵飼料中的有益菌能提高動物對營養(yǎng)物質的消化吸收率，從而使氨氣、硫化氫等有害氣體減少，使腸內容物中的腐敗物質（吲哚、對甲酚等）含量降低，直接減少養(yǎng)殖過程中造成的環(huán)境污染，同時，因為有益菌在動物腸道內會形成生物屏障-致密性膜菌群，可以阻止飼料中有害有毒物質進入動物體內。大量有益菌存在于微生物發(fā)酵飼料中，且有益菌不僅會抑制病原菌在腸道內的生長和繁殖，而且有益菌作為一種良好的免疫激活劑能刺激機體，使體液免疫和細胞免疫被激發(fā)，同時，有益菌還能提高巨噬細胞的活性，促進巨噬細胞的活力。張日俊等（2005）在肉雞飼料中添加0.1%的益生菌結果發(fā)現(xiàn)，肉雞血清抗體水平、B和T淋巴細胞活力均顯著提高（P＜0.05）。

1.2.3 產生有益因子，提高飼料轉化率 飼料經過有益微生物的發(fā)酵，存在于飼料中的大分子有機物會被為微生物降解為小分子物質，更易被動物所吸收，且在發(fā)酵過程中不僅產生大量可以提高飼料適口性的多種不飽和脂肪酸和芳香酸，也產生了大量可以提高飼料營養(yǎng)價值的微生物菌體蛋白和有益代謝產物，同時，大量抗營養(yǎng)因子被消除，因此發(fā)酵飼料適口性好、營養(yǎng)價值和飼料轉化率高。在動物飼喂微生物發(fā)酵飼料后，有益菌在動物機體進行生長代謝，產生一定量的B族維生素、氨基酸、大量消化酶（淀粉酶、蛋白酶等）及未知生長因子，既為動物機體提供一定量的營養(yǎng)物質，又促進機體對營養(yǎng)物質的消化吸收，進而促進動物機體的生長發(fā)育。

2 微生物發(fā)酵飼料在養(yǎng)豬中的應用

微生物發(fā)酵飼料應用于養(yǎng)豬業(yè)，對豬的生長性能、免疫能力等方面產生積極影響。涂小麗等（2015）研究無抗微生物發(fā)酵飼料對生長豬生產性能和營養(yǎng)物質利用率的影響發(fā)現(xiàn)，微生物發(fā)酵飼料可以提高生長豬的日增重，降低料重比，提高豬對粗脂肪的消化率，豬只生產性能和營養(yǎng)成分消化率均提高。周映華等（2015）研究無抗發(fā)酵飼料對生長育肥豬生長性能、腸道菌群和養(yǎng)分表觀消化率的影響發(fā)現(xiàn)，發(fā)酵飼料代替部分基礎日糧可以顯著提高豬的日增重、粗蛋白質和粗纖維的表觀消化率，顯著降低料肉比、大腸桿菌和沙門氏菌的數量，一定程度提高生長肥育豬的生長性能、改善腸道微生物平衡、增強消化能力。李濤等（2014）將不同的乳酸桿菌發(fā)酵飼料飼喂給仔豬發(fā)現(xiàn)，乳酸桿菌發(fā)酵飼料可以提高血清中超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化氫酶（CAT）與谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-Px）活性，降低血清中丙二醛含量，減少豬肉的滴水損失率，改善肉色，對豬的生產性能、肉品及血清抗氧化性能產生積極的影響。胡新旭等（2013）利用不同比例的無抗微生物發(fā)酵飼料代替基礎日糧來飼喂斷奶仔豬發(fā)現(xiàn)，發(fā)酵飼料代替基礎日糧20%的試驗組與含抗生素的對照組相比，日增重提高6.37%，料重比降低5.54%，腹瀉率降低63.63%，增加了糞便中乳酸菌的含量，降低了大腸桿菌的數量，并提高了血清中堿性磷酸酶活性和葡萄糖、總蛋白、免疫球蛋白G含量、粗蛋白質和粗纖維的表觀消化率，直接提高仔豬的生長性能，改善了腸道微生物平衡及增強仔豬的免疫能力。

3 微生物發(fā)酵飼料在養(yǎng)禽中的應用

呂月琴等（2012）在基礎日糧中添加不同量的微生物發(fā)酵飼料，研究微生物發(fā)酵飼料對蛋雞腸道菌群和氮磷排泄率的影響，結果表明，微生物發(fā)酵飼料可以提高雞腸道中的乳酸桿菌數量，降低大腸桿菌數量，降低氮、磷排泄率，改善雞腸道微生態(tài)環(huán)境，減少有害物質產生，改善環(huán)境衛(wèi)生。趙春全（2014）研究微生物發(fā)酵飼料代替等量豆粕對蛋雞生產性能和蛋品質的影響發(fā)現(xiàn)，微生物發(fā)酵飼料可以提高蛋黃高度、蛋黃直徑、蛋黃比率，提高蛋清黏稠度，提高雞蛋哈夫單位，添加微生物發(fā)酵飼料有助于提高雞蛋的商品率，提高蛋雞的生產性能。孫汝江等（2012）研究微生物發(fā)酵飼料對海蘭褐蛋雞生產性能的影響發(fā)現(xiàn)，微生物發(fā)酵飼料可以降低料蛋比，提高產蛋率、血清鈣和谷草轉氨酶濃度，且改善雞蛋的蛋殼強度、哈氏單位及蛋黃顏色，使蛋雞生產性能得到提高，獲得較大經濟效益。朱憲章等（2013）在基礎日糧中添加1%的發(fā)酵劑，研究發(fā)酵飼料對朗德鵝相關指標的影響發(fā)現(xiàn)，發(fā)酵飼料可以提高朗德鵝平均日采食量、十二指腸絨毛高度和絨毛高度/隱窩深度（V/C）、心臟Mg2+-ATP酶活性、Mg2+-ATP酶活性、填飼期間肝臟重和肝屠比、降低盲腸絨毛高度和隱窩深度、肝臟Na+、K+-ATP酶活，由此得知發(fā)酵飼料能改善朗德鵝生長性能、產肝性能和腸道黏膜結構，改善器官組織器官ATP酶活性。

4 微生物發(fā)酵飼料在反芻動物中的應用

吳小燕等（2014）利用微生物發(fā)酵飼料代替等量基礎日糧來研究微生物發(fā)酵飼料對荷斯坦黑白花奶牛生產性能和飼糧養(yǎng)分表觀消化率的影響發(fā)現(xiàn)，當微生物發(fā)酵飼料代替2 kg基礎日糧時，微生物發(fā)酵飼料可以提高奶牛產奶量、提高乳成分含量和乳密度、提高各養(yǎng)分的表觀消化率表明，適當水平的微生物發(fā)酵飼料能提高泌乳奶牛的產奶量、提高乳品質及飼糧各營養(yǎng)物質的表觀消化率。彭忠利等（2013）研究發(fā)現(xiàn)，在精飼料中添加微生物發(fā)酵飼料可以提高山羊的日增重，提高山羊對粗蛋白質、粗纖維、中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維的表觀消化率，降低山羊的發(fā)病率，直接增加經濟效率，以微生物發(fā)酵飼料代替50%的原精飼料效果最佳，每只山羊飼喂60可以增加19.86元的收入。彭忠利等（2003）研究微生物發(fā)酵飼料對西雜育肥牛生產性能、養(yǎng)分消化率和肉質的影響，結果發(fā)現(xiàn)，微生物發(fā)酵飼料可以提高育肥牛對鮮酒糟的采食量、提高粗纖維的利用率、提高日增重，且有提高粗蛋白質消化率、肌肉嫩度、肌肉紅度和亮度的趨勢，減少蒸煮損失的趨勢，表明在肉牛精料中添加發(fā)酵飼料可以在一定程度提高育肥牛的采食量、飼料利用率及改善肉品質，增加養(yǎng)殖戶的收入。

5 微生物發(fā)酵飼料在水產養(yǎng)殖中的應用

鐘小群等（2018）研究發(fā)酵飼料對鯉魚幼魚生長性能、消化酶活性、肌肉品質和免疫機能的影響，結果發(fā)現(xiàn)，使用發(fā)酵飼料代替部分日糧可以使鯉魚幼魚對飼料的利用率提高，并且消化功能和非特異性免疫機能也提高，同時對鯉魚肌肉品質不會造成不良影響。徐奕晴等（2014）使用生物發(fā)酵飼料代替不同比例的全魚粉，研究其對中華絨螯蟹幼蟹生長、飼料利用及抗氧化酶活性的影響，研究發(fā)現(xiàn)，使用生物發(fā)酵飼料代替飼料中的魚粉可以提高中華絨螯蟹幼蟹的飼料利用率，改善其生長性能，并且提高幼蟹血清和肌肉組織中T-AOC、SOD活性，肝胰腺中 T-AOC、GSH-Px活性，結果表明，中華絨螯蟹幼蟹飼料中的魚粉可以由部分生物發(fā)酵飼料代替，適宜替代量為10%。黃世金等（2011）給羅非魚投喂添加了不同比例的發(fā)酵飼料鉺料，研究復合微生物發(fā)酵飼料對羅非魚生長性能、成活率、飼料系數及經濟效益的影響，結果發(fā)現(xiàn)，微生物發(fā)酵飼料可以提高羅非魚日增重、提高成活率、降低飼料系數，進而提高經濟效益，其中以餌料中添加15%為宜。

6 微生物發(fā)酵飼料存在的問題

隨著抗生素的禁用、養(yǎng)殖成本的增加、環(huán)境衛(wèi)生的監(jiān)控力度越來越大，成本低、效果好、對環(huán)境和人類健康沒有危害的微生物發(fā)酵飼料勢必會越來越受到養(yǎng)殖者們的關注和應用，但目前來看，微生物發(fā)酵飼料還存在諸多需要我們去解決，第一，在生產發(fā)酵過程中對發(fā)酵設備滅菌消毒、發(fā)酵過程中所需最佳發(fā)酵環(huán)境的控制和發(fā)酵菌種的檢測、發(fā)酵產品營養(yǎng)價值的判斷都沒有專業(yè)人員去執(zhí)行，這就導致發(fā)酵飼料的品質受到影響，降低使用效果；第二，雖然目前我們已經對飼料發(fā)酵過程中的一些成分（有機酸、營養(yǎng)成分、氨基酸等）進行了初步研究，但還沒有更加細致的研究發(fā)酵飼料產品的有效成分，這就導致我們很難對發(fā)酵出來的飼料產品進行品質判斷；第三，目前生產發(fā)酵飼料的菌種基本都是通用的，且可利用的菌種較少，這就需要我們繼續(xù)研發(fā)出更多的無毒無害能應用于發(fā)酵飼料中的微生物菌種，并根據不同原料的特點、不同動物的生理需求選取最適宜的菌種。