微生物發酵飼料在養豬生產中的應用

李靈平，趙逢冰，劉德海

（1.河南省獸藥飼料監察所，河南 鄭州450002；2.河南省科學院生物研究所）

農村農業部第194號公告，自2020年起停止生產含有促生長類藥物飼料添加劑的商品飼料,飼料端“禁抗”、養殖端“減抗、限抗”已是大勢所趨，積極尋找健康多元化的飼料資源及安全高效的飼料生產模式，成為亟待解決的首要任務。近年來，微生物發酵飼料作為一種新型、綠色的環境友好型飼料，在養豬生產中得到廣泛應用，隨著農村農業部194號實施，微生物發酵飼料的應用將會越來越受到重視［1］。

1 微生物發酵飼料發展狀況

微生物發酵飼料是利用微生物的新陳代謝和繁殖菌體來生產調制飼料，在人為控制條件下，以微生物為飼料發酵的菌劑，將發酵飼料原料中抗營養因子進行分解或轉化，生成微生物菌體蛋白、生物活性小肽、多種有機酸、維生素等營養物質，利用微生物的發酵作用改變飼料的理化性狀，在發酵過程中還可產生淡淡的香味，增加了動物的適口性及營養價值，提高飼料利用率，進而提高動物的抵抗力，微生物發酵飼料有著安全高效、環境友好、無殘留的特點，是有效實現無抗養殖的手段。液態發酵飼料作為一種新型無抗飼料，具有抑制病原菌增值、提高畜禽生產性能、改善胃腸道健康、擴大飼料來源、降低生產成本等優勢，可實現畜禽養殖過程中少用甚至不使用抗生素的目標［2］。

1.1 微生物發酵飼料的分類

微生物發酵飼料是指使用我國農業部發布的《飼料原料目錄》、《飼料添加劑品種目錄》中允許的飼料原料和微生物菌種進行微生物發酵培養的微生物發酵飼料產品，微生物發酵飼料從形態上可分為固態發酵飼料和液態發酵飼料，固態發酵飼料指微生物在沒有或基本沒有游離水基質飼料上的發酵方式，是一種使用固態基質飼料來培養微生物發酵的生化反應過程，營養物質濃度存在一定梯度，水分活度低，微生物易生長。液態發酵飼料是指參與發酵的飼料原料呈液態，水是培養基中的主要成分，微生物從溶解水中吸收營養物質，發酵均勻，與固體發酵培養方式相比，液體發酵具有如下優點：液體懸浮狀態是許多微生物的最適生長環境；在液態環境中，菌體、底物、產物（包括熱）易于擴散，使發酵在均質或擬均質條件下進行，便于檢測、控制，易擴大生產規模；液體輸送方便，易于機械化操作；產品易于提取精制；液態發酵能夠實現微生物的純種培養，發酵易控制，生產效率高。缺點是投資大，發酵液提取后易產生大量廢液。固體發酵也具有很多液體發酵所不具備的優點，主要表現為：培養基簡單，多為便宜的天然基質；發酵飼料原料基質的低含水量可大大減少生化反應器的體積，不需要廢水處理，較少環境污染，基本無廢水排放，可實現清潔生產；發酵過程粗放，常不需要嚴格的無菌操作，后處理加工方便；不一定連續通風，一般可由間歇通風或氣體擴散完成，產物的產量較高；設備構造簡單，投資少，能耗低，易操作。缺點是發酵過程難以精確控制，容易感染雜菌，勞動強度大。

液態發酵飼料在歐洲國家應用廣泛，特別是丹麥、荷蘭等農業密集型國家應用較多，盡管有很多優勢，但由于投資大、設備要求高，在我國還不會快速推廣開來。固態發酵在我國有著悠久歷史，由于飼料工業附加值低，采用固態發酵更為合適。固態發酵飼料成功的關鍵：一是保證發酵飼料原料的新鮮；二是保證發酵過程的成功。微生物發酵飼料可以以發酵原料進行分類，如以配合飼料為原料的全混合日糧發酵飼料，以濃縮飼料為原料的分離濃縮飼料，以酵母菌體為主的單細胞蛋白酵母飼料，以豆粕為原料的發酵豆粕飼料，以秸稈為主的青貯飼料等，但也包括利用微生物發酵的代謝產物，如氨基酸、維生素等。

1.2 微生物發酵飼料菌種種類

微生物的種類是影響發酵飼料品質的關鍵因素，微生物菌種只有具備良好的性能，才能應用于產業化生產，取得良好的生產效率和經濟效益。

我國允許使用的飼料級微生物添加劑菌種種類逐步遞增，為加強飼料添加劑的管理，根據《飼料和飼料添加劑管理條例》的規定：1999年我國農業部公告第105號，允許使用的飼料級微生物添加劑有12 種；2003 年農業部公告第318 號，允許使用的飼料級微生物添加劑有15 種；到2013 年農業部公告第2045 號，允許使用的飼料級微生物添加劑增加到34 種。目前常用的菌種有芽孢桿菌、乳酸菌、酵母菌、沼澤紅假單胞菌、曲霉菌等。

芽孢桿菌：芽孢桿菌能夠產生芽孢，為革蘭氏陽性菌，好氧或兼性厭氧，廣泛存在于土壤、水和空氣中，能夠產生提高動物生產性能所需的淀粉酶、蛋白酶、果膠酶、纖維素酶、葡聚糖酶等多種消化酶，幫助動物消化吸收營養物質，消除飼料中的抗營養因子，將難分解的大分子物質分解成可利用的小分子物質。

乳酸菌：乳酸菌是指能夠利用可發酵糖類、碳水化合物生成乳酸的一類無芽孢革蘭氏陽性菌，為原核生物，廣泛存在于動物腸道中，嚴格厭氧菌，發酵產生乳酸，能夠促進動物生長，調節胃腸道正常菌群，維持微生態平衡，改善免疫力，幫助消化吸收，可提高動物存活率和日增重，提高飼料利用率，提高機體免疫力。

酵母菌：酵母菌是一種單細胞真菌，具有典型真核細胞結構，有細胞核、細胞膜、細胞壁、線粒體等，是典型的異養兼性厭氧微生物，厭氧條件下將糖類轉化為酒精和二氧化碳，有氧條件下將糖類分解成水和二氧化碳獲得能量進行繁殖生長。菌體富含B族維生素、氨基酸、蛋白質、多種消化酶和未知生長因子，用于補充飼料中的蛋白質，能夠促進動物的生長發育，增強免疫力。飼料酵母就是直接利用酵母菌菌體作為飼料，是純的單細胞蛋白，一般采用液體發酵工藝生產，或者利用農副產品下腳料為原料經酵母菌發酵制成的一種蛋白質飼料，一般采用固態發酵工藝生產。

沼澤紅假單胞菌：沼澤紅假單胞菌屬于光合細菌的一種，是地球上最古老的具有原始光能合成體系的原核生物，是廣泛存在于自然界的微生物，是一類以光為能源，利用自然界中的有機物、硫化物等為營養體，并能進行光合作用的生物。在生物學分類中，屬于真細菌綱、紅螺菌目、紅螺菌科、紅假單胞菌屬，是目前光合細菌中應用與研究較為廣泛的光合細菌之一，PSB 菌體營養豐富，蛋白質含量高達65%，且富含多種生物活性物質。沼澤紅假單胞菌的用途很多，被廣泛應用于農業、漁業、環保、醫藥等領域，被歐美等國家廣泛應用在養殖業，是對畜、禽、魚有益的微生物。在畜禽養殖方面，光合細菌不僅可作為一種飼料蛋白補充，還可以起到益生素的作用；在水產養殖方面，具有有效改善水質、預防魚病的作用，對產量和成活率均有明顯的提高。以沼澤紅假單胞菌為添加劑的飼料產品是現代生物技術與動物微生物學、動物生態學營養學相結合的產物，對于推動我國養殖業向著高效、綠色、生態、健康的方向發展具有重要意義，其應用前景也十分廣闊。

曲霉菌：主要指黑曲霉和米曲霉。黑曲霉、米曲霉因其特有的生理生化性質以及安全無毒性，可以生產許多種酶，生產的酶制劑具有用量大、應用范圍廣、安全性好等特點，已經越來越受到人們的重視，被美國食品藥品管理局及世界衛生組織列為食品級安全菌株，也是我國農業部認證的安全菌株，被廣泛用于食品工業、飼料加工業。

2 在養豬生產中的應用

2.1 微生物發酵飼料在斷奶仔豬階段的應用

在斷奶仔豬階段，添加適宜比例的發酵飼料能夠減少或者完全替代抗生素的使用，緩解斷奶應激，提高仔豬生產性能，李玉俠等［3］（2018）在日糧中使用發酵飼料代替20%的無抗基礎日糧，飼養45 d并觀察記錄各項指標。結果表明，發酵飼料組豬的平均日增重和粗蛋白表觀消化率顯著高于對照組（P＜0.05），料肉比和腹瀉率低于對照組，效果與抗生素相當，表明發酵飼料可以提高斷奶仔豬的生長性能和消化能力,降低豬的腹瀉率和料肉比，增強豬健康狀況。王玉田等［4］（2018）在斷奶仔豬日糧中應用發酵飼料，試驗期為28 d，對照組飼料中添加60 mg/kg 的金霉素，試驗Ⅰ組添加30 mg/kg 的金霉素+5%的發酵飼料，試驗Ⅱ組只添加10%的發酵飼料。結果表明：用5%的發酵飼料替代30 mg/kg金霉素和用10%的發酵飼料替代60 mg/kg金霉素日增重顯著高于對照組，腹瀉率顯著低于對照組（P＜0.05），提高了日采食量和血清總蛋白,降低了料重比，但差異均不顯著（P＞0.05）。兩組試驗組效果優于金霉素組，而且用10%的發酵飼料替代全部金霉素組效果最佳。

液態發酵飼料因含有大量乳酸，有酸香味道，可用于緩解仔豬斷奶應激、促進采食。陳鮮鑫等［5］（2017）應用液態發酵飼料飼喂斷奶仔豬試驗發現，飼喂液態發酵飼料的斷奶仔豬的粗蛋白質、鈣、總磷的消化率分別較固態飼料提高了3.66%、3.85%、15.53%，料重比較低了3.4%。

2.2 微生物發酵飼料在育肥豬階段的應用

涂小麗等［6］（2015）采用100%發酵飼料代替基礎日糧試驗，主要研究無抗微生物發酵飼料對生長豬生產性能和營養物質利用率的影響。結果表明：飼喂微生物發酵料后，生長豬平均日增重提高4.89%，料重比降低5.97%，但均未達到統計學上的顯著差異（P ＞0.05）；與對照組相比較，飼喂微生物發酵料極顯著提高了豬對粗脂肪消化率（P ＜0.01），且接近添加抗生素組的效果（P ＞0.05）?？梢钥闯?，飼喂微生物發酵飼料可提高動物生產性能和營養成分消化率，且效果與抗生素相當，能夠消除抗營養因子，提高營養物質消化率；消除過量自由基，增強機體抗氧化能力；消除腸道病原菌，維持腸道菌群平衡；提高免疫功能，保證機體健康。

與仔豬不同，生長育肥豬機體各方面發育完善，對液態發酵飼料的生長性能等反應不如仔豬明顯。陳鮮鑫等［7］（2010）在液體發酵飼料應用于生長育肥豬試驗中發現，生長育肥豬飼喂接種乳酸菌的液態發酵飼料較固態飼料平均日增重提高了34.3%，料重比下降了15.8%，但也有無顯著影響的報道，結果不一致，對生長育肥豬的影響呈現差異。

2.3 微生物發酵飼料在妊娠期和哺乳期的母豬日糧中的應用

在母豬日糧中添加微生物發酵飼料可以改善母豬的繁殖性能，保證斷奶仔豬的健康生長。熊立寅等［8］（2015）試驗研究發現，在妊娠期和哺乳期的母豬日糧中，全程添加5%～10%的生物發酵飼料能夠增加母豬采食量、改善母豬機體的免疫功能和促進生長激素的分泌，且初生窩活仔數提高8.2%～25.1%；斷奶仔豬數提高19.65%～21.03%；斷奶窩重提高34.86%～38.59%；斷奶存活率提高8.33%～10.62%。

液體發酵飼料可刺激母豬采食，提高母豬采食量，增強母豬體質，使仔豬獲得更多營養。研究發現，相比固態發酵飼料，飼喂液態發酵飼料的母豬平均日增重提高了5.2%，年產仔豬數提高了12.0%，仔豬死亡率降低了13.8%。

3 展望

總體來看，生物發酵飼料在飼料行業的應用處于起步發展階段，但初步得到了市場的認可，未來前景十分廣闊，是飼料行業發展的新動力所在，是推動我國無抗養殖的有效手段之一。改善養殖環境，加強飼養管理，提高飼料原料本身的安全性和配合使用微生物飼料，是能夠達到“禁抗”、“減抗”的目標的。但目前微生物發酵飼料存在缺乏國家統一標準及規范的發酵工藝，發酵飼料達到的應用效果良莠不齊，且其應用機理尚在研究和探究中。