豬生產中的微生物發酵技術應用和發展

昌莉麗 袁珍虎 黃曉晨 孫 朋

（1徐州生物工程職業技術學院，江蘇徐州 221006；2江蘇世昌農牧集團股份有限公司，江蘇淮安 223005）

“豬糧安天下”，生豬產業關系國計民生。近年來，在國家相關政策支持和指導下，我國生豬產業迅速發展逐漸走向規模化、集約化，同時也面臨著飼料資源短缺、疾病防控難度增大、藥物殘留、養殖場廢棄物污染嚴重等一系列問題。微生物發酵技術是指利用一些特定微生物，在適宜的條件下，將原料經過特定的代謝途徑轉化為人類所需要的產物的過程。該技術應用于豬生產過程，可變廢為寶、有效循環利用資源、節約成本、保護環境、生產高品質綠色環保豬肉，可以使養殖企業獲得較好的經濟效益、綠色效益和環保效益。近年來，隨著對微生物發酵技術的認識和深入研究，將該技術應用于生豬養殖成為大家關注和研究的熱點。本文就微生物發酵技術在當前養豬生產過程中的發展和應用情況進行了介紹。

1 發酵床養豬

規模化、集約化養豬給豬場帶來巨大經濟效益，然而，其所產生的糞尿污水也對養豬場周邊環境造成不小的壓力。生產中一些養殖場采用堆肥發酵、建沼氣池和蒸發塘等方法進行糞污處理，但是需要占用一定土地，且技術成本較高，實際利用有一定局限性。微生物發酵床養豬技術，是基于控制畜禽糞便污染環境的一種養殖方式，是以發酵床為載體，利用全新的自然農業理念和微生物發酵技術，對有益菌落進行篩選、培養和擴繁，形成有活力的微生物原種，再按一定比例將微生物原種與鋸屑、秸稈、稻殼、谷殼、花生殼等農副產品及一定量的泥土、天然鹽等混合作為豬舍的墊料，符合動物福利的要求，是一種無污染、低排放的新型環保養豬方式[1]。作為一種新型生態養豬模式，該技術在全國各地得到了廣泛推廣和應用，在生豬養殖污染治理模式中起到重要作用。

與傳統養豬模式相比，采用發酵床養豬，墊料中的有益微生物通過發酵能將糞尿進行降解，消除惡臭并轉化為菌體蛋白和營養無機物，同時抑制墊料內有害微生物的繁殖，從而形成一個良性循環的微生態平衡環境。在飼養過程中，豬通過拱食墊料而接觸到有益菌和菌體蛋白，既節約了飼料成本，也改善了豬的腸道環境，促進機體免疫力的提高。褚曉紅等[2]比較了發酵床和傳統水泥地面2種養豬方式對保育豬生產性能的影響，結果發現采用發酵床養豬，保育豬生長速度快、飼料轉化率高，冬季呼吸系統疾病和腹瀉發病率、死亡率均下降并且用水減少，能耗下降。由此可見，發酵床養豬可實現糞便的無害化處理并可變廢為寶，循環利用，符合建立“資源節約型、環境友好型”生態農業建設的大方向。目前，該技術作為生態養豬的主推技術被各地引入并結合本地自然資源不斷加以改進和完善，形成具有地方特色的發酵床養豬技術，促進了生態養豬的發展。

2 發酵飼料

發酵飼料是指在一定條件下，通過微生物（有益菌）自身繁殖和代謝，將礦物質、動物性和植物性營養物質中的多糖、蛋白質及脂肪，進一步轉化為有機酸、酶、多肽等小分子物質，生產出功能性代謝產物的飼料，使得飼料更容易被畜禽消化吸收利用[3]。豬生產中利用發酵飼料，一方面可以解決當下制約我國生豬養殖業發展中的飼料資源短缺問題，豐富飼料來源、降低飼養成本；另一方面能帶來大量益生菌進入豬的胃腸道，抑制腸道病原菌，維持腸道菌群平衡，提高機體抵抗力，減少疾病的發生。

微生物發酵處理可以降低飼料原料中的粗纖維含量、脫毒、增加其營養價值，提高飼料的轉化率，還有一些工農業生產副產品如玉米秸稈、棉籽餅、酒糟、啤酒渣等發酵后營養價值提高，可替代補充部分飼料原料并且益生菌發酵產生的代謝產物可提高飼料營養價值、改善飼料風味，促進采食，提高飼料利用率。宋博等[4]以10%構樹全株發酵飼料添加到低蛋白質飼料中，發現對育肥豬的生長性能無任何負面影響，并且改善了肉的風味和營養價值，且飼喂效果優于構樹全株干粉。此外，也有相關研究報道利用地方資源大蒜秧、巨菌草、金銀花渣等[5-7]經發酵處理后飼喂育肥豬可替代基礎日糧，并顯著提高育肥豬的生產性能和肉品質。張錚等[8]用復合菌發酵飼料飼喂生長育肥豬，并檢測了豬結腸內菌群組成和菌群代謝產物，結果發現結腸內丁酸含量顯著升高，且還發現參與日糧多糖和蛋白質代謝的厚壁菌門和擬桿菌門2個細菌門類的豐度較高，未檢測到有害致病菌。充分說明了經發酵后腸道內有益菌數量增加產生的丁酸等代謝產物有利于腸道健康。魏小兵等[9]發現發酵飼糧能改善小腸黏膜形態，增大吸收面積，從而促進小腸對營養物質的吸收。

隨著養豬業的發展，越來越多的養殖企業展開對發酵飼料的研究和應用。目前，發酵飼料有固態發酵飼料和液態發酵飼料2種，因固態發酵處理簡單，所需設備成本相對較低，在大部分中小型養豬場應用較多；液態發酵較固態發酵雖然工藝復雜，但過程可控、品質穩定、豬更易吸收，因此近年來液態發酵飼料在養豬生產中的應用日趨增多，但因投入設備成本較高，僅限于大規模養殖場使用[10]。實際生產中，由于我國發酵飼料的研究和應用起步較晚，目前多在豬生產的特殊階段比如仔豬斷奶前后和母豬妊娠階段應用全價發酵飼料。為了節省養殖成本，減少疾病發生，生產更多高品質豬肉，發酵飼料在養豬生產中的推廣和應用將日趨增多。

3 發酵中草藥

我國中草藥資源豐富，利用中草藥進行畜禽疾病防治歷史悠久。在養豬生產中，雖然中草藥對保障畜禽健康發揮了重要作用，但畜禽疾病防控更多的還是依賴抗生素。近年來，隨著抗生素使用帶來的耐藥和藥殘問題日益突出，以及飼料“禁抗令”的全面實施，中草藥和益生菌因其功效明確，安全、綠色、無殘留而再次受到關注，發酵中草藥正是將中草藥和益生菌二者有機結合，在畜禽疾病防控方面發揮重要作用，成為當前替抗研究的熱點。益生菌發酵中草藥自古有之，屬于中草藥炮制技術的一種，如“六神曲”就是傳統的發酵中草藥，但傳統中草藥發酵往往因為菌種不純、過程難控、發酵效率低等原因導致發酵中草藥質量不穩定。現代中草藥發酵是在傳統中藥炮制發酵技術的基礎上，結合現代生物工程技術、微生物發酵理論、現代制藥工程等理論形成的新型中藥制藥新技術[11]。

中草藥經過益生菌發酵轉化后可促進有效成分析出，增強藥效；產生新的活性物質，擴大應用范圍；降低毒副作用，改善口感；節約藥源，保護環境。目前養豬生產中的發酵中草藥，多采用固體發酵的方式，將中草藥包括中藥藥渣發酵后作為替抗的新型綠色飼料添加劑使用，可用于提高豬的生產性能，改善腸道健康，增強機體免疫力；也有采用液體發酵方式處理的中草藥，進一步深加工做成各種中草藥制劑用于臨床豬病的防控。王林 垚[12]在PED流行的豬場，用發酵止痢口服液（黃連、金銀花、當歸、黃芪等）對腹瀉仔豬進行口服治療，仔豬腹瀉率明顯下降，斷奶活仔數增多，斷奶重增加，顯著提高了仔豬的生產性能，達到了對仔豬PED防控的目的。此外，相關研究報道[13-16]發酵中草藥液體制劑在提高疫苗保護率、降低感染性疾病和死亡率、抗應激、保肝護腎以及母豬產后疾病等方面都有不錯的效果，但因為研究過程和加工工藝復雜，成本較高，當前真正上市成熟產品還不是很多。雖然發酵中藥的相關研究還處于起步階段，但臨床應用效果已被證實。隨著國家和人民對食品安全的重視，養殖業限抗和全面禁抗已實施，作為抗生素替抗產品，發酵中草藥更具開發潛力和價值，未來必將成為預防類獸藥發展的主要方向。

4 畜禽尸體的無害化處理

當前，規模化養豬場無法避免的一個重要問題就是病死豬尸體的無害化處理，處理不好不僅會造成環保問題甚至危及生物安全。利用微生物發酵技術來解決病死豬尸體處理是將動物尸體及相關動物產品與稻糠、木屑等輔料按要求擺放，利用動物尸體及相關動物產品產生的生物熱或加入特定生物制劑，發酵或分解動物尸體及相關動物產品的方法[17]。該技術不但能解決環境污染問題，還能產生生物有機肥，做到廢棄物資源化利用。生產中常用的發酵法主要有堆肥法、沼氣法和化尸窖法。堆肥法臭味小、不污染水源、能滅活病原菌并產生肥料，技術簡單，投入少，是目前大部分養殖場處理尸體的主要方法；沼氣法多應用于糞便處理，產生沼氣和肥料，近年來也逐漸用于病死豬無害化處理；化尸窖建造簡單、投入低，適用于批量畜禽尸體的無害化處理，雖然目前仍有使用，但是因為不能重復利用和存在生物安全隱患，正逐漸被其他2種方法取代。總之，隨著國家對生物安全和廢棄物資源化利用的重視，利用微生物發酵技術對病死豬進行無害化處理將會逐漸普及。

5 小結

伴隨著生豬養殖產業的轉型升級，傳統的粗放散養的養豬模式逐漸向集約化、精細化、智能化、節約環保的規模養豬方式轉變。微生物發酵技術作為一種新興生物技術在生豬養殖方法、飼料、疾病防治以及病死豬無害化處理等各方面發揮重要作用，符合當下國家發展資源節約和環境友好型生態農業、循環經濟的方針政策。農業農村部在2018—2030年《農業綠色發展技術導則》中，明確強調了微生物發酵技術在養殖業的重點研發和推廣應用，如發酵飼料應用技術、替抗技術、廢棄物資源化利用等。因此，在生豬產業發展過程中，養殖、飼料、獸藥等相關企業應抓住生態養豬的大方向，積極引入微生物發酵技術，及早進行相關開發產品的研究和應用，發展節約型、無污染的循環經濟模式之路。只有這樣才能提高養豬技術，提高豬肉產品質量的安全性，創造更高的經濟、環境和社會效益，促進養豬業健康發展。