淺析微生物發酵飼料對豬腸道健康的影響

文│李燕中（集寧師范學院化學與化工學院）

王玥 張振奇 邱濤 王璐（集寧師范學院生命科學與技術學院）

由于集約化、規模化養殖的蓬勃發展，飼料中抗生素殘留問題日益凸顯。近年來，研究人員不斷尋找抗生素替代品，微生物發酵飼料憑借眾多優勢成為研究熱點。常用的發酵材料有麩皮、玉米、豆粕、玉米蛋白等，通過微生物發酵可將飼料中的大分子物質分解成小分子物質，使飼料中的一些抗營養因子發生分解與轉變，產生適口性好的飼料。益生菌定植于小腸黏膜上，利用爭奪氧氣、位點，營造厭氧環境及產生代謝產物的方法抑制致病菌的生長，激活腸道黏膜免疫功能，提高動物免疫力。生豬產業是我國支柱性產業之一，經發酵的飼料不僅生豬腸道更易消化吸收，而且可以改善生豬腸道的微生態平衡狀態，減少腸道疾病的發生，對推動我國生豬產業轉型升級具有重要意義。

從十九世紀中葉起將抗生素添加到飼料中來刺激宿主動物的發育。但由于集約化、規模化養殖的蓬勃發展，抗生素的過度使用導致藥物殘留問題日漸嚴重。近年來，研究人員不斷尋找抗生素替代品，微生物發酵飼料憑借眾多優勢成為研究熱點。大量研究發現，具有活性的微生物飼料添加劑使宿主動物抵抗病原菌侵害能力顯著提高，減少腸道疾病的發生，積極推動了飼料行業的綠色發展。

微生物是指一類形態小且構造簡單的生物體，普遍存在在自然界中，且種類多樣，如我們熟知的真菌、細菌、病毒等。它們在自然界具“多重身份”，在人類生活諸多領域發揮至關重要的作用。微生物發酵飼料是指使用國家允許的發酵原材料和菌種，利用科學的發酵技術手段制造出來的簡單飼料和混合飼料。各種菌種的新陳代謝活動可以分解或轉化發酵原料中的大分子化合物和抗營養因子，形成利于禽畜腸道消化吸收的有機飼料。常用的發酵材料有麩皮、玉米、豆粕、辣椒粕、棕櫚粕、玉米蛋白，它們都可以利用飼料發酵技術發酵成發酵飼料運用于禽畜養殖。生物發酵飼料分為液態生物發酵飼料和固態生物發酵飼料。液態生物發酵飼料技術應用于國外，國內普遍采用固態發酵飼料技術。固態發酵飼料技術是在沒有水的條件下，微生物在固體培養基上進行發酵，能提高副產品的營養價值。固態生物發酵飼料使用的益生菌種通常分為四大類：芽孢桿菌、乳酸菌、酵母菌和霉菌。

豬產業是我國的支柱產業之一，綠色發展養豬可以為國民健康提供保障。對此，國家在2020年實施禽畜飼料中全面禁止使用抗生素的措施，對養殖業綠色發展提出了更高要求。其中生豬腸道健康是需要盡快解決的問題。人們能在人為限制下，通過營養控制的手段來改善飼料成分，進而提高生豬消化道菌群的微生態平衡，從而增強生豬腸胃的消化吸收能力，降低腸胃疾病的發生率，對我國生豬產業的綠色發展具有重要意義。

一、微生物發酵飼料的功能

飼料與菌種混合發酵后，可以使飼料內部成分發生變化。在菌種作用下，飼料中的大分子物質轉化為結構簡單的小分子物質，同時可以消除或降低抗營養因子，變成一種富含大量益生菌及保護動物健康生長的飼料。同時，微生物發酵過程中產生的酶類、B族維生素和多種營養因子不僅利于動物的消化吸收，而且明顯提高了飼料適口性。如枯草桿菌發酵時產生的胞外酶可降解飼料中的酸性洗滌纖維。我國大部分飼料原料均存在進口問題，豆粕作為優質的蛋白質飼料資源，合理發酵會產生巨大的生產效益。豆粕是許多禽畜動物補充蛋白質的飼料之一，其中的營養物質可促進動物生長發育；但存在蛋白酶抑制因子、單寧、凝集素、植酸、寡糖等抗營養因子，抑制了飼料作用的發揮。研究發現，用芽孢桿菌（Bacillussiamensis）發酵豆粕后，其中的營養物質和蛋白質物質含量明顯上升，各抑制因子與有害物質顯著降低，發酵后的飼料營養組成更加合理。

二、微生物發酵飼料對豬腸道免疫功能的影響

微生物發酵飼料不但能提高飼料利用率，還能直接作用在動物消化道中，從而增強動物抵抗力。腸道作為消化器官，作用是消化吸收不同的營養成分，其腸道黏膜系統則是由與腸道有關淋巴組織形成的結構復雜的網絡系統，是腸道阻礙病原菌侵害動物體的第一道防線。發酵飼料中的益生菌可與腸道黏膜直接發生作用，刺激巨噬細胞產生lgA、lgM，抑制感染，提高腸黏膜的免疫功能。張秀林研究發現，把玉米、豆粕與5種菌攪拌發酵，用發酵飼料飼養斷奶仔豬一段時間后，發現斷奶仔豬消化系統結腸的免疫球蛋白水平顯著提高，從而增強了仔豬腸道黏膜免疫系統的功能。可見飼料中的有益菌能提高豬腸道黏膜的免疫功能，維護豬的腸道健康。

三、微生物發酵飼料對豬腸道微生態平衡的影響

發酵飼料的益生菌分真菌與細菌兩類。微生物發酵飼料可改善豬腸道微生態平衡，主要機理是將益生菌定植于小腸黏膜的一定部位，利用爭奪氧氣、位點、營造厭氧環境及代謝產物的方法對致病菌的生長增殖發揮抑制作用，從而增強腸道免疫功能。

豬腸道中的微生物菌群與宿主動物腸道健康有密切關系。通過飲食可以對豬腸道菌群產生影響。Kiarie等研究發現，斷奶仔豬食用經酵母菌發酵的飼料，其腸道中腸桿菌的數量減少，回腸中細菌種類增多。益生菌產生的有機酸對仔豬腸道中大腸桿菌與沙門氏菌繁殖有抑制作用；發酵產生的抗菌素能抑制細菌繁殖。可見，經微生物發酵的飼料可調節豬腸道微生態平衡，進而對豬腸道傳染病有所預防。

四、試驗方法與結果

試驗選取60頭杜洛克、長白、大白育肥豬，體重在28～30千克，隨機分為3組，其中試驗組飼喂微生物活菌發酵飼料，對照組飼喂全價顆粒豬飼料。飼喂試驗共進行20周。本次研究選用微生物活菌發酵飼料，生產工藝為先需氧發酵、后厭氧發酵，在制備過程中采取如下方法：取酵母菌凍干粉、芽孢桿菌凍干粉、乳酸桿菌凍干粉、豬用復合酶、紅糖、水，按照0.3∶0.3∶0.4∶1∶20∶280的比例混合，得到多菌種混合液；取血粉、玉米、豆粕，按照1∶19∶52的比例混合，得到混合料，將多菌種混合液與混合料按質量比3.1∶10混合，處于25～38℃環境下發酵4～5天。取豬用復合酶、植酸酶、果寡糖、育肥豬用多礦、蛋氨酸、氯化膽堿、賴氨酸、食鹽、育肥豬用多維、飼料級磷酸氫鈣、飼料級碳酸鈣石灰粉，按照數1∶1∶1∶2∶2∶3∶12∶18∶20∶24∶36的比例混合，得到飼料添加劑。

生豬轉移到圈舍前3天進行清洗和消毒，然后整體飼喂，每天定時提供4次相同的飼料，讓生豬自由采食并提供清潔水，同時每天對圈舍打掃2次，定時觀察生豬狀態，飼喂試驗結束后選擇5頭體重相近、未出現消化道疾病的育肥豬，取出完整腸道使用乙醇（75%）清洗，取2厘米等長的豬腸道共7段，其中包括1段盲腸、2段十二指腸、4段小腸，然后截取各段豬腸道1厘米，利用無菌手術刀拋開內容物，放在100毫升的生理鹽水中均勻攪拌，之后分離培養腸道相關菌群。

分析微生物活菌發酵飼料對芽孢菌在育肥豬腸道各區段分布的影響發現，3種飼料飼喂的育肥豬腸道內芽孢菌活性菌落總數分布趨勢如下：十二指腸內數量最少，進入小腸后數量逐漸增多，小腸3段到盲腸處數量開始下降，但盲腸處活性菌落總數仍高于十二指腸，因此，芽孢菌的最佳定殖區段為小腸3段。

綜上所述，微生物發酵飼料可以改變飼料成分與營養特性。有益菌不僅可以改變飼料適口性和營養成分，還可與腸道黏膜直接作用，刺激宿主免疫細胞分泌免疫球蛋白，激活免疫系統，增強動物免疫力。隨著規模化養殖的發展，微生物發酵飼料作為一種新型綠色飼料，對我國生豬產業隊伍進一步擴大具有重要的現實意義。