发酵饲料概述及其在养猪生产中的应用

来源:猪业科学，中国知网 | 作者:王胜，黄健，刘艳玲 | 发布时间: 2020-03-25 | 2034 次浏览 | 分享到:

摘要：发酵饲料具有绿色、安全、高效等特点，能提升饲料品质、提高饲料利用效率，改善动物亚健康状态，是一种优质的饲料伴侣，长期使用发酵饲料对抗生素减量使用、食品安全、环境污染养殖行业面临的共性问题，提供了有效的解决方案，本文就发酵饲料的定义、分类及其在养猪生产中的应用等方面进行论述。

关键词：发酵饲料；分类；猪生产；应用

随着后抗生素时代的到来，生物发酵技术重新兴起并得到广泛关注，其中发酵饲料技术的快速发展与应用标志着饲料产业进入以“绿色、健康、高效、清洁”为主攻方向的4.0时代，与传统饲料相比发酵饲料具有其自身独特优势，不仅能促进猪只的健康生长，提高生产性能，降本增效，还能改善肉质风味，减少对抗生素的使用量和对环境污染物排放量，有利于生态环境。发酵饲料的应用符合当前健康环保型猪业发展要求，具有广阔的市场应用前景。

1. 发酵饲料定义

根据蔡辉益等^[1]北京生物饲料产业技术创新战略联盟发布的T/CSWSL 001-2018团体标准《生物饲料产品分类》中的定义为：使用《饲料原料目录（2013）》和《饲料添加剂品种目录（2013）》等国家相关法规允许使用的饲料原料和微生物，通过发酵工程技术生产、含有微生物或其代谢产物的单一饲料和混合饲料，称之为发酵饲料。

2. 发酵饲料分类

2.1按原料组成

按饲料原料组成不同，发酵饲料分为发酵单一饲料和发酵混合饲料。

2.2按菌种组成

按菌种组成的不同分为单菌种发酵饲料和多菌种发酵饲料。

2.3按原料营养特性

按照原料干物质的主要营养特性不同，可分为发酵蛋白饲料、发酵能量饲料和发酵粗饲料。

2.4按发酵工艺及含水量

发酵饲料根据生产工艺和饲料水分含量可分为固体发酵和液体发酵。固态发酵是指在几乎没有可以流动的水的固体基质表面上，微生物生长并产生代谢产物。液体发酵饲料是饲料与水按照1：1.5～1：4比例混合，经过充分发酵后达到稳定状态的饲料^[2]。液体发酵饲料在国外应用广泛，在国内因缺乏液体饲喂设备而限制了应用。国内目前以固体发酵为主。

发酵工艺还可以根据不同耗氧需求，主要分为2种，一种是厌氧发酵，以接种菌种后密闭发酵的所有形式，如呼吸袋、发酵罐（桶）、地坑、吨袋式等。另一种是好氧、厌氧混合发酵，以接种菌种后，实现多轮次好氧、厌氧交替发酵过程的形式，如槽式带式等，这类发酵需要翻耙。

3. 发酵饲料在猪生产中的作用及效果

3.1生物饲料在猪生产中的作用^[3][4][5]

3.1.1提高饲料利用率

发酵饲料中微生物能分泌脂肪酶、蛋白酶等多种酶类，能对饲料原料进行生物加工，可以降解其中的硫苷、脲酶和胰蛋白酶抑制因子等抗营养因子，降低肠道消化负担，提高饲料消化吸收率，另外生物饲料中富含B族维生素、氨基酸、小肽等重要代谢产物，同时原料经过生物发酵后产生多种不饱和脂肪酸和有机酸，具有独特发酵酸香味，能刺激猪的食欲，适口性好，增加摄食量。较低的pH值能够促进动物对钙、磷、铁等物质的吸收与利用，在酸性条件下，高分子蛋白质易被沉淀、消化和吸收。

3.1.2改善猪的肠道微生态平衡

发酵饲料中有益菌在代谢过程中产生有机酸，降低肠道pH，可抑制有害菌的生长繁殖，同时生物饲料中可以产生如嗜酸菌素、溶菌酶、过氧化氢等抗菌物质，能直接杀灭或抑制病原菌；此外有益菌可以在肠道定植生长，形成优势菌群，遏制病原菌并夺取病原菌在肠壁上的定植部位和营养物质，促进肠道微生态平衡。

3.1.3提高猪的免疫力^[6]

生物饲料中的优势益生菌可以作为一种非特异性免疫调节因子，激活宿主免疫细胞，提高吞噬细胞的活力，从而提高机体免疫力。有益菌还能够促进黏膜淋巴小结和固有膜淋巴细胞分泌型lgＡ和分泌型lgＭ生成；此外，生物饲料中的有益菌，能够在肠道中定植，通过竞争性抑制作用，抑制有害菌的生长与繁殖，减少致病菌与肠道上皮相结合的机会，进而提高机体的免疫功能，降低发病率。在特定情况下，如应激反应、疾病或长时间使用抗菌药物时，可能会影响肠道内的微生态平衡，此时使用生物饲料，在有益菌的代谢过程中，会制造厌氧环境，有效抑制致病菌的生长与繁殖。Zhu 等添加10%和15%的发酵豆粕显著提高了仔猪血浆免疫球蛋白G( IgG ) 、免疫球蛋白A ( IgA ) 、免疫球蛋白M( IgM)含量，同时显著降低空肠和回肠自我吞噬因子(LC3B)的表达，LC3B 的表达是细胞损伤的标志。

3.1.4 防止有害物质产生减抗减排

微生物发酵饲料的产业化应用能有效减少抗生素使用，降低锌、铜等重金属的添加；动物饲喂有益菌可降低畜禽舍内氨气、硫化氢等有毒气体的浓度，可有效减少粪便中氨氮物质的含量，畜禽养殖舍内的氨气含量明显降低，净化畜禽环境。直接饲用微生态制剂有益菌在肠道内可形成致密性膜菌群，形成生物屏幕，防止对有害物质和废物的吸收。如生物饲料中的乳酸菌在代谢的过程中分泌的多肽和抑菌物质，对氨、吲哚以及粪便臭味等有良好的降解作用；芽孢杆菌代谢过程中产生的酶类物质，能够氧化和分解硫化物和吲哚类化合物，降低粪便的臭味。

3.1.5 改善食品质和风味

随着人们生活消费水平的提高，原生态、无添加的绿色安全食品越来越受到消费者的欢迎。发酵饲料的作用来源于微生物的生长及其产生的次级代谢产物，能替代抗生素发挥防病、抗病作用，符合绿色健康养殖的发展方向。生物饲料的使用还能够改善产品风味，提高其品质，研究发现用20%发酵料等量替代基础饲粮可以改变机体代谢，增加肥育猪背最长肌肉色评分及嫩度，改善肉品质。

3.2发酵饲料在猪生产中应用效果

3.2.1针对不同底物发酵的研究

出于节约粮食的目的，上世纪九十年代有人用乳酸菌处理草粉制作生物饲料^[7][8]，并将菜籽饼（粕）同步厌氧发酵，经发酵后的菜籽饼脱毒率高达95%。但同期一些试验证明采用秸秆发酵制作的生物饲料饲喂肉猪因延长了肉猪的饲养周期并不经济^[9][10]，郑春田^[11]等证实生长猪日粮中添加秸秆生物饲料，降低了日粮氮存留，氨基酸回肠末端表观消化率和消化能值。胡薇^[12]等证实在生长肥育猪的日粮中，用发酵制作的玉米生物纤维饲料作为生长肥育猪饲粮中的蛋白质补充饲料是完全可行的。明雷^[13]等用乳酸菌发酵玉米皮以10%和20%替代基础日粮，可不同程度提高日增重，改善了猪屠宰的性能，改善了肉的品质，另20%玉米皮组经济效益好于10%组。乔家运^[14]等研究了用呼吸阀的袋装式发酵工艺利用白酒糟生产猪用发酵料。庞云杰^[15]等研究用酒糟生物活性饲料在育肥猪日粮中使用效果优于含抗生素的对照组。李加友^[16]等研究用酵母、芽胞菌、淀粉酶和硝酸铵为麸皮发酵生产工艺条件中的重要影响因子。潘冬梅^[17]等用乳酸菌发酵餐厨垃圾生产的生物饲料喂猪，可以提高猪的生产性能，猪的肠道环境得改善。黄彦兴^[18]等猪饲料中添加发酵构树粉更能满足肉猪的营养要求，减少毒素累积，降低过敏反应，提高猪的健康指数。陈美松^[19]等报道利用发酵豆粕代替鱼粉可以促进仔猪生长的作用，同时可效抑制肠道微生物对仔猪的不良影响。

3.2.2 针对生物饲料作用效果的研究

沈彦锋^[20]等用厌氧发酵全价料饲喂鲁莱黑猪，猪日增重显著提高，提高了猪肉保水性能，失水率和滴水损失降低。王俊锋^[21]等报道用玉米、豆粕、菜粕与棉粕作为底物厌氧发酵，以20%和30%比例添加全价料中，可以增加育肥猪的平均日增重和饲料转化率，但育肥猪日采食量有所降低。肖轲^[22]等研究表明添加发酵料可提高育肥猪生长性能，降低猪腹泻产生。7.5%添加发酵料组就生长性能、日采食量，腹泻情况都优于15%添加组，因此选择合适的饲料添加量也非常重要。而史经略^[23]等研究40%添加生物发酵料对仔猪日增重、腹泻率低于添加抗生素组，这可能于发酵工艺及底物等差别较大有关，另外试验猪的不同日龄而得出不同的结论。李仲玄^[24]等报道了肠道微生物可以作为环境因子影响猪的机体脂肪沉积，从而影响猪肉的品质。孙仁利^[25]等报道生物饲料提高了猪血清中总蛋白和白蛋白的含量以及碱性磷酸酶的活性，降低了血清尿素氮的含量。朱原^[26]等报道发酵饲料作为抗生素的潜在有效替代品，通过向宿主提供益生菌及其代谢产物，猪肠道增加了与健康相关的微生物，积极地控猪肠道微生物平衡，减少抗生素在猪生产中的使用。黄健^[27]等报道在育肥猪饲料中添加10%发酵料能极显著降低舍内外一氧化碳、一氧化二氮、氨气、甲烷气体浓度，改善猪舍空气质量，利于环境保护。

4.发酵饲料存在问题^[5][6]

4.1 缺少规范管理体系

国内的发酵饲料生产作为一个新兴产业，目前还没进入政府管理范围。没有针对生物饲料的产品标准，只能按配合饲料、单一饲料或饲料原料来制定企业标准，从而也难以突出生物饲料自身的产品特点。这样就会导致鱼龙混杂，不少企业缺乏发酵饲料核心技术，生产的发酵饲料品质参差不齐，极易出现发霉变质、胀袋等现象。

4.2 发酵饲料评价标准不一致

发酵饲料因含有活菌，外观颜色及营养成分容易受到发酵时间、温度和pH 的影响而发生变化。目前，现有的发酵饲料营养价值主要是通过饲料的标准如粗蛋白质、粗灰分、钙、磷等来测定评判，除明确的饲料营养常规指标外，酸溶蛋白、乳酸、益生菌活菌数等有益指标和挥发性盐基氮、霉菌和霉菌毒素等有害指标均应纳入产品标准。

4.3 发酵菌种安全检测

在发酵菌种生物安全方面，常见菌株来源不明、菌种退化，耐药基因转移、有害代谢产物、黏膜损伤、超敏反应等来自菌种的威胁不断增加，发酵饲料生产中添加的微生物制剂，是否存在杂菌污染，产生有毒代谢产物，是否会影响动物的肠道菌群，影响动物健康，要对其进行安全性评估，建立可控的评价体系。

3.4 发酵饲料基础理论研究滞后

在产品研究方面，发酵过程中小分子营养物质流失，总能下降，发酵菌种、菌剂的协同或拮抗还有待研究，产品质量标准存在争议，产品质量和应用效果受菌种、工艺、养殖品种和饲喂模式的影响较大；在生产制备方面，存在菌种、原料的安全性、发酵工艺、发酵过程控制技术不成熟等问题；在应用技术方面，对动物营养和微生物营养的协同性和安全性认识需要提高，营养数据库和适宜添加量尚需完善。

5. 发酵饲料的开发前景

据邓雪娟等^[28]，2016年8月，国务院发布《“十三五”国家科技创新规划》，在“现代农业技术”中明确指出要以生物肥料、生物饲料为重点，开展相关研究，并实现产业化。2017年2月国家发改委发布《战略性新兴产业重点产品和服务指导目录》2016版，其中生物饲料作为生物农业产业的6大重点产品之一，也将成为饲料产业供给侧改革的重要突破口。2017年4月，科技部发布《“十三五”生物技术创新专项》，其中生物饲料添加剂新产品作为生物农业方向下专栏的重点任务之一，必将推动生物饲料产业的飞速发展。2018年7月农业部《农业绿色发展技术导则（2018-2030）》的主要任务中将“发酵饲料应用技术等”作为重点研发任务，特别是2020年的禁抗，未来十年将会是生物饲料发展的春天。2019年9月在广州召开的第七届中国生物饲料科技大会上，蔡辉益研究员认为：生物饲料已基本被市场认可，市场导入阶段基本完成，30%以上的饲料企业开始生产发酵饲料，或使用或销售相关产品。据估测2019年1～8月份发酵饲料比去年同期增加65%，总量已经超过2018年全年水平（不含添加剂和发酵单一原料）。其中猪用发酵料下降40%，禽用发酵料增加180%，反刍发酵料增加130%。集成化应用技术产品效果稳定，技术迭代能力增强，生物饲料产业链核心技术逐步建立，生物发酵饲料增量显著。亟需系统评价菌种或菌株特性，使生产工艺标准化：①提高传统动物营养和微生物营养的协同性认识，②构建国内生物饲料学术体系保障，③建立发酵饲料基础营养数据库，④制定相关团体标准，⑤研究生物饲料生物学效价评价指标，⑥开展生物饲料质量安全实施动态预警检测，指导和推动产业健康和可持续发展。未来五年，发酵饲料和发酵原料有望占饲料总量25%以上，将在饲料禁抗、养殖减抗和动物健康高效养殖等方面发挥重要作用。

参考文献

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