微生物发酵饲料的研究进展与前景展望

刘艳新，刘占英,2*，倪慧娟，朱明达，胡建华

（1.内蒙古工业大学化工学院，呼和浩特 010050；2.内蒙古工业大学煤炭转化与循环经济研究所，呼和浩特 010050）

微生物发酵饲料的研究进展与前景展望

刘艳新1，刘占英1,2*，倪慧娟1，朱明达1，胡建华1

（1.内蒙古工业大学化工学院，呼和浩特 010050；2.内蒙古工业大学煤炭转化与循环经济研究所，呼和浩特 010050）

微生物发酵饲料是利用微生物的新陈代谢和繁殖，生产或调制出具有绿色、安全以及高效等诸多优点的饲料。其在促进动物生长、替代抗生素、废弃物再生资源化和减少人畜争粮等方面具有良好的发展前景。文章从概念剖析、发展背景、生产工艺与优化、国内外研究与应用现状等方面对微生物发酵饲料作以综述。并总结了其作用机理和在发展中存在的问题，同时分析了其未来发展的趋势和前景，旨在进一步拓展微生物发酵饲料在动物生产中的研究与应用。

微生物发酵饲料；生产工艺；优化；应用；作用机理；前景

1 微生物发酵饲料

微生物发酵饲料是指在人工控制条件下，通过微生物的新陈代谢和菌体繁殖，将饲料中的大分子物质和抗营养因子分解或转化，产生更有利于动物采食和利用的富含高活性益生菌及其代谢产物的饲料或原料。狭义方面微生物发酵饲料是指利用某些具有特殊功能的微生物与原料及辅料混合发酵，经干燥或制粒等特殊工艺加工而成的含活性益生菌安全、无污染、无药物残留的优质饲料[1-2]。微生物发酵技术为饲料工业提供了氨基酸、维生素、酶制剂、有机酸和活菌制剂等大量产品，不仅具有改善饲料营养吸收水平，降解饲料原料中可能存在的某些毒素，还能大幅减少抗生素等药物添加剂在动物生产中的使用。

2 微生物发酵饲料发展背景

2.1 饲料资源缺乏

近年来，饲料资源的制约逐渐成为世界饲料行业甚至畜牧生产发展的瓶颈。精饲料资源（如玉米、豆粕、鱼粉等）紧缺并且价格较高，而廉价的粗饲料却因无法充分被动物利用而被大量废弃或烧毁，造成资源浪费和环境污染[3]。目前，我国饲粮约占粮食总产量的35%，预计到2020和2030年，比重将分别达到45%和50%，但粮食预期年增量约有1%，饲粮缺口在所难免，其中优质蛋白质饲料资源将更加紧张[4]。因此，尝试利用新型饲料原料来代替日渐紧缺的常规饲料原料将会成为未来饲料发展的必然趋势。而其中粮食深加工所得的一些副产物（麸皮等）、农副产品的废弃物（农作物秸秆、果渣等）以及工业有机废水、废渣等将会是一个重要的研究趋势。

粮食深加工的副产物、农副产品的废弃物以及工业有机废水、废渣等含量丰富并且其富含膳食纤维和蛋白质等营养成分。目前我国对于这些资源的利用还不充分，从而导致这些资源的附加值较低，造成资源的浪费。尤其对于农副产品废弃物的利用存在的问题比较严重，有的直接丢弃，有的进行焚烧[5]。这不仅会造成资源的浪费同时对环境构成破坏。因此，通过微生物发酵的方式来利用这些资源进行饲料生产的研究，不仅可以实现资源的再利用，还能缓解我国饲料资源紧缺的问题。

2.2 抗生素的危害

动物肠道内的病原菌直接危害动物自身的健康同时也是食品污染的主要来源。自20世纪50年代开始，在动物饲粮中添加抗生素能显著促进动物生长，并对集约化畜牧业的发展有巨大的促进作用[6]。然而随着科技的发展，抗生素的负面作用逐渐被发现。主要体现在以下几个方面：抗生素在消灭病原微生物的同时也消灭了动物体内的有益微生物，破坏了动物机体内的菌群平衡，会导致更多感染或更大疾病的发生；长期使用抗生素，会导致病原微生物产生抗药性，致使有害人类健康的病原菌产生抗药性，进而影响到人类公共卫生与安全；抗生素在动物体内残留和富集，在食用畜禽产品后会通过食物链直接威胁人类健康和生命安全[7]。基于抗生素的负面作用，欧洲已经于2006年1月1日禁止使用抗生素。我国也逐渐禁止对抗生素的使用。因此寻找能够替代抗生素并能发挥抑制病原菌生长，促进畜禽生长作用的新型饲料变得越来越重要[8]。

2.3 环境污染

目前，我国对于畜禽粪便的排放和利用方式都存在一些问题。大量的畜禽粪便不经处理便直接排放或者露天堆砌，造成土壤和大气的污染。而在使用方面多直接作为肥料，使其不能得到充分利用，附加值较低。研究表明，动物将饲料中的养分转化为畜产品的效率只有20%～35%，而65%～80%的摄入养分都随粪便排入了环境。畜禽粪便不但造成土地承载力超标，粪便中的重金属渗入地下，造成土地及地下水污染。此外，粪便分解的硫化氢、甲烷和氨气等危害人类健康的空气污染物，容易形成酸雨，造成大量土壤酸化，并加重了土壤污染和水体污染[9]。

精饲料资源短缺，而丰富的粗饲料资源未被合理利用，使得废弃物资源再生成为研究的热点。同时饲用抗生素的滥用，畜禽粪便不合理的排放，畜禽养殖场集约化、集团化的出现，导致畜禽养殖疾病风险增加，养殖成本上升，环境污染，食品安全压力增大。这些使得健康、环保、安全的养殖逐步成为共识，而发展微生物发酵饲料产业是解决上述问题的重要途径之一。

3 国外微生物发酵饲料的研究

国外从20世纪60年代初开始研发微生物发酵饲料。最初用于生产微生物发酵饲料的原料主要是一些富含纤维素的固体残渣（稻草、秸秆、甘蔗渣等）。随着科技的发展，所采用的原料也越来越广泛。而国外用于微生物发酵饲料或添加剂的益生菌种也主要经历两个发展阶段，第一阶段是在20世纪50年代～1993年，这一阶段对微生物菌种缺乏监管和科学的认识，并对其产品的生产模式缺乏认识以及对产品的安全性和有效性缺乏评估。在当时只认识到益生微生物可以作为生长促进剂，因此在饲料生产和畜牧养殖过程中只是盲目的追求畜禽的生长状况，并没有认识到其可能存在的不利影响，一些不利的影响逐渐开始显现。1993年以后开始进入第二阶段，这一时期要求对微生物菌种要有全面的认识，并开始了对所采用的微生物菌株进行全面监管，对于初次采用的菌株要经过严格申请和审批等步骤。要求对菌株的安全性和有效性等进行全面评估，同时对于益生菌发挥作用的机理以及与宿主的作用方式等都需要逐步研究掌握。

随着技术的进步，国外微生物发酵饲料的发展迅速。用于发酵的原料越来越广泛，但还是主要集中于工农业生产的废弃物，趋向于资源的综合利用和环境治理。而所采用的益生菌菌株数量也在不断增加。2009年美国联邦食品药品管理局和美国饲料控制官员协会允许46种微生物菌种可作为饲料添加剂使用[10]。未来允许使用的菌种将会更多。

在微生物发酵饲料的应用方面，目前，欧美等国家和地区微生物发酵饲料的使用比例已经＞50%；德国已有＞15%的猪场采用生物液体饲料；荷兰、芬兰规模化猪场应用生物饲料饲喂达到60%；在丹麦生物饲料养猪的比例达到80%；在法国使用流体生物饲料设备的猪场约占猪场总数的15%[11]。

4 我国微生物发酵饲料的研究现状

4.1 发展历程

我国微生物发酵饲料的研究起步较晚，但经过不断的发展，生物饲料行业得到了较快的发展，产品效果得到了养殖者的广泛认可。总结微生物发酵饲料在我国的发展，大体可以概括为以下3个阶段[12]。第一阶段，糖化饲料、青贮饲料等；第二阶段，将益生菌菌株先进行培养然后经过离心、洗涤和干燥等步骤制成菌剂作为饲料添加剂掺在基础日粮中，如单细胞蛋白（酵母粉）等；第三阶段，即今天的微生物发酵饲料，其主要是利用高活性的有益微生物发酵廉价的农业或工业废弃物生产高质量的蛋白质饲料，不仅能实现资源的再利用，同时生产的产品品质也有很大提高。

4.2 微生物发酵饲料所用菌种及应用方式

生产微生物发酵饲料的首要问题是选择合适的菌种。2013年我国农业部2045号公告《饲料添加剂品种目录》中规定在饲料以及饲料添加剂中可用的微生物菌株共计35种。但目前微生物发酵饲料最常使用的菌种为酵母菌、乳酸菌、芽孢杆菌、链球菌属及部分霉菌等。

饲料用酵母菌主要分为热带假丝酵母、产阮假丝酵母、酿酒酵母、红酵母、毕赤酵母等。饲料酵母因其含有较高的粗蛋白质、氨基酸及多种维生素，同时含有多种动物所需的消化酶（α-淀粉酶、蛋白酶、纤维素酶、半纤维素酶等），对营养物质的消化吸收起着重要作用。酵母细胞还可以直接和肠道中的病原体结合，中和胃肠中的毒素。同时酵母菌具有浓烈的酵母香味，对家畜增加食欲、增强消化吸收等有一定作用[13-14]。

乳酸菌可提供营养物质，直接促进动物生长，改善消化道微生态环境，调节消化道免疫系统。其作用机理是乳酸菌进入肠道后会形成优势菌种，从而抑制病菌的繁殖，并且自身可以产生多种抑菌物质，抑制或杀死病原微生物，从而增强机体免疫功能，提高机体抵抗力，最终改善畜禽的生长性能和饲养环境。乳酸菌还可以提高饲料的品质，提升家禽对饲料的利用率，与传统的抗生素、化学添加剂相比，具有无污染、高效、安全的优点[15-16]。

芽孢杆菌具有较强的淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶活性，同时还可降解植物性饲料中的纤维素、半纤维素和木质素等，可明显促进动物对营养物质的消化吸收，进而提高饲料利用率。芽孢杆菌还可以消耗大量的氧，维持肠道厌氧环境，抑制致病菌的生长，维持肠道正常生态平衡，增强机体免疫力。我国已应用于生产的需氧芽孢杆菌主要有蜡样芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌和巨大芽孢杆菌[17-18]。

链球菌属主要包括粪链球菌和乳酸链球菌。可以产生各种抗菌物质和过氧化氢，起到抑制有害菌生长繁殖的作用以及消除有毒、有害代谢产物的作用，起到调节肠道菌群的效果[19]。其他常用于微生物发酵饲料的菌株还包括光合细菌、拟杆菌、木霉等。

目前可用于微生物发酵饲料生产的菌种数量多并且趋向菌株的协同发酵。两种或两种以上微生物协同发酵，体现了微生物之间协同作用，功能互补等关系。因此混合发酵效果要优于单菌发酵。但菌种配伍时要求混合菌种少而精，并要求在同一保存体系下能有协同作用可形成共同的生长优势，从而保证每株菌都能发挥作用[20]。从多菌种的使用情况分析，霉菌和酵母菌的组合发酵占多数。研究表明，采用黑曲霉、绿色木霉、枯草芽孢杆菌、热带假丝酵母和酿酒酵母的单一菌种和组合菌种固态发酵农业废弃物生产蛋白质饲料，结果表明，黑曲霉和热带假丝酵母的混合发酵后蛋白质含量最高约达到37%。由于霉菌同化淀粉和纤维素的能力强，可以将其降解为酵母能利用单糖、二糖等简单糖类物质，使酵母得以良好的生长繁殖，实现生物转化蛋白饲料的效果[21]。

4.3 微生物发酵饲料的生产工艺及优化

微生物发酵饲料的生产工艺可采用多种发酵形式，例如固体发酵、厌氧发酵、液体表面发酵、液体深层发酵、吸附在固体载体表面的膜状发酵以及其他形式的固定化细胞发酵等[22-23]。但应用最多的还是固态发酵和液体深层发酵。固态发酵多数情况下是指在没有或几乎没有自由水存在的条件下，在有一定湿度的水不溶性固态基质中，用一种或多种微生物发酵的一个生物反应过程。在发酵过程中受物料碳氮比、营养成分、含水量、pH和发酵温度等多种因素的影响，应在试验基础上根据不同菌种、不同工艺及不同发酵目的进行确定。孙付保等利用康宁木霉和热带假丝酵母混合固态发酵玉米皮成功生产发酵饲料，其真蛋白质含量＞20%。此法具有工艺粗放、技术简单、投资少、产率高、污染环境少等优点，但也存在着劳动强度大、易染杂、工艺控制和过程参数难以实现准确测定与不适于工业化批量生产等问题[24]。

液体深层发酵是现代发酵工业的主要发酵形式。其主要有连续发酵和分批发酵两种形式，需要根据不同的菌种选择不同的发酵条件，同样营养成分、温度、pH、时间等是决定发酵成功与否的关键因素。赵海峰等在黑曲霉液体深层发酵产纤维二糖酶的研究中发现，主要限制因素为营养物质的供给和温度控制，培养基中添加麸皮1.0%对纤维二糖酶的形成有明显的促进作用。另外对黑曲霉进行变温培养可以缩短产酶周期。因为培养初期黑曲霉利用培养基中的营养物质充分生长，还原糖基本被消耗，纤维二糖酶的活力也较低，随后温度降低，黑曲霉的生长放缓，由于葡萄糖的耗尽，纤维二糖酶的活力得到较大提高，随着时间的延长，纤维二糖酶的活力逐渐提高。此法的优点是发酵时间短，效率高，适合于工业化生产和便于无菌操作等，但存在着投资大，生产成本较高等缺点[25]。

微生物发酵工艺过程复杂，受培养基成分、温度、pH以及培养时间等多种因素综合影响。因此在优化发酵工艺的研究中，如何有效开展培养基成分和培养条件的单独或者组合式优化试验，从而高效、系统地获得微生物目标产物已引起国内外许多学者的广泛重视。经过不懈的努力，优化方法已经由最初简单的单因素法发展到统计学相关方法，如正交试验设计和均匀设计等[26]。随着计算机的广泛普及和数据库及其系统软件的发展，越来越多的研究者开始应用统计软件对试验结果进行数学模拟和优化。目前很多学者多是依据Plack⁃ett-Burman试验设计方案通过多因素二水平试验快速有效的从众多的考察因素中筛选出对试验结果影响显著的几个因素，然后在Box-Behnken设计或者中心组合设计基础上采用响应面分析法达到优化目的[27-28]。这种工艺优化方法不仅可以减少工作量，提升工作效率，同时还具有形象直观，可信度高等优点。

4.4 微生物发酵饲料的研究与应用

研究表明，肉鸡饲料中添加发酵饲料，饲养42 d后体重增加百分比（低温干燥/高温干燥）为9.0%和7.5%，肉鸡体重的增加以及更高的饲料转化率可能是由于更高的粗蛋白质含量[29]。丁酸梭菌作为膳食益生菌具调节肉鸡肠道菌群平衡的功能，家禽饲养42 d后体重增加3.7%[30]。益生菌有助于增加养分的消化率并能改善肠道环境，添加不同剂量的混合益生菌，家禽饲养35 d体重增加分别为4.87%、8.28%和8.53%[31]。10%微生态发酵蛋白饲料替代肉鸡基础日粮中的等量豆粕分别饲喂1～21日龄和1～42日龄阶段的肉鸡平均日增重分别提高9.6%和11.5%，料肉比分别降低10.2%和12.1%，大肠杆菌数量分别降低5.26%和12.6%。这可能是通过发酵，蛋白饲料的抗营养因子95%被降解，并产生多种生物活性肽，小肽含量＞22%，发酵过程中微生物分泌大量的蛋白酶，产生乳酸等物质，有助于消化和促进生长等因素有关[32-33]。

微生物发酵饲料有助于产生多种维生素，调节肠道菌群或改善免疫功能[34]。在生长肥育猪饲粮中添加20%的无抗发酵饲料，能提高其生长性能，改善肠道微生物平衡，提高对营养物质的消化能力，育肥猪日粮中添加发酵玉米秸秆粉10%，料肉比下降8.06%，价格下降6.73%，增重成本降低14.10%[35]。微生物发酵饲料能提高仔猪生长性能，节约饲料成本，增加养猪的经济效益。仔猪试验组较对照组平均日增重提高22%，日均采食量差异不明显，料肉比相对减少38%，增重成本每kg减少0.78元[36]。

微生物对饲料在瘤胃中的发酵有促进作用。牛犊饲料中添加纳豆芽孢杆菌不会刺激免疫系统产生过敏反应，但能够刺激血清分泌免疫球蛋白和Th1型细胞因子，因此有助于激活牛犊免疫系统提高免疫力并促进其生长。饲料转化效率增加15.5%，平均日增重增加12.9%，断奶时间约提前7.3 d，牛犊最终体重增加4%[37]。

微生物发酵饲料气味酸甜，羊只喜欢采食。对动物具有抗病防病、增强肌体免疫力、促进生长、提高成活率、日增重、改善肉的品质和风味等功效。基础精料替换为50%的发酵饲料，羊只平均日增重比对照组提高了19.06%，羊只血清尿素氮含量降低33.55%[38]。

2 kg微生物发酵饲料等质量替代泌乳奶牛原基础精料，试验组全期产奶量比对照组高4.40%，各乳成分含量及乳密度、饲粮各养分的表观消化率都显著高于对照组（P＜0.05）。可能是只有足够量的有益菌群才能很好地刺激瘤胃微生物的生长，进而影响奶牛的生产性能和养分的消化率[39]。

枯草芽孢杆菌定植于凡纳滨对虾肠道中，可以抑制病原菌在肠道定植，减少肠道中的副溶血弧菌；同时能诱导消化酶的产生并刺激宿主的自然消化酶活性，进而提高食欲[40]。

豆粕经过酿酒酵母发酵后粗蛋白、糖类等有用物质含量增加，抗营养物质减少，基本能满足幼虾的生长需求。用发酵豆粕替代50%基础日粮（鱼粉）饲喂幼虾90 d后，发现与对照组相比幼虾的成活率、最终重量和比生长速率等差异不明显，但却能降低成本约16.51%[41]。

豆粕、棉粕、菜粕等植物蛋白原料中添加0.3%的复方中草药共同发酵，与对照组相比，试验用草鱼增重率提高37.8%，饵料系数降低了17.2%。植物蛋白原料经发酵后棉酚、硫苷等抗营养因子大幅降低，并产生了乳酸等有益鱼类生长的物质[42]。

在豆渣、木薯渣和菌糠罗非鱼饲粮中添加复合微生物发酵饲料15%，试验组罗非鱼日增重提高22.14%，成活率提高98.07%，饲料系数下降15.14%。在罗非鱼基础饵料中添加复合微生物发酵饲料能有效提高罗非鱼免疫能力，减少罗非鱼链球菌病的发病率，促进生长，提高饲料转化率[43]。

欧美等发达国家对微生物发酵饲料的研究较早，经过不断的发展完善，无论对于生产的原料和益生菌的选用，还是生产的技术都比较成熟，应用的也比较广泛。我国微生物发酵饲料工业从起步至今，也得到了较快的发展，产品效果得到了养殖者的广泛认可。其适用对象不断扩大，现已广泛应用于畜禽和水产饲料中。但我国微生物发酵饲料的研究与应用还需要进一步完善和发展。

4.5 微生物发酵饲料的作用机理

微生物发酵饲料的作用机理，目前还没有完全清楚，但一般认为是综合作用的结果，现在得到普遍观点认可的有以下几点。

4.5.1 改善动物胃肠道微生态环境

微生物发酵饲料含有乳酸菌、酵母菌、芽胞杆菌、链球菌等各种有益菌，动物采食后，占有绝对优势的有益菌群就会产生有机酸（如乳酸和乙酸）使消化道内pH降低，抑制其他病原性微生物生长。同时许多乳酸菌和链球菌可以产生细菌素，如乳酸和链球菌肽等，这些多肽类物质能抑制沙门氏菌、志贺氏菌、绿脓杆菌和大肠杆菌的生长。在某些条件下，有些乳酸菌可以产生少量的过氧化氢，过氧化氢可以抑制许多细菌的生长，尤其是革兰氏阴性病原菌。另外有些有益微生物可以产生溶菌酶，也可起到抑制病原菌的生长作用。进而改善畜禽胃肠道微生态环境。

4.5.2 补充营养成分提高饲料利用率

微生物饲料经发酵后能产生多种不饱和脂肪酸和芳香酸，具有特殊的芳香味和良好的适口性，可明显提高动物采食量。微生物饲料在动物体内代谢可产生大量的蛋白酶、淀粉酶、纤维素酶、植酸酶等酶类及多种促生长因子，还可产生一定量的B族维生素和氨基酸以及其他一些代谢产物作为营养物质被畜禽机体吸收利用，从而促进畜禽的生长发育和增重。使动物能够最大限度地利用饲料，提高饲料利用率。

4.5.3 防止有害物质产生

微生物发酵饲料不含任何抗生素，无毒副作用，有益菌可降低畜禽舍内氨气、硫化氢等有毒气体的浓度，净化畜禽养殖环境，此外，直接饲用微生态制剂，有益菌在肠道内能形成致密性膜菌群，形成生物屏障，防止有害物质和废物的吸收。

4.5.4 提高机体免疫功能

微生态制剂中的有益菌是良好的免疫激活剂，能刺激肠道免疫器官生长，激发机体发生体液免疫和细胞免疫。直接饲用微生物发酵饲料可以提高畜禽抗体水平或提高巨噬细胞的活性，增强机体免疫能力，及时消灭侵入体内的致病菌，从而提高动物对多种疾病的抵抗力。

4.6 微生物发酵饲料存在的问题及未来发展趋势

虽然微生物发酵饲料具有很多优点，但是其发展都会经历一个逐步完善的过程。微生物发酵饲料同样也存在诸多不足之处并在应用过程中有所体现。目前，在我国养殖环境下，微生物发酵饲料的发展存在以下问题：微生物发酵饲料产品的稳定性不高；菌种在饲料制作中的培养、接种、干燥、分装、保存过程和加工中的高温、机械、制粒等过程都有可能减少菌种的活性；对于菌种的作用机理的研究还不明确；在饲料的制作工艺上还需要进一步完善；对微生物发酵饲料还缺乏完善的科学评价体系等[44]。

针对目前微生物发酵饲料发展过程中存在的问题以及进一步促进微生物发酵饲料的发展，需要明确未来微生物发酵饲料发展的主要方向。

微生物发酵饲料不应在功能上单一，不仅要起到增重促生长的效果，还应同时具有如防治疾病、消除粪便臭味、控制氮、磷对环境的污染等多重效果。

要研发针对不同动物、不同生长阶段、不同疾病的微生物发酵饲料。使其作用更具有针对性，效果更加显著。如适用于单胃动物的微生物发酵饲料等。所用菌株一般为乳酸菌、芽抱杆菌、酵母等，而适于反刍动物的却是真菌酵母。而在菌种的使用方面，以后将更倾向于根据菌种的不同特点设计不同的饲料产品，如乳酸菌的产酸能力强，但不耐高温，与一些微量元素等物质易产生颉颃，因此不宜在饲料，特别是颗粒料中添加，但可做成水剂直接饮喂。而芽孢杆菌及粪链球菌等耐受性强，可在饲料中直接添加，方便实用。

注重新菌种的培育和应用。除目前使用的部分生理性细菌作为生产菌种外，尚有许多优势菌群未得到开发利用。目前世界许多国家的生物学家正在对饲用微生物进行基础研究，以培育和开发出比现有菌种更好的新菌种。

充分利用微生物的生物学特性和代谢产物，如生产氨基酸、抗生素等生理活性物质；从微生物中分离有用物质，如利用一些廉价废弃物作为底物生产丰富且种类繁多的微生物发酵饲料。

微生物发酵饲料优良菌种的筛选和分子育种，可应用基因工程、细胞工程的一些原理或方法，通过不断筛选和改造，满足对微生物菌种的需求。进而使微生物发酵饲料产量增加、质量改善、功能加强、酶活性提高、效益增多。

加大对发酵工艺的应用研究，尽可能的减少发酵成本，提高发酵产物的发酵率。运用新的科技手段，对发酵下游产品进行再利用，以便提高微生物发酵饲料的市场竞争力。

研究天然植物的抗菌与免疫增强有效成分和结构，并对其进行分离、提取和产业化生产，以替代饲料中的抗生素和化学合成药物。

研究建立饲用微生物的分子克隆体系也将会是未来微生物发酵饲料发展的一个方向。

4.7 微生物发酵饲料在我国的发展前景

4.7.1 国家政策支持和指引促进生物饲料产业健康发展

为了促进养殖业和饲料行业的发展，国家制定了一系列相关政策并提出了未来饲料行业的总体目标。即逐步实现安全、优质、高效、协调发展，确保饲料产品供求平衡和质量安全；实现饲料工业结构进一步优化；提高科技对饲料工业的贡献率，饲料企业的国际竞争能力显着增强；进一步健全和完善饲料工业生产与经营的法律体系，保障饲料工业持续、健康发展，逐步将饲料大国转变为饲料强国。而为了完成这个目标，发展微生物发酵饲料将是未来饲料行业发展的一个重要方向。其中在《生物产业发展“十二五”规划》《饲料工业“十二五”发展规划》就明确提出：未来生物技术与生物饲料在保障饲料安全与食品安全、促进饲料产业健康可持续发展的方向及产业布局模式等方面具有重要意义；是促进我国畜牧业健康持续发展的必要条件和物质基础；是我国今后饲料工业发展的长期战略。

4.7.2 下游行业需求是畜牧业发展的物质基础

人们消费结构的变化，促使畜牧业较快发展，从而带动了饲料市场的继续扩张。随着工业饲料普及率的提高，养殖业中利用工业饲料比例的逐步攀升，必然进一步拉动对饲料的需求。我国饲料产品市场将呈不断扩大态势。其中微生物发酵饲料在进几年发展的较为迅速。目前，微生物发酵饲料在我国畜牧业已得到了广泛应用。随着人们对微生物发酵饲料、畜产品质量的认识和重视程度的加强以及生物技术的迅速发展，将会进一步促进微生物发酵饲料的发展。

4.7.3 技术进步和传统养殖模式的转变

随着科学技术水平的快速进步，农户的养殖观念与养殖方式开始转变，规模化、标准化、专业化养殖模式发展较快，工业饲料普及率逐年提高，土地、人力、粮食的产出率逐步提高，这为我国饲料工业的发展提供了广阔的空间。尤其是在农业部“三大战略”“九大行动”的部署下，生态养殖理念得到推广，为构建资源节约、生态环保的养殖业奠定了良好的基础，发展饲料工业和规范养殖将从整体上提高资源综合利用效率。其中，生物技术的迅猛发展，将进一步促进微生物发酵饲料的发展。随着基因工程的发展，可以定向的对微生物菌株进行改造。谢光蓉等将枯草芽孢杆菌a-淀粉酶基因与穿梭表达载体pP43C相连并导入8种蛋白酶缺陷枯草芽孢杆菌WB800，获得高效分泌表达a-淀粉酶的工程菌，酶活力高达960 U，具有良好的应用潜力，可促进α-淀粉酶的工业化生产[45]。

5 小结

长期以来，我国存在着人多粮少、能源匮乏等隐患，但这也表明微生物发酵饲料在我国具有巨大的市场潜力。同时，随着我国高效率、规模化、集约化的畜牧生产体系逐渐形成，也为微生物发酵饲料的推广带来了巨大的商业契机。微生物发酵饲料也得到了我国科学工作者的深入研究和企业界的大力推广。在菌种、工艺、设备、加工等方面，已研究了一些方法，如包埋、微囊化，制粒技术也取得了很大进步，这些都必将大力推动发酵饲料在畜禽养殖中的应用。

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The Research Progress and Prospect of Microbial Fermentation Feed

LIU Yanxin1,LIU Zhanying1,2*,NI Huijuan1,ZHU Mingda1,HU Jianhua1,

（1.College of Chemical Engineering,Inner Mongolia Technology University,Hohhot 010051,China;
2.Institute of Coal Conversion&Cyclic Economy,Inner Mongolia Technology University,Hohhot 10051,China）

Microbial fermentation feed using the microbial metabolism and reproduction of microbial,can prod⁃uct or modulate the green,safe,efficient,and many other advantages of feed.It has good development prospects in⁃fields of promoting animal growth,replacing antibiotics,waste recycling,and reducing the problem of people and ani⁃mals for food.This paper introduced microbial fermentation feed from the concept analysis,development background, production process and optimization,current status of research and application of domestic and foreign etc.The mech⁃anism of action and the problems in development are summarized,and the future development trend and prospect were also analyzed.The purpose was to further develop research and application of microbial fermentation feed in animal production.

microbial fermentation feed;production process;optimization;application;mechanism

S816.7；S816.6

A

1001-0084（2017）02-0015-08

2016-12-28

内蒙古科技计划项目；中国科学院“西部之光”人才培养计划；国家自然科学基金（61361016）；内蒙古自治区高等学校青年科技英才支持计划；内蒙古“草原英才”工程；内蒙古自治区留学归国人员科技活动项目

刘艳新（1990-），男，内蒙古赤峰人，硕士研究生，研究方向为生物质资源化利用。

*通讯作者：博士，教授，E-mail:liuzy1979@yeah.net。