生物发酵饲料现状及在水产养殖上应用

吴业阳，孙瑞健，米海峰，王武刚，文远红，王用黎

（通威股份技术中心，四川成都 61004l）

生物发酵饲料是指在人为控制的条件下，以动植物性农副产品为原料，如豆粕、棉籽粕、菜籽粕等，通过枯草芽孢杆菌、乳酸杆菌、醋酸杆菌等微生物的代谢作用，将原料中的抗营养因子经过分解及合成而转化为更适合被动物采食、吸收的养分的生物原料。李永凯等（2009）研究表明，生物发酵饲料经益生菌发酵后会产生更多的活性益生菌菌体、各种酶、多种维生素、活性小肽、氨基酸、抑菌素、免疫增强因子、促生长因子等有益物质，其可以促进动物生长，维持动物肠道菌群平衡，同时有效避免了添加抗生素等药物，不会产生耐药性、药物残留等问题。

1 生物发酵饲料的分类

生物发酵饲料依水分含量的多少可以分为液态生物发酵饲料和固态生物发酵饲料。液态生物发酵饲料多采用饲料自身天然存在的乳酸菌、酵母菌发酵；固态生物发酵饲料多采用益生菌发酵剂或益生菌种发酵。

1.1 液态生物发酵饲料 液态发酵饲料作为一种新型饲料，最早使用是在20世纪80年代末的荷兰，在当时20%的猪都使用湿拌料，到现在已达50%以上。之后，丹麦、法国、瑞典等也陆续加入到使用者的行列（李军和李日俊，2001），液态发酵饲料在制作过程中一般不添加菌种，而是依靠饲料中天然存在的益生菌发酵，在液态发酵饲料中乳酸菌是优势菌种，占据主导地位。发酵饲料在改善饲料的消化性能，提高动物的生产性能，尤其应用在仔猪养殖中提高其采食量和日增重及预防仔猪腹泻方面起到了明显的效果。

1.2 固态生物发酵饲料

1.2.1 全价固态生物发酵饲料 全价固态生物发酵饲料采用营养均衡的全价配合饲料为基础物质，加入益生菌种和水，混合后在适宜的温度下经过好氧或厌氧发酵而成。此种饲料不仅能全面满足动物的营养需要，还能增加多种消化酶、有机酸、维生素、多肽、小肽及氨基酸的含量，并且富含大量益生菌。可以帮助鱼虾修复肠道，增强肠壁绒毛膜厚度，有利于肠道消化吸收，降低饵料系数，具有明显的促生长、防治肠道疾病的作用。吴淑梅（2014）发现采用生物发酵饲料饲喂混养南美白对虾，此模式下对虾不会出现拖便、肠炎等症状，体质好、成活率高，产量高出同样模式未投喂生物发酵饲料对虾1倍左右。

1.2.2 固态生物发酵饲料原料 固态生物发酵饲料原料主要是指将动、植物蛋白原料接种益生微生物，利用有益微生物发酵作用，将粗饲料加工成营养成分高、适口性好的饲料原料，以增加适口性和提高养分利用率或解毒脱毒。目前在水产饲料中应用较多的主要是发酵豆粕，发酵棉籽粕和发酵菜籽粕也已在水产养殖中成功应用。

1.2.2.1 发酵豆粕 发酵豆粕是在人工控制条件下，利用微生物的新陈代谢来生产加工的豆粕产品。经过生物发酵处理的豆粕中抗营养因子明显减少，而且还富含小分子大豆肽、消化酶等营养因子，极大地改善了营养品质，可增加其在饲料中的用量（宋文新和邵庆均，2009）。李晓梅等（2012）用发酵豆粕替代日粮中等量鱼粉来投喂凡纳滨对虾，研究其对生长性能的影响，结果表明，用28.6%发酵豆粕替代鱼粉时，试验组对虾成活率和增重率分别比对照组提高11.29%和7.92%，饲料系数比对照组降低19.22%。李惠等（2007）研究发现，在斑点叉尾鮰饲料中，发酵豆粕可完全代替鱼粉使用，鱼粉替代量为25%～75%时的各组生长率、干物质和粗蛋白质表观消化率在数值上均高于对照组。黄峰等 （2008）报道，用发酵豆粕（25%、50%、75%）替代鱼粉，各试验组斑点叉尾鮰肠道和肝胰脏的淀粉酶活性均高于全鱼粉组，其中50%发酵豆粕组淀粉酶活性最高，斑点叉尾鮰肝胰脏蛋白酶活性随着发酵豆粕替代比例的增加而呈上升趋势，其高于对照组。陈萱等（2005）报道，在日粮中添加发酵豆粕能够提高异育银鲫吞噬百分比和吞噬指数，其中发酵豆粕30%组白细胞吞噬百分比和吞噬指数分别较对照组提高12.5%和32.56%。由此可见，在日粮中用发酵豆粕替代部分鱼粉可以提高水产动物消化酶活性、增强免疫机能、促进水产动物生长。

1.2.2.2 发酵棉籽粕 目前随着水产养殖放养密度和投饲量的增加，棉籽粕在水产养殖中的用量越来越多，但是棉籽粕中含有的棉酚等对水产动物有毒害作用，以及氨基酸组成不平衡，大大限制了棉籽粕在水产饲料中的应用。目前利用微生物发酵的方法处理棉籽粕，可以降低棉籽粕中棉酚的含量，分解纤维素及破除细胞壁，产生功能性小肽、氨基酸和促生长因子，使得棉籽粕的营养价值得到显著提高。李巧云等（2014）采用枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、酿酒酵母和乳酸链球菌等混合固态发酵棉籽粕，使得粗蛋白质从38.70%上升到44.80%，可溶性蛋白从发酵前的25.40 mg/g上升到发酵后的145.70 mg/g。陈道仁等（2010）利用23%发酵棉籽粕替代9%豆粕和全部棉籽粕（15%），饲养平均体重为125 g的草鱼鱼种90 d，结果表明，发酵棉籽粕组较对照组鱼体增重率提高24.52%，饵料系数降低了11.89%，血清溶菌酶、肝胰脏SOD活力均有显著提高。

1.2.2.3 发酵菜籽粕 菜籽粕是我国最丰富的植物源蛋白之一，其蛋白质含量为28%～44%。其氨基酸组成平衡，因此可作为良好的蛋白源应用于水产养殖业中，替代部分鱼粉、豆粕，可有效降低饲料成本。但菜籽粕中存在的硫甙、单宁、芥子碱及纤维素等有毒物质和其他抗营养因子限制了其在饲料中的添加量。随着发酵工艺的发展，目前采用生物发酵法处理菜籽粕可有效去除菜籽粕中的有毒物质及抗营养因子，同时有益微生物生长代谢所产生的各种蛋白酶可将菜籽粕中的蛋白分解为更适宜水产动物吸收的多肽物质，从而提高了菜籽粕的消化利用率和营养价值。孙宏等（2009）在使用干酪乳杆菌：蜡质芽孢杆菌：枯草芽孢杆菌为 3∶2∶1 基础上， 设定料水比为 1∶0.8，pH自然，温度30℃，持续时间为48 h的发酵条件下处理菜籽粕，结果显示，粗蛋白质含量为40.91%，比发酵前提高了13.5%；小肽含量比发酵前提高了403.12%；硫甙降解率达到70.28%；单宁降解率达31.16%。吴先华等（2014）综合国内外的研究得出，在畜禽饲料中用适量的发酵菜籽粕代替普通豆粕，可改善畜禽生长性能，促进畜禽生长，提高饲料转化率，并能降低饲料成本。孔丽等（2011）设置3%和6%两个梯度的氨基酸粉、发酵菜籽粕、发酵棉籽粕分别替代等量的鱼粉、棉籽粕、菜籽粕投喂平均体重为17.3 g的异育银鲫80 d，以研究其对异育银鲫生长性能、氨基酸吸收、体成分及肝功能的影响。结果显示，用6%发酵菜籽粕等量替代菜籽粕，可以显著提高异育银鲫的生长性能及其对氨基酸的吸收效果。

1.2.2.4 发酵白酒糟 白酒糟是白酒工业副产物，数量巨大，来源集中。白酒糟营养成分较为丰富，其已在饲料行业得到广泛应用。但是白酒糟内粗纤维含量高、家畜适口性差、消化率低，加上酒糟水分大、酸度较高、不易保存，严重影响了酒糟的饲用价值和饲养效果。而利用生物发酵的方法处理白酒糟，可提高其蛋白质含量，并使白酒糟的营养品质得以改善，生物发酵处理技术是白酒糟利用的有效途径。吴丹等（2011）对白酒糟进行粉碎和氨化后发酵使得其粗蛋白质含量由16.52%增加到41.23%，中型洗涤纤维、酸性洗涤纤维、酸性洗涤木质素的含量分别由47.18%、45.16%、14.82%降低至32.29%、26.88%、10.12%，并提高了瘤胃发酵效果，显著改善了白酒糟的品质。近年，利用有益微生物发酵白酒糟得到的蛋白饲料和活性菌体饲料产品促进养殖效果明显，已逐步得到重视，在畜牧业广泛应用，其在鸡、鸭、猪、牛、羊的应用较多。

1.2.3 单细胞蛋白和菌体蛋白饲料 单细胞蛋白和菌体蛋白是利用有益微生物在液态基质中大量生长繁殖的菌体以生产单细胞蛋白，例如常见的酵母饲料、细菌饲料、藻体饲料等。单细胞蛋白最大的特点是所含的8种人体必需氨基酸含量略高于大豆蛋白质，同时，还富含维生素B2、维生素B6、胡萝卜素及其他营养素。酵母饲料蛋白含量高，含有多种消化酶，适口性较好，且无毒无害无副作用，可促进水产动物生长（杨丽英和周小燕，2010）。上述两种生物发酵饲料蛋白质含量丰富，且含有多种维生素和微量元素，因此是一种高营养价值的生物发酵饲料，加之其原料来源广泛，生产成本低，因此可以作为一种生产高效蛋白饲料的有效途径。

1.2.4 氨基酸、酶制剂、抗生素及维生素 在利用有益微生物发酵过程中，积累微生物的中间代谢产物或特殊代谢产物，以此生产饲用氨基酸、维生素、酶制剂及抗生素等。细菌、霉菌发酵生产的淀粉酶、蛋白酶及纤维素酶，可以提高养殖动物体内反应速度，提高饲料转化率，促进饲料养分的吸收。如芽孢杆菌能分泌多种消化酶（蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶等）促进营养物质的消化吸收，酵母菌能产生氨基酸、维生素（K、C、B1、B2、泛酸、烟酸、叶酸等），酵母菌还可以促进植酸酶的产生，提高动物对磷的利用率（熊勇等，2015）。

2 生物发酵饲料在水产养殖中的应用

2.1 提高水产动物的营养吸收，促进生长 生物发酵饲料中的有益微生物本身就是一种高蛋白的营养物质，同时有益微生物在水产动物肠道内代谢过程中，可产生多种有助于动物营养消化的有益因子，促进养殖鱼虾的发育和增重。如有益微生物产生的脂肪酶、蛋白酶等，可促进水产动物的消化吸收，显著提高饲料的利用率，加快水产动物的生长速度。饲料经过生物发酵后还可产生多种不饱和脂肪酸和芳香酸，具有特殊的香气和良好的适口性，可显著刺激水产动物的食欲，增加摄食量。

2.2 形成防御屏障，保护水产动物免受病害侵袭随着生物发酵饲料的摄入，在水产动物肠道内有益微生物通过与有害微生物竞争定植位点，从而抑制和阻止有害微生物在水产动物肠道内的繁殖与附着，减少对水产动物肠道的侵害。因为有益微生物产生的肽细菌素和多种酶类等可抑制有害微生物的生长或阻碍有害微生物菌毒素在上皮细胞的黏附和侵害。另外，通过有益微生物的某些代谢产物，如乳酸菌类产生的丙酸、乳酸及乙酸等使肠道内pH降低，还可抑制有害微生物的增殖，起到维持水产动物肠道菌群的稳定与平衡。同时，酸性环境还能促进消化道对多种矿物元素铁、磷、钙及维生素D的吸收和利用。

2.3 提高机体免疫力，增强水产动物体质 生物发酵饲料中的有益微生物可作为一种非特异免疫调节因子，通过细菌本身或细胞壁成分刺激并激活宿主免疫细胞，激发吞噬细胞活力或作为免疫佐剂发挥作用。另外，有益微生物还可以起到特异性免疫作用提高水产动物体内B细胞产生抗体的能力。饲喂生物发酵饲料后，其本身携带的有益微生物可促进机体的体液免疫和细胞免疫活动，提高水产动物抗体水平，强化自身的免疫功能，及时杀灭侵入机体的致病菌。在消除有害菌的同时补充有益微生物，各种微生物群落之间形成相互依存、相互制约的关系，在鱼虾肠道内构建一个微生态平衡系统，对抵御病原性微生物侵害具有十分重要的意义。

3 生物发酵饲料的应用前景

生物发酵饲料利用工业、农业副产品或下脚料等作为原料，经过现代高科技生物发酵过程，改变了原料的理化性状，提高原料的消化吸收率、降解原料的有毒物质，或将原料转化为大量微生物菌体蛋白，同时积累了有益微生物的中间代谢产物（李旋亮等，2010）。生物发酵饲料使用安全、无污染，由于不添加抗生素等药物，不会造成抗生素残留和抗药性等问题。同时，生物发酵饲料的原料来源广泛、制造成本低廉、方法简单、便于推广普及，既能节省大量的原料成本，又能提高饲料效价及预防疾病。随着当前水产养殖行业向绿色产业发展，对水产品的安全、无污染、无残留的要求也更加严格。水产品的安全，首先是饲料的安全，因此饲料产品的安全是关键之关键。生物发酵饲料技术集成了微生物学、发酵工程学、生物学、营养科学等先进科学技术，无论在理论研究还是实践应用上都有很大的发展前景。生物发酵饲料对新时期下的水产养殖业具有重大的现实意义，也必然会成为大势所趋。