微生物发酵饲料在养殖业中的应用研究

陈士伦

（河北承德市生产力促进中心，河北承德 067000）

众所周知，抗生素曾一度促进我国畜牧业的发展，但由于其在饲料中的长期滥用，导致动物体抗药性的产生，使得某些病原菌的抗药性增强，不仅对环境造成污染，还对人类健康造成危害。在2016年两会上，抗生素在畜牧业中的滥用问题仍是会议上讨论的焦点。我国人口众多，动物性食品安全始终是人们关注的重点，其中抗生素问题尤为突出。目前，国家已出台了相关文件限制了许多药物饲料添加剂的使用，比如2018年的中华人民共和国农业部公告第2638号，其中规定，停止在食品动物中使用喹乙醇、氨苯胂酸、洛克沙胂等3种兽药。抗生素的限制使用，使人们不得不寻求可以代替抗生素的新饲料添加剂或者饲料原料，进而促使微生物发酵饲料的产生及发展。微生物发酵饲料中的某些成分可以通过竞争抑制病原微生物的生长繁殖等作用在动物体内建立一个稳定、平衡的微生物生态系统，并且微生物发酵饲料具有适口性好、营养价值高、含有未知促生长因子等特点，所以其势必成为替代抗生素最有效的饲料之一。

1 微生物发酵饲料

微生物发酵饲料是在轻工业和农业中产生的副产品中人工接种一种或多种有益菌，通过有益菌的发酵作用，降解副产品中的部分营养物质（蛋白质、脂肪、碳水化合物等），分解或者转化副产品中的抗营养因子生成可溶性多肽、有机酸、未知促生长因子等物质，进而生产出适口性好、营养丰富、能被畜禽更易消化吸收的生物饲料（张恒等，2011）。

1.1 微生物发酵饲料的菌种及分类 微生物饲料发酵最关键的因素是微生物菌种，直接决定发酵饲料质量的优劣（李加友等，2013）。乳酸菌、霉菌、酵母菌、枯草芽孢杆菌是目前生产发酵饲料主要使用的菌种，并且高性能菌种的筛选、混合菌种的使用及基因工程菌是目前研究重点。乳酸菌可以利用碳水化合物发酵产生大量乳酸，降低pH，抑制有害菌的生长繁殖，提高饲料品质，同时，在乳酸菌体内和代谢产物中存在大量的超氧化物歧化酶，可使动物的体液免疫和细胞免疫能力提高（王子强，2010）。黑曲霉、米曲霉等是目前常用的霉菌，可以将纤维和淀粉很好的分解利用，并发现存在于霉菌中的真菌多糖可以增强机体抵御外界病毒、细菌等有害微生物（翟双双，2015）。酵母菌具有生长繁殖迅速且周期短，营养价值丰富（多糖、蛋白质、脂肪、维生素、消化酶-蛋白酶、纤维素酶、胰蛋白酶等）等特点，其应用于发酵饲料中可以使发酵饲料的营养价值得到提高（邓露芳等，2007）。枯草芽孢杆菌在肠道中能消耗大量氧气，从而使肠道处于厌氧环境，抑制有害微生物的生长繁殖，并且枯草芽孢杆菌能产生B族维生素及各种消化酶，发酵饲料具有提高饲料转化率，减少畜禽发病率。

根据含水量可以将微生物发酵饲料分为微生物液体发酵饲料和微生物固体发酵饲料。将适量的微生物添加量接种到水与饲料比例为1∶（1.5～4）的混合容器中，经过所需时间的发酵，产生的一种生物发酵饲料，即为微生物液体发酵饲料（Canibe和Jensen，2003）。将微生物接种到基本没有游离水的固态培养基上，发酵一定时间即可得微生物固态发酵饲料（陈洪章，2013）。

1.2 微生物发酵饲料的作用机理

1.2.1 抑制病原菌，平衡胃肠道菌群 有益菌（乳酸菌）可以通过代谢产生有机酸进而降低肠道pH，致病菌相比有益菌而言，其耐酸能力较弱，所以大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等有害菌生长繁殖受到抑制，同时乳酸菌还可以产生多种能杀灭肠道内有害菌的抗菌物质（过氧化氢、溶菌酶、嗜酸菌素等）。在动物体内栖息着大量各种各样的微生物，有对机体有益的微生物，有对机体有害的微生物，当有益微生物占据绝对优势时，动物才可以健康生长繁殖。发酵饲料中存在大量有益微生物，其可通过与有害微生物之间竞争性抑制作用来使有害微生物不能在动物肠黏膜上附着和增殖，进而增加肠黏膜上有益微生物的数量，调节动物体内肠道微生物平衡，使营养物质更易被肠道消化吸收。Pouillot等（2012）将成年健康鸡肠道内容物分离的微生物饲喂给雏鸡，结果发现，未饲喂微生物雏鸡肠道内的沙门氏菌和大肠杆菌的数量显著高于饲喂微生物的雏鸡。

1.2.2 减少有害物质产生，提高机体免疫能力微生物发酵饲料中的有益菌能提高动物对营养物质的消化吸收率，从而使氨气、硫化氢等有害气体减少，使肠内容物中的腐败物质（吲哚、对甲酚等）含量降低，直接减少养殖过程中造成的环境污染，同时，因为有益菌在动物肠道内会形成生物屏障-致密性膜菌群，可以阻止饲料中有害有毒物质进入动物体内。大量有益菌存在于微生物发酵饲料中，且有益菌不仅会抑制病原菌在肠道内的生长和繁殖，而且有益菌作为一种良好的免疫激活剂能刺激机体，使体液免疫和细胞免疫被激发，同时，有益菌还能提高巨噬细胞的活性，促进巨噬细胞的活力。张日俊等（2005）在肉鸡饲料中添加0.1%的益生菌结果发现，肉鸡血清抗体水平、B和T淋巴细胞活力均显著提高（P＜0.05）。

1.2.3 产生有益因子，提高饲料转化率 饲料经过有益微生物的发酵，存在于饲料中的大分子有机物会被为微生物降解为小分子物质，更易被动物所吸收，且在发酵过程中不仅产生大量可以提高饲料适口性的多种不饱和脂肪酸和芳香酸，也产生了大量可以提高饲料营养价值的微生物菌体蛋白和有益代谢产物，同时，大量抗营养因子被消除，因此发酵饲料适口性好、营养价值和饲料转化率高。在动物饲喂微生物发酵饲料后，有益菌在动物机体进行生长代谢，产生一定量的B族维生素、氨基酸、大量消化酶（淀粉酶、蛋白酶等）及未知生长因子，既为动物机体提供一定量的营养物质，又促进机体对营养物质的消化吸收，进而促进动物机体的生长发育。

2 微生物发酵饲料在养猪中的应用

微生物发酵饲料应用于养猪业，对猪的生长性能、免疫能力等方面产生积极影响。涂小丽等（2015）研究无抗微生物发酵饲料对生长猪生产性能和营养物质利用率的影响发现，微生物发酵饲料可以提高生长猪的日增重，降低料重比，提高猪对粗脂肪的消化率，猪只生产性能和营养成分消化率均提高。周映华等（2015）研究无抗发酵饲料对生长育肥猪生长性能、肠道菌群和养分表观消化率的影响发现，发酵饲料代替部分基础日粮可以显著提高猪的日增重、粗蛋白质和粗纤维的表观消化率，显著降低料肉比、大肠杆菌和沙门氏菌的数量，一定程度提高生长肥育猪的生长性能、改善肠道微生物平衡、增强消化能力。李涛等（2014）将不同的乳酸杆菌发酵饲料饲喂给仔猪发现，乳酸杆菌发酵饲料可以提高血清中超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）与谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）活性，降低血清中丙二醛含量，减少猪肉的滴水损失率，改善肉色，对猪的生产性能、肉品及血清抗氧化性能产生积极的影响。胡新旭等（2013）利用不同比例的无抗微生物发酵饲料代替基础日粮来饲喂断奶仔猪发现，发酵饲料代替基础日粮20%的试验组与含抗生素的对照组相比，日增重提高6.37%，料重比降低5.54%，腹泻率降低63.63%，增加了粪便中乳酸菌的含量，降低了大肠杆菌的数量，并提高了血清中碱性磷酸酶活性和葡萄糖、总蛋白、免疫球蛋白G含量、粗蛋白质和粗纤维的表观消化率，直接提高仔猪的生长性能，改善了肠道微生物平衡及增强仔猪的免疫能力。

3 微生物发酵饲料在养禽中的应用

吕月琴等（2012）在基础日粮中添加不同量的微生物发酵饲料，研究微生物发酵饲料对蛋鸡肠道菌群和氮磷排泄率的影响，结果表明，微生物发酵饲料可以提高鸡肠道中的乳酸杆菌数量，降低大肠杆菌数量，降低氮、磷排泄率，改善鸡肠道微生态环境，减少有害物质产生，改善环境卫生。赵春全（2014）研究微生物发酵饲料代替等量豆粕对蛋鸡生产性能和蛋品质的影响发现，微生物发酵饲料可以提高蛋黄高度、蛋黄直径、蛋黄比率，提高蛋清黏稠度，提高鸡蛋哈夫单位，添加微生物发酵饲料有助于提高鸡蛋的商品率，提高蛋鸡的生产性能。孙汝江等（2012）研究微生物发酵饲料对海兰褐蛋鸡生产性能的影响发现，微生物发酵饲料可以降低料蛋比，提高产蛋率、血清钙和谷草转氨酶浓度，且改善鸡蛋的蛋壳强度、哈氏单位及蛋黄颜色，使蛋鸡生产性能得到提高，获得较大经济效益。朱宪章等（2013）在基础日粮中添加1%的发酵剂，研究发酵饲料对朗德鹅相关指标的影响发现，发酵饲料可以提高朗德鹅平均日采食量、十二指肠绒毛高度和绒毛高度/隐窝深度（V/C）、心脏Mg2+-ATP酶活性、Mg2+-ATP酶活性、填饲期间肝脏重和肝屠比、降低盲肠绒毛高度和隐窝深度、肝脏Na+、K+-ATP酶活，由此得知发酵饲料能改善朗德鹅生长性能、产肝性能和肠道黏膜结构，改善器官组织器官ATP酶活性。

4 微生物发酵饲料在反刍动物中的应用

吴小燕等（2014）利用微生物发酵饲料代替等量基础日粮来研究微生物发酵饲料对荷斯坦黑白花奶牛生产性能和饲粮养分表观消化率的影响发现，当微生物发酵饲料代替2 kg基础日粮时，微生物发酵饲料可以提高奶牛产奶量、提高乳成分含量和乳密度、提高各养分的表观消化率表明，适当水平的微生物发酵饲料能提高泌乳奶牛的产奶量、提高乳品质及饲粮各营养物质的表观消化率。彭忠利等（2013）研究发现，在精饲料中添加微生物发酵饲料可以提高山羊的日增重，提高山羊对粗蛋白质、粗纤维、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维的表观消化率，降低山羊的发病率，直接增加经济效率，以微生物发酵饲料代替50%的原精饲料效果最佳，每只山羊饲喂60可以增加19.86元的收入。彭忠利等（2003）研究微生物发酵饲料对西杂育肥牛生产性能、养分消化率和肉质的影响，结果发现，微生物发酵饲料可以提高育肥牛对鲜酒糟的采食量、提高粗纤维的利用率、提高日增重，且有提高粗蛋白质消化率、肌肉嫩度、肌肉红度和亮度的趋势，减少蒸煮损失的趋势，表明在肉牛精料中添加发酵饲料可以在一定程度提高育肥牛的采食量、饲料利用率及改善肉品质，增加养殖户的收入。

5 微生物发酵饲料在水产养殖中的应用

钟小群等（2018）研究发酵饲料对鲤鱼幼鱼生长性能、消化酶活性、肌肉品质和免疫机能的影响，结果发现，使用发酵饲料代替部分日粮可以使鲤鱼幼鱼对饲料的利用率提高，并且消化功能和非特异性免疫机能也提高，同时对鲤鱼肌肉品质不会造成不良影响。徐奕晴等（2014）使用生物发酵饲料代替不同比例的全鱼粉，研究其对中华绒螯蟹幼蟹生长、饲料利用及抗氧化酶活性的影响，研究发现，使用生物发酵饲料代替饲料中的鱼粉可以提高中华绒螯蟹幼蟹的饲料利用率，改善其生长性能，并且提高幼蟹血清和肌肉组织中T-AOC、SOD活性，肝胰腺中 T-AOC、GSH-Px活性，结果表明，中华绒螯蟹幼蟹饲料中的鱼粉可以由部分生物发酵饲料代替，适宜替代量为10%。黄世金等（2011）给罗非鱼投喂添加了不同比例的发酵饲料铒料，研究复合微生物发酵饲料对罗非鱼生长性能、成活率、饲料系数及经济效益的影响，结果发现，微生物发酵饲料可以提高罗非鱼日增重、提高成活率、降低饲料系数，进而提高经济效益，其中以饵料中添加15%为宜。

6 微生物发酵饲料存在的问题

随着抗生素的禁用、养殖成本的增加、环境卫生的监控力度越来越大，成本低、效果好、对环境和人类健康没有危害的微生物发酵饲料势必会越来越受到养殖者们的关注和应用，但目前来看，微生物发酵饲料还存在诸多需要我们去解决，第一，在生产发酵过程中对发酵设备灭菌消毒、发酵过程中所需最佳发酵环境的控制和发酵菌种的检测、发酵产品营养价值的判断都没有专业人员去执行，这就导致发酵饲料的品质受到影响，降低使用效果；第二，虽然目前我们已经对饲料发酵过程中的一些成分（有机酸、营养成分、氨基酸等）进行了初步研究，但还没有更加细致的研究发酵饲料产品的有效成分，这就导致我们很难对发酵出来的饲料产品进行品质判断；第三，目前生产发酵饲料的菌种基本都是通用的，且可利用的菌种较少，这就需要我们继续研发出更多的无毒无害能应用于发酵饲料中的微生物菌种，并根据不同原料的特点、不同动物的生理需求选取最适宜的菌种。