发酵饲料的现状及发展前景

王 曼，敖 翔，张立泰，周 婷，李元凤，，何 健

（1.四川铁骑力士集团冯光德实验室，四川 绵阳 621006；2.西南科技大学生命科学与工程学院，绵阳 621010）

1 发酵饲料的概况

发酵饲料是以微生物发酵为核心，将饲料原料中的抗营养因子和大分子物质进行转化和分解，产生适口性好、富含大量活性益生菌及其代谢产物的饲料原料[1]。经过发酵处理后的饲料含有丰富的有机酸、消化吸收酶、维生素、游离氨基酸、活性小肽、促生长因子等物质，不仅能提高动物对饲料的吸收与利用，降低生产成本，所含有的有益菌还能调节肠道菌群，促进肠道健康，减少畜禽疾病的发生[2]。

1.1 发酵饲料的生产工艺

发酵饲料根据含水量的差异分为液体发酵饲料和固体发酵饲料。液体发酵饲料在国外应用广泛，通常采用的是全价饲料发酵或发酵饲料中的谷物原料部分再与维生素和矿物质等营养素混合进行饲喂，发酵过程中一般是以天然存在的乳酸菌、酵母菌进行发酵，采用“back-slopping”方式进行发酵，只需几小时便可完成发酵，效率高且质量稳定，具有适用于工业化生产和易于控制等优势[3-5]。国外液体发酵饲料方式由于投资过高并不适用于国内饲料发酵，国内由于人工成本低，一般采用的是固体发酵饲料技术，只需要在饲料原料中额外添加乳酸菌、酵母菌和枯草芽孢杆菌等菌株后进行混合再将饲料装入发酵桶或发酵袋中进行发酵，但存在发酵产品质量不稳定、发酵工艺难以控制和过程参数难以实现准确化等缺点[6]。

1.2 我国发酵饲料的发展现状

我国发酵饲料的发展同我国的国情和资源短缺紧密相关。近年来，我国畜牧养殖总量不断上升，每年产生约38亿吨畜禽粪便，有效处理率却不足50%，且我国在2014年1月1日起开始实施《畜禽规模养殖污染防治条例》，畜禽污染受到高度重视。大量研究表明，将微生物发酵技术运用到养殖业上，如微生物发酵饲料、微生物除臭消毒和微生物粪便处理等等，可以有效处理畜禽粪便污染[7-9]。同时，我国于2016年开始了抗生素禁用历程，2017年4月30日之后禁止硫酸黏杆菌素添加到饲粮中作为生长促进剂；2019年5月1日起，停止经营、使用喹乙醇、氨苯胂酸、洛克沙胂等3种兽药的原料药及各种制剂。我国饲料行业已经开启禁抗时代，而饲料禁抗给畜牧行业带来了沉重的负担，饲料禁止使用抗生素不仅面临着生产成本会大幅度的提高，而且养殖过程中治疗用的抗生素也会大量增加，也就是说在禁抗时代前期，抗生素在畜牧行业的使用总量有可能并不会减少。为了更快适应无抗时代的来临，学术界和企业将饲料研发重心转向了抗生素替代品。有大量研究发现，饲粮中添加发酵饲料替代抗生素的使用不仅可以显著提高动物的生长性能，还可以减少疾病的发生[10-12]。加之，我国目前依然存在着人畜争粮情况，优质蛋白质资源如豆粕和鱼粉对外依存度依旧很高，大部分饲料原料仍然依靠进口，其原料价格受到市场波动影响较大。微生物发酵饲料不仅可以对饲料原料进行深度加工，提高饲料本身的营养价值，还有助于开发地源性饲料和利用农作物副产物，减少饲料成本，提高生产效益[13-15]。苏家宜等（2016）研究发现，在饲粮中添加发酵的中药渣与对照组相比可以显著提高断奶仔猪的生长性能和养分消化率[16]。高俊峰（2013）发现在黑山羊的饲粮中添加20%发酵木薯渣，能够显著提高黑山羊的生长性能和养分消化率[17]。胡永娜等（2012）发现用固态发酵后的菜籽粕等氮替代基础饲粮中25%的豆粕，能够显著提高肉仔鸡的生长性能、免疫功能和消化酶活性[18]。因此，发酵非常规原料对于缓解我国饲料原料紧缺和环境污染有着重要意义。

2 发酵饲料的作用与意义

2.1 提高动物生长性能，保障动物健康

饲料原料经过有益菌发酵后会产生多种不饱和脂肪酸和芳香酸，且适口性较好，能够促进动物的采食，提高养分消化率，减少料重比。金桩等（2010）研究发现在饲粮中添加50%的乳酸菌发酵饲料与对照组相比能够极显著提高生长猪的平均日采食量[19]。Chen等（2009）发现用枯草芽孢杆菌和酿酒酵母菌结合发酵的饲粮可以显著提高肉鸡日采食量、日增重和总能利用率[20]，发酵饲料中含有的双歧杆菌、芽孢杆菌和乳酸菌等有益菌进入消化道后会产生大量的有机酸，调节肠道pH，抑制病原微生物生长繁殖，调节肠道免疫功能，减少腹泻的产生，促进肠道健康。张铮等（2018）研究发现在饲粮中添加20%乳酸菌发酵饲料可以显著提高仔猪粪便中的乳酸菌数量和降低大肠杆菌的数量[21]。Canibe等（2003）试验发现，发酵菌液组与对照组相比能显著增加动物的采食量，同时降低胃液的pH和大肠杆菌的数量[22]。夏素银等（2010）研究发现用发酵蛋白饲料替代豆粕30%能显著降低直肠内大肠杆菌数量和腹泻率[23]。余淼等（2013）研究发现发酵饲料组与对照组相比，肉牛血清中血清总蛋白、白蛋白、免疫球蛋白浓度显著提高，谷草转氨酶、谷丙转氨酶及丙二醛浓度显著下降，总抗氧化能力和超氧化物歧化酶的活性极显著增强[24]。

2.2 开发地域性资源，减少饲料成本

饲料资源短缺且价格波动较大，是制约我国畜牧业发展的重要瓶颈之一，菜籽粕、啤酒糟和棉粕蛋白质含量高，但适口性较差和抗营养因子过高，在配方上无法使用或使用量较少。传统的饲料加工模式处理非常规饲料原料投入成本过高且无法达到预期效果，从而导致这些非常规饲料原料资源的附加值较低，造成资源浪费严重。我国可饲料化利用的生物质废弃物资源总量达到23亿吨，其中各类杂粕、糟渣和其他低廉的非常规饲料原料，经过发酵处理可以部分替代玉米、豆粕和鱼粉等常规饲料，减少饲料成本，并且还可以额外给动物体补充有益菌、有机酸和各种酶。张金龙等（2017）研究发现在基础饲粮中添加2%发酵桑叶粉可以显著提高肉鸡的日增重和日采食，改善肠道形态结构，促进肠道健康[25]。殷海成等（2015）研究发现在饲粮中添加苜蓿草粉或发酵苜蓿草粉与对照组相比可以显著提高鹅的生长性能，提高血清抗氧化酶和消化酶活性，且饲粮中添加发酵苜蓿草粉比未发酵苜蓿草粉效果更佳[26]。仲伟光等（2019）研究发现用膨化玉米秸秆发酵饲喂肉羊，可以显著提高肉羊的干物质采食量，净增重比对照组提高14.16%，血液中的总蛋白显著增高，尿素氮显著降低[27]。

2.3 开发生态特色畜产品

近年来，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。人们对食品的需求不再单单只是为了生存，而是要求更为营养和健康的保健食品。动物食品的安全性，依赖于健康的养殖，首先需要保证的是饲料的安全，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，需保证饲料中未添加抗生素，符合绿色养殖这一定义。朱坤等（2018）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[28]。Cao等（2012）研究发现在饲粮中添加发酵银杏叶可以改善肉鸡抗氧化能力，从而提高血清中α-生育酚的含量和鸡肉品质[29]。Engberg等（2009）发现给蛋鸡饲喂发酵饲料可以提高鸡蛋的重量、蛋壳质量，提升鸡蛋品质[30]。因此，发酵饲料对于开发特色畜产品有重要的意义。

2.4 有益于环境保护

发酵饲料简单来讲是微生物将饲料进行预消化处理，微生物可以将饲料中不能被动物吸收的大分子和有毒物质进行消化分解，提高营养物质的转化率。动物吸收的越多，排出来的就越少，对环境的污染也就越小。孙汝江等（2012）在基础饲粮中添加10%微生物发酵饲料饲养海兰褐蛋鸡发现，试验组的氮排泄率显著下降[31]。廖云琼等（2016）研究发现，在基础饲粮中加入20%的EM发酵液，试验组的全氮和速效氮含量均显著低于对照组，且试验组有害气体H2S、NH3和CO2质量浓度也显著低于对照组[32]。Yi等（2017）研究发现在仔猪饲粮中添加发酵豆粕可以减少粪便中氨气的排放，但添加湿发酵豆粕效果相比干发酵豆粕效果更佳[33]。Cheng等（2017）也研究发现在仔猪饲粮中添加8%的发酵豆粕可以促进微生物固氮且尿素排放途径由血液到尿转变成血液到粪，从而显著降低猪圈中氨气、PM2.5和PM10的浓度[34]。Li等（2011）发现在生长猪饲粮中加入发酵土豆渣可以显著提高饲料转化率从而显著降低粪便氨浓度[35]。在饲料中加入一定量的发酵饲料不仅可以促进营养物质的消化吸收，还可以促进无机氮转化为有机氮，从而降低畜禽氨气的排放，有益于环境保护和畜禽健康。

3 发酵饲料面临的问题

发酵饲料现已经在国外许多国家普遍使用，目前，荷兰有60%以上规模化猪场在使用发酵料，丹麦有30%以上的母猪使用发酵料，法国约有15%的猪场使用发酵料[36]。在我国，发酵饲料已经成为饲料企业新利润的来源，对发酵饲料的研发和运用力度也在逐渐加大。然而，发酵饲料产业在迅猛发展的同时，在实际生产运用中所暴露的问题也逐渐被人们所重视。

3.1 没有严格的发酵饲料监测体系

国内的发酵饲料生产，缺乏专业的发酵设备或者是设备投入经费过少，发酵中饲料的数据监控不足，生产出来的发酵饲料品质参差不齐，甚至原本品质较好的饲料在经过发酵后受到霉菌污染，无法在生产中使用，造成资源的严重浪费。有些发酵饲料的生产采用的是纯手工进行发酵，发酵人员未经过培训，发酵后的饲料产品甚至无法辨别其品质差异，直接在生产中使用，造成动物疾病的产生，影响畜禽生长健康。

3.2 发酵饲料评价标准不一致

21世纪初，生物发酵饲料、生物蛋白和发酵豆粕的兴起，不少发酵饲料企业一味地炒作自身的发酵饲料，但是由于其发酵批次不一致，发酵品质也参差不齐，发酵饲料中所含的菌数量甚至随着发酵时间的不同也有不同。目前，现有的发酵饲料营养价值主要是通过测定粗蛋白质、氨基酸、小肽、钙、磷等含量进行评价，很少有企业去测定发酵饲料中不同菌种和菌种蛋白的含量。发酵饲料含有活菌，营养成分容易受到发酵时间、温度和pH的影响。发酵饲料相比于传统饲料的特殊性，用传统饲料的评价标准是无法区分发酵饲料的优劣性的。为了加快发酵饲料在市场上的推广与应用，需统一发酵饲料的评价标准。

3.3 发酵菌种安全检测

在发酵饲料迅猛发展的今天，我们更应该对“发酵”存在敬畏之心。人类对于微生物的认识还远远不足，对微生物发酵机制了解甚少。发酵饲料生产中添加的微生物制剂，是否会产生有毒代谢产物，是否会影响动物的肠道菌群，是否会影响动物健康，这些问题我们在使用前必须先进行确认。为了确保发酵饲料可持续健康发展，我们评价一种发酵剂的功效前，更应该先对其安全性进行检查，建立完整的菌种安全检测方法。对于生产中使用的菌种要先进行动物试验安全性评估，再大面积投入使用。

3.4 发酵饲料储存

发酵饲料水分含量高，储存过程中很容易因为密封不佳导致发酵不良产生霉变。发酵饲料放置时间越长，微生物所消耗的能量越多，饲料的营养价值也在不断下降。现如今，我国发酵饲料发酵方式主要是固体发酵，采用堆积发酵、发酵池、塑料袋、发酵桶和呼吸袋来进行发酵，塑料袋和呼吸阀饲料袋都是一次性使用的，容易破损，影响成本。而发酵桶，一次投资，可以反复使用，每次使用完需要清洗消毒，人工成本较高。

4 发酵饲料前景展望

当前人民消费结构的变化、环保压力不断的上升、常规原料价格的上涨和禁抗限抗的历史使命等诸多因素为发酵饲料的快速发展提供巨大的历史机遇。低成本、高营养的发酵饲料成为了饲料行业的新宠儿。与此同时，我国对生物饲料这一块的监督力度也越来越大，2018年1月1日发布了我国生物饲料第一份团体标准T/CSWSL001—2018《生物饲料产品分类》，在《农业农村部畜牧业司开展2018年饲料质量安全预警工作的通知》（农牧饲便函〔2018〕第34号）中也介绍了关于“生物饲料质量预警监测”工作的安排，这些文件都在确保着发酵饲料可持续健康的发展。有报道称，未来10年，我国发酵饲料将占饲料总量的10%~20%，达到3 000万~6 000万吨，其产值也将达到1 000亿元以上[37]。发酵饲料突飞猛进，打造中国特色生物饲料配方指日可待。