微生物发酵湿料在畜禽料中的应用及研究现状

聂 勇，励 飞，刘 维，朱梦琪

（湖南九鼎动物营养研究院有限公司，长沙 410007）

微生物发酵湿料是通过设备将农业与食品加工副产物粉料与水按一定比例混合均匀，加入益生菌（乳酸菌、芽孢杆菌、酵母菌）进行发酵，形成的一种含水量适中的发酵饲料[1]。与干料相比，微生物发酵湿料饲喂肥育猪特别是仔猪有更明显特征，主要表现在：增加适口性，降低饲料成本，扩大饲料原料范围，改善环境，提高生产性能等[2]。

近年来，我国关于畜禽养殖和生产的研究主要是饲料添加剂、饲料营养和饲养管理等方面，对饲料饲喂形态方面的研究相对较少。微生物发酵湿料技术是一种新型饲料生产技术，将湿料饲喂方式与微生物发酵饲料相结合，在生产上能节约生产成本，减少生产操作步骤；在畜禽养殖过程中，益生菌通过发酵饲料进入畜禽体内，在畜禽肠道环境中起到屏障作用，并与原环境中的病原菌产生竞争性抑制作用[3]。饲料原料经益生菌发酵后含有更多有益物质（活性益生菌菌体、各种酶、各种代谢产物、多种维生素、蛋白质分解产物如活性小肽氨基酸、抑菌物质、免疫增强因子等），这些有益物质能促进动物个体生长，维持动物肠道菌群平衡。

1 微生物发酵湿料主要的发酵菌种

1.1 主要的发酵菌种

微生物发酵湿料的菌种选择与微生物发酵饲料的菌种选择是一致的，菌种必须符合安全原则，不能危害环境固有的生态平衡。用于饲料微生物添加剂生产在美国已批准的拥有40 多种，我国农业部在1999 年也公布了允许使用的微生物菌种名单，主要用于饲料中的微生物添加剂和酶制剂[4]。目前，市场上用于饲料发酵的主要益生菌种类包括乳酸菌、芽孢杆菌、酵母和霉菌。

1.2 乳酸菌

乳酸菌是应用最广泛、最早的益生菌，其代谢产物为乳酸的一类无芽孢、革兰氏染色阳性细菌，包含许多种属。乳酸菌通过利用碳水化合物发酵产生大量乳酸，其他代谢产物如一些特殊酶系、酸菌素等物质在动物体内均具有特殊生理功能[5]。乳酸菌在动物机体内能促进营养物质的消化和吸收，调节肠道菌群平衡，提高机体免疫、改善食品风味等。利用益生乳酸菌发酵而成的饲料对促进动物的健康生长具有重要的实践意义[6]。乳酸菌广泛应用于食品、医药和畜牧业中，通过发酵后产生的初级或者次级代谢产物，能酶解豆粕、棉籽粕和菜籽粕中的粗蛋白质，从而提高蛋白质含量，降低pH 及降解其中的抗营养因子，能有效改善饲料品质[7]。国内外大量的饲养和临床试验资料都表明，乳酸菌对人类和动物体保健和治疗都有较好的疗效。杨璐等研究发现，微生物在仔猪生产中的应用，能提高其生产性能，主要原因是发酵液体饲料降低仔猪胃内的酸度，增加了仔猪的采食量[8]。同时，通过微生物竞争关系抑制有害细菌的生长和繁殖，控制仔猪的腹泻，减少抗生素的使用。乳酸菌在提高饲料的品质，提升家禽对饲料的利用率等方面，与传统的抗生素和化学添加剂相比，更具优势。

1.3 酵母菌

酵母是一种单细胞真菌，能发酵糖类，可用于酿造生产，也可为致病菌。酵母菌体中粗蛋白质含量高达50%，含有非常丰富的维生素、脂肪、糖、酶等多种营养成分；同时其中的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）能酶解动物肠道中的营养物质，在动物营养消化利用方面起着重要作用[9-11]。胡德全等利用酒糟用作饲料来饲喂肉牛，研究表明，由于酒糟具有对牛适口性好，价格低廉，在瘤胃中酒糟蛋白降解率较高等特点，不仅可以满足肉牛育肥快速生长对蛋白质的需求，还可以作为蛋白质补充料在肉牛育肥阶段进行应用[12]。酵母菌含有丰富的营养物质，主要为蛋白质和其他代谢产物，其不仅能促进动物生长，还有助于提高动物机体免疫及繁殖能力。由于价格低廉、经济价值高、市场需求旺盛、应用前景好等特点，可开发作为天然绿色生物饲料添加剂[13-14]。Belibasakis 等使用湿啤酒糟替代青贮玉米和大豆粉来改变35%～39%的瘤胃不可降解蛋白饲喂奶牛，试验结果表明，可以显著提高实际乳产量、乳脂产量、乳总固形物含量和乳脂含量[15]。在提高饲料的利用率等方面，Wlliams 等发现酵母培养物在杂交肉牛饲养中有显著效果。添加酵母菌培养物在泌乳牛、生长牛、水牛、绵羊、山羊日粮中后，提高了反刍动物的产奶量（6.8%～17.4%），平均提高7.8%[16]。

1.4 芽孢杆菌

芽胞杆菌具有繁殖速度快、生命力强、体积大等特点，其在生长繁殖过程中可产生维生素B、维生素C、蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶等多种代谢产物，进入肠道后代谢合成多种有机酸、酶、生理活性等物质消耗大量氧气，可抑制有害菌、病原菌等有害微生物的的生长繁殖，同时还具有降解饲料中复杂碳水化合物的酶，消除饲料中的抗营养因子，这些特性对动物肠道菌群平衡、动物饲料转化率、营养消化吸收及促进生长具有重要意义。陈洁梅等研究表明，豆粕采用芽胞杆菌进行固态发酵后，样品中各营养指标均有所提高，其中粗蛋白质含量由50.6%升至54.1%，大豆肽含量由1.8%升至29.5%，TCA-N 含量由2.4%升至38.8%，乳酸含量由0.7%升至4.7%，游离氨基酸含量由5.57 mg·g-1升至92.65 mg·g-1，发酵后大豆抗原通过SDS-PAGE 电泳技术检测分析，结果表明，抗原已经被完全分解，90%主要抗营养因子被降解，大部分大分子蛋白质被分解成小分子肽，结果表明，芽胞杆菌在动物体内能促进饲料的降解消化吸收，提高动物的营养代谢速率。林显华在1日龄健康爱拔益加肉雏鸡200只的日粮中添加枯草芽孢杆菌B7，结果表明，肉鸡的日增重显著提高，料重比显著降低，说明添加一定量枯草芽孢杆菌B7有助于提高其生长性能及增强免疫功能[17]。因此，添加发酵菌种对微生物发酵饲料具有重要作用。

2 微生物发酵湿料的研究及应用现状

微生物发酵湿料既具备微生物蛋白饲料的特征，又具备优质蛋白饲料的特性。微生物发酵湿料在生产工艺上采用更简单、更便捷的操作。通过严格控制发酵过程中的工艺条件，不仅可以在有益活菌数量达到更多保留，而且在消除抗营养因子，降解大分子蛋白和植酸磷等方面达到更好的效果；微生物发酵湿料的生产成本较低，饲喂方式更有效。因此，微生物发酵湿料在畜禽料的研究及应用具有很好的研究意义和发展前景。

2.1 微生物发酵湿料在猪料中的研究及应用现状

微生物发酵湿料在猪料中应用比较广泛。我国即将进入无抗时代，微生物发酵饲料将逐步替代原有的抗生素对动物的功效，而微生物发酵湿料成本低及饲喂方式便捷等优点，未来将被更多应用于生猪养殖中。微生物发酵后由益生菌产生的各种酶、维生素、蛋白质及其他代谢产物等，在动物体内可以促进生长、维持动物肠道健康，调节体内pH，降解原料中的抗营养因子；由于微生物发酵湿料含有更多活性益生菌菌体，对动物肠道菌群平衡具有不可忽视的作用。布登付等研究益生菌发酵湿料对育肥猪生长性能及腹泻率的影响，通过随机饲喂益生菌发酵湿料、颗粒料和粉料，结果表明，益生菌发酵湿料组日增重分别比颗粒料组和粉料组高9.47%（P＞0.05）和15.56%（P＜0.05）；在料重比方面，益生菌发酵湿料组分别比低7.12%和12.42%。而饲喂微生物发酵湿料的腹泻率降低至0.35%，比颗粒料组和粉料组的效果更佳，通过成本核算，微生物发酵湿料组每千克增重饲料成本为6.26 元，分别比颗粒料组和粉料组少0.77、0.89 元[18]。王汉夫等研究干料与湿料两种不同饲喂方法对肉猪生产性能的影响，结果表明，发酵湿料饲喂组试猪在整个试验阶段的头均增重、头均日增重、饲料报酬、单位增重的饲料成本、腹泻率等方面均比干料饲喂组试猪好，说明发酵湿料饲喂组试猪的生产性能要优于干料饲喂组试猪[19]。慕会杰等研究湿态发酵豆粕与基础日粮（小麦+豆粕）饲喂母猪，通过对母猪繁殖性能、血清生化指标及粪中微生物菌群的各项指标进行检测，结果表明，日粮中添加湿态发酵豆粕在母猪妊娠后期、泌乳期能够显著改善母猪健康，母猪繁殖性能得到提高，仔猪14 日龄平均个体体重增加，仔猪腹泻率降低，经济效益得到提高[20]。陈如水等在育肥猪中采用以无抗发酵饲料配方产品（发酵豆粕和发酵棉粕为主要蛋白原料）与常规饲料饲喂对比发现，无抗发酵饲料配方产品对育肥猪末重及平均日增重有显著提高，经济效益得到增长，每头猪养殖收入增加78.72 元，毛利提高33.98%；在肉品质及猪肉营养方面，饲喂无抗发酵饲料配方产品能显著降低猪肉剪切力和滴水损失，提高猪肉氨基酸水平[21]。

2.2 微生物发酵湿料在家禽中的研究及应用现状

家禽基础代谢率是牛、猪的3倍，机体新陈代谢旺盛，但幼禽体温调控机能差，且消化系统机能不健全。因此，只有给予家禽充分的饲料和平衡的营养，才能保证家禽的正常生产机能。在家禽日粮中添加适量的微生物发酵湿料，其中的微生物益生菌能改善肠道微生态动态平衡，抑制有害微生物菌群的危害；家禽无膀胱，直肠较短，不能高效利用营养物质，而微生物发酵湿料可以提高家禽的生产性能和饲料利用率，在改善家禽对营养物质的消化吸收、禽产品品质、防治环境污染等方面有重要作用。Akinola 等研究干、湿和微生物发酵湿料对肉鸡生长性能、表观消化率、肠道形态和胴体性状的影响，结果表明，饲喂发酵湿料和湿料肉鸡最终活体重和增重显著提高（P＜0.05）；与饲喂干料相比，饲喂发酵湿料和湿料肉鸡采食量和饲料转化率未受影响（P＞0.05）；与干、湿料相比，饲喂发酵湿料肉鸡表观有机物消化率显著提高（P＜0.05），死亡率、小肠绒毛形态和胴体性状未受日粮处理的影响（P＞0.05）；与发酵湿饲料相比，饲喂湿饲料显著降低了肌胃重（P＜0.05）；饲喂发酵湿料较干料腹部脂肪显著降低（P＜0.05），结果表明，饲喂发酵湿料明显提高肉鸡有机物消化率，改善生长性能[22]。曲浩杰等对肉鸡和肉鸭采用微生物发酵饲料与基础饲粮进行饲喂，研究肉鸡和肉鸭对发酵饲料的养分利用率的影响，结果表明，肉鸡、肉鸭饲喂发酵湿料粗蛋白、干物质、能量真实利用率以及真实代谢能水平相对于基础饲粮均有所增加[23]。

2.3 微生物发酵湿料在反刍动物中的研究及应用现状

采食量、采食速率和日增重直接影响饲料的利用率和养殖效益，是动物养殖中十分重要的指标。而对于在反刍动物中添加微生物发酵饲料研究结果存在不同的观点。张永辉等研究微生物发酵湿料对奶牛产奶量和饲料消化率的影响，结果表明，微生物发酵湿料对泌乳期荷斯坦奶牛产奶量有明显影响，高产试验组奶牛采食量高于高产空白组，粪筛数据显示，试验组与空白组相比，粪筛第一层比例普遍低2.80%～4.89%，饲喂泌乳期荷斯坦奶牛发酵湿料可显著提高奶牛产奶量，对饲料的消化率也有所增强[24]。曲强等研究表明，利用平菇菌糠发酵饲料饲喂肉羊能够显著提高肉羊的食欲，对促进育成羊的增重有显著效果[25]。这可能与微生物发酵饲料可以提高饲料的消化率，进而提高动物的日增重有关[26]。吴小燕等对泌乳奶牛添加微生物发酵饲料，研究奶牛产奶量、乳品质及饲粮消化率的变化，结果表明，奶牛产奶量、乳品质及饲粮消化率在添加适当微生物发酵饲料后，均有所提高[27]。因此，微生物发酵湿料在反刍动物中不仅能提高采食量、采食速率和日增重，而且对其产奶量和饲料消化率有所增加。

3 展 望

众多研究表明，药物饲料添加剂将在2020 年全部退出，饲料端“禁抗”，养殖端“减抗、限抗”大势已定，将会给饲料行业和养殖行业带来翻天覆地的变化。在现阶段养殖业中，微生物发酵饲料必将登上历史舞台，尤其是微生物发酵湿料，其作为一种新兴产业，会带来巨大的社会效益与经济效益，在饲料工业中必将具有广阔的发展前景。

微生物发酵湿料虽然已经取得很大的成效，但是在其添加与应用中仍存在很多问题；由于微生物发酵湿料是以湿料方式进行发酵、运输与应用，而湿料在发酵过程中有益菌群协同作用机制或颉颃作用机理不明确，发酵产物生成有许多不确定性，对微生物发酵湿料的品质难以保持持续稳定及有效性；发酵后湿料的即时应用及运输困难，都会造成微生物发酵湿料的品质难以保证，制约着微生物发酵湿料的进一步发展。

近年来，微生物发酵湿料饲料在水产动物、家禽、反刍动物等畜禽养殖中大范围应用，一些生产设备和专业人员都致力于微生物和发酵工艺进行研究。刘艳新等就目前微生物发酵饲料的发展背景、生产工艺优化以及应用进行阐述，旨在说明微生物发酵饲料在目前形势下生物发酵饲料的进步及应用研究[28-29]。

微生物发酵湿料作为抗生素和蛋白的替代品，不仅可以生产出无抗优质的畜禽产品，而且在发酵原料利用方面有更多的选择性，可以利用各种农作物秸秆、粕类原料作为发酵底物，开发潜力巨大，这样发酵出来的产品既可以满足动物所需基本营养物质，又可以使产品的成本低廉、易于生产推广。合理开发和利用微生物发酵湿料将会有更广阔的前景。