猪生产中的微生物发酵技术应用和发展

昌莉丽 袁珍虎 黄晓晨 孙 朋

（1徐州生物工程职业技术学院，江苏徐州 221006；2江苏世昌农牧集团股份有限公司，江苏淮安 223005）

“猪粮安天下”，生猪产业关系国计民生。近年来，在国家相关政策支持和指导下，我国生猪产业迅速发展逐渐走向规模化、集约化，同时也面临着饲料资源短缺、疾病防控难度增大、药物残留、养殖场废弃物污染严重等一系列问题。微生物发酵技术是指利用一些特定微生物，在适宜的条件下，将原料经过特定的代谢途径转化为人类所需要的产物的过程。该技术应用于猪生产过程，可变废为宝、有效循环利用资源、节约成本、保护环境、生产高品质绿色环保猪肉，可以使养殖企业获得较好的经济效益、绿色效益和环保效益。近年来，随着对微生物发酵技术的认识和深入研究，将该技术应用于生猪养殖成为大家关注和研究的热点。本文就微生物发酵技术在当前养猪生产过程中的发展和应用情况进行了介绍。

1 发酵床养猪

规模化、集约化养猪给猪场带来巨大经济效益，然而，其所产生的粪尿污水也对养猪场周边环境造成不小的压力。生产中一些养殖场采用堆肥发酵、建沼气池和蒸发塘等方法进行粪污处理，但是需要占用一定土地，且技术成本较高，实际利用有一定局限性。微生物发酵床养猪技术，是基于控制畜禽粪便污染环境的一种养殖方式，是以发酵床为载体，利用全新的自然农业理念和微生物发酵技术，对有益菌落进行筛选、培养和扩繁，形成有活力的微生物原种，再按一定比例将微生物原种与锯屑、秸秆、稻壳、谷壳、花生壳等农副产品及一定量的泥土、天然盐等混合作为猪舍的垫料，符合动物福利的要求，是一种无污染、低排放的新型环保养猪方式[1]。作为一种新型生态养猪模式，该技术在全国各地得到了广泛推广和应用，在生猪养殖污染治理模式中起到重要作用。

与传统养猪模式相比，采用发酵床养猪，垫料中的有益微生物通过发酵能将粪尿进行降解，消除恶臭并转化为菌体蛋白和营养无机物，同时抑制垫料内有害微生物的繁殖，从而形成一个良性循环的微生态平衡环境。在饲养过程中，猪通过拱食垫料而接触到有益菌和菌体蛋白，既节约了饲料成本，也改善了猪的肠道环境，促进机体免疫力的提高。褚晓红等[2]比较了发酵床和传统水泥地面2种养猪方式对保育猪生产性能的影响，结果发现采用发酵床养猪，保育猪生长速度快、饲料转化率高，冬季呼吸系统疾病和腹泻发病率、死亡率均下降并且用水减少，能耗下降。由此可见，发酵床养猪可实现粪便的无害化处理并可变废为宝，循环利用，符合建立“资源节约型、环境友好型”生态农业建设的大方向。目前，该技术作为生态养猪的主推技术被各地引入并结合本地自然资源不断加以改进和完善，形成具有地方特色的发酵床养猪技术，促进了生态养猪的发展。

2 发酵饲料

发酵饲料是指在一定条件下，通过微生物（有益菌）自身繁殖和代谢，将矿物质、动物性和植物性营养物质中的多糖、蛋白质及脂肪，进一步转化为有机酸、酶、多肽等小分子物质，生产出功能性代谢产物的饲料，使得饲料更容易被畜禽消化吸收利用[3]。猪生产中利用发酵饲料，一方面可以解决当下制约我国生猪养殖业发展中的饲料资源短缺问题，丰富饲料来源、降低饲养成本；另一方面能带来大量益生菌进入猪的胃肠道，抑制肠道病原菌，维持肠道菌群平衡，提高机体抵抗力，减少疾病的发生。

微生物发酵处理可以降低饲料原料中的粗纤维含量、脱毒、增加其营养价值，提高饲料的转化率，还有一些工农业生产副产品如玉米秸秆、棉籽饼、酒糟、啤酒渣等发酵后营养价值提高，可替代补充部分饲料原料并且益生菌发酵产生的代谢产物可提高饲料营养价值、改善饲料风味，促进采食，提高饲料利用率。宋博等[4]以10%构树全株发酵饲料添加到低蛋白质饲料中，发现对育肥猪的生长性能无任何负面影响，并且改善了肉的风味和营养价值，且饲喂效果优于构树全株干粉。此外，也有相关研究报道利用地方资源大蒜秧、巨菌草、金银花渣等[5-7]经发酵处理后饲喂育肥猪可替代基础日粮，并显著提高育肥猪的生产性能和肉品质。张铮等[8]用复合菌发酵饲料饲喂生长育肥猪，并检测了猪结肠内菌群组成和菌群代谢产物，结果发现结肠内丁酸含量显著升高，且还发现参与日粮多糖和蛋白质代谢的厚壁菌门和拟杆菌门2个细菌门类的丰度较高，未检测到有害致病菌。充分说明了经发酵后肠道内有益菌数量增加产生的丁酸等代谢产物有利于肠道健康。魏小兵等[9]发现发酵饲粮能改善小肠黏膜形态，增大吸收面积，从而促进小肠对营养物质的吸收。

随着养猪业的发展，越来越多的养殖企业展开对发酵饲料的研究和应用。目前，发酵饲料有固态发酵饲料和液态发酵饲料2种，因固态发酵处理简单，所需设备成本相对较低，在大部分中小型养猪场应用较多；液态发酵较固态发酵虽然工艺复杂，但过程可控、品质稳定、猪更易吸收，因此近年来液态发酵饲料在养猪生产中的应用日趋增多，但因投入设备成本较高，仅限于大规模养殖场使用[10]。实际生产中，由于我国发酵饲料的研究和应用起步较晚，目前多在猪生产的特殊阶段比如仔猪断奶前后和母猪妊娠阶段应用全价发酵饲料。为了节省养殖成本，减少疾病发生，生产更多高品质猪肉，发酵饲料在养猪生产中的推广和应用将日趋增多。

3 发酵中草药

我国中草药资源丰富，利用中草药进行畜禽疾病防治历史悠久。在养猪生产中，虽然中草药对保障畜禽健康发挥了重要作用，但畜禽疾病防控更多的还是依赖抗生素。近年来，随着抗生素使用带来的耐药和药残问题日益突出，以及饲料“禁抗令”的全面实施，中草药和益生菌因其功效明确，安全、绿色、无残留而再次受到关注，发酵中草药正是将中草药和益生菌二者有机结合，在畜禽疾病防控方面发挥重要作用，成为当前替抗研究的热点。益生菌发酵中草药自古有之，属于中草药炮制技术的一种，如“六神曲”就是传统的发酵中草药，但传统中草药发酵往往因为菌种不纯、过程难控、发酵效率低等原因导致发酵中草药质量不稳定。现代中草药发酵是在传统中药炮制发酵技术的基础上，结合现代生物工程技术、微生物发酵理论、现代制药工程等理论形成的新型中药制药新技术[11]。

中草药经过益生菌发酵转化后可促进有效成分析出，增强药效；产生新的活性物质，扩大应用范围；降低毒副作用，改善口感；节约药源，保护环境。目前养猪生产中的发酵中草药，多采用固体发酵的方式，将中草药包括中药药渣发酵后作为替抗的新型绿色饲料添加剂使用，可用于提高猪的生产性能，改善肠道健康，增强机体免疫力；也有采用液体发酵方式处理的中草药，进一步深加工做成各种中草药制剂用于临床猪病的防控。王林 垚[12]在PED流行的猪场，用发酵止痢口服液（黄连、金银花、当归、黄芪等）对腹泻仔猪进行口服治疗，仔猪腹泻率明显下降，断奶活仔数增多，断奶重增加，显著提高了仔猪的生产性能，达到了对仔猪PED防控的目的。此外，相关研究报道[13-16]发酵中草药液体制剂在提高疫苗保护率、降低感染性疾病和死亡率、抗应激、保肝护肾以及母猪产后疾病等方面都有不错的效果，但因为研究过程和加工工艺复杂，成本较高，当前真正上市成熟产品还不是很多。虽然发酵中药的相关研究还处于起步阶段，但临床应用效果已被证实。随着国家和人民对食品安全的重视，养殖业限抗和全面禁抗已实施，作为抗生素替抗产品，发酵中草药更具开发潜力和价值，未来必将成为预防类兽药发展的主要方向。

4 畜禽尸体的无害化处理

当前，规模化养猪场无法避免的一个重要问题就是病死猪尸体的无害化处理，处理不好不仅会造成环保问题甚至危及生物安全。利用微生物发酵技术来解决病死猪尸体处理是将动物尸体及相关动物产品与稻糠、木屑等辅料按要求摆放，利用动物尸体及相关动物产品产生的生物热或加入特定生物制剂，发酵或分解动物尸体及相关动物产品的方法[17]。该技术不但能解决环境污染问题，还能产生生物有机肥，做到废弃物资源化利用。生产中常用的发酵法主要有堆肥法、沼气法和化尸窖法。堆肥法臭味小、不污染水源、能灭活病原菌并产生肥料，技术简单，投入少，是目前大部分养殖场处理尸体的主要方法；沼气法多应用于粪便处理，产生沼气和肥料，近年来也逐渐用于病死猪无害化处理；化尸窖建造简单、投入低，适用于批量畜禽尸体的无害化处理，虽然目前仍有使用，但是因为不能重复利用和存在生物安全隐患，正逐渐被其他2种方法取代。总之，随着国家对生物安全和废弃物资源化利用的重视，利用微生物发酵技术对病死猪进行无害化处理将会逐渐普及。

5 小结

伴随着生猪养殖产业的转型升级，传统的粗放散养的养猪模式逐渐向集约化、精细化、智能化、节约环保的规模养猪方式转变。微生物发酵技术作为一种新兴生物技术在生猪养殖方法、饲料、疾病防治以及病死猪无害化处理等各方面发挥重要作用，符合当下国家发展资源节约和环境友好型生态农业、循环经济的方针政策。农业农村部在2018—2030年《农业绿色发展技术导则》中，明确强调了微生物发酵技术在养殖业的重点研发和推广应用，如发酵饲料应用技术、替抗技术、废弃物资源化利用等。因此，在生猪产业发展过程中，养殖、饲料、兽药等相关企业应抓住生态养猪的大方向，积极引入微生物发酵技术，及早进行相关开发产品的研究和应用，发展节约型、无污染的循环经济模式之路。只有这样才能提高养猪技术，提高猪肉产品质量的安全性，创造更高的经济、环境和社会效益，促进养猪业健康发展。