发酵液体饲料的生产及其在断奶仔猪上的应用

黄春喜 刘晓慧 张立彬 陆黎明

（1.漳州大北农农牧科技有限公司，福建漳州 363000；2.保定出入境检验检疫局，河北保定 071051）

人类很早就学会了利用微生物发酵技术来保存食物或改善其组成和风味。在饲料的调制过程中，微生物发酵技术也得到了大力发展和应用，例如青贮饲料早已成为反刍动物日粮的重要组成部分。它不仅能改善了饲料的营养价值和适口性，还可减少有害微生物的繁殖，从而延长饲料保存时间并提高资源的利用率。相对传统的干料而言，发酵液体饲料（Fermented Liquid Feed，FLF）既具有液体饲料适口性好、粉尘少的特点，又含有大量的有机酸和益生菌，能维护肠道菌群平衡，降低胃液pH值并减少胃肠道病菌的繁殖，从而降低饲料成本。FLF还能有效降解原料中的抗营养因子，并提高胃肠道内乳酸和挥发性脂肪酸（VFA）的含量，从而改善猪的健康状况（Canibe等，2003）。因此，FLF将作为一种潜在的抗生素替代产品，具有良好的应用前景。

1 发酵液体饲料的生产

1.1 发酵液体饲料的概念

液体饲料广义上可包括任何形式的液态饲料原料和产品，例如废糖蜜（molasses）、液态油脂、液体蛋氨酸类似物（liquid methionine analog）以及用于养猪的全价液体饲料，它包括的范围很广，基本可涵盖全价液体饲料和单一液体原料（熊易强，2011）。非发酵的液体饲料（Nonfermented Liquid Feed，NFLF）一般是在饲喂前将原料和水以一定比例直接在料筒或饲料槽中搅拌而成。但是，当采用自由采食制度或管道饲喂系统时，残留在液体饲料中的腐败微生物容易大量繁殖。因此，生产中常使用直接加酸或微生物发酵的方法，使得其pH值维持在3.5～4.5之间。但是，直接加酸法有很多缺点：需要连续地添加和混合，成本较高，一些酵母菌仍可适应这种酸性环境而增殖（Plumed-Ferrer等，2009）。

发酵液体饲料（FLF）克服了上述缺点，它是指将水与饲料以1∶1.5～1∶4的比例混合，再经过一定时间的自然发酵或者是接种乳酸菌在适宜温度条件下的诱导发酵之后，产生的一种低pH值的、状态稳定的、更能被畜禽采食、消化和吸收的饲料形式。发酵与非发酵液体饲料的区别就在于混合后至饲喂前这段时间内，此时发酵饲料的微生物发酵活动已经达到了稳态（Canibe等，2003）。

在欧美国家，由人类食品工业每年所产生的成千上万吨的液体副产品，尤其是富含糖类和淀粉类的“废弃物”，已经作为一种重要的饲料原料。人们将这些液体原料与大麦、小麦、玉米、油脂、豆粕、矿物元素和维生素等经过混合之后被制成了液体全价饲料，广泛应用到养猪生产中。这种液体饲料如果再经过微生物的进一步发酵，则形成发酵液体全价饲料。生产中，可采用分批发酵或连续发酵两种方式：分批次发酵具有发酵过程可控，产品质量稳定的优点；而连续发酵是采用保留50%发酵物，再加入50%新鲜原料发酵3～4 d的方式，保证了发酵的持续性并方便使用。

1.2 发酵过程中的微生物活动规律

液体饲料自混合后，就有微生物开始进行发酵活动了。发酵初期的特点是乳酸菌、酵母菌和乳酸含量低、pH值偏高，而肠杆菌则大量增殖。第二阶段则达到发酵稳态，特点是随着乳酸菌、酵母菌的不断增殖，乳酸浓度提高、pH值降低，肠杆菌生长受到抑制而大量减少（Canibe等，2003）。Brooks等（2008）则将其划分为三个阶段，第一阶段是高pH值环境，此时大肠菌大量增殖；第二阶段是乳酸菌发酵，产生了大量的有机酸（尤其是乳酸）、过氧化氢、细菌素，并降低了pH值和溶氧量，从而有效抑制了病原菌和腐败微生物的生长；第三阶段是乳酸菌和pH值稳定阶段，如果该阶段过度延长的话，酵母菌数量将持续增加，见图1。

1.3 产品特征及影响因素

Van Winsen等（2001）总结了FLF的最理想特征是：①pH值低于4.5；②乳酸菌（LAB）菌落数大于9 logCFU/ml；③乳酸浓度大于150 mmol/l；④乙酸和乙醇浓度分别低于40和0.8 mmol/l。也有人认为如果乳酸浓度大于75 mmol/l或100 mmol/l，即可利于提高采食量、日增重和料肉比（Missotten等，2010）。

微生物发酵受到诸多因素的影响，包括发酵菌种、温度、时间、pH值和原料组成（水料比）等，它们共同影响着发酵产物组成。由于FLF抑制病原微生物生长的能力强弱主要取决于乳酸菌的浓度和种类，所以接种的乳酸菌菌种必须具有高的产乳酸活性并能抑制肠道病原菌的增殖。目前常用于液体饲料的诱导发酵的LAB菌种包括植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum）和乳酸片球菌（Pediococcus spp.）等。Jensen和Mikkelsen（1998）研究了不同温度条件下的发酵特性，发现只要发酵温度高于20℃，其微生物组成、有机酸含量差异不大，pH值也低于4.5，从而有效抑制了大肠杆菌增殖，因此发酵温度应该不低于20℃。但是如果提高至30℃，乳酸产生速率将大大加快，有害菌产生的几率将降低，效果更佳。因此，夏季或热带地区使用发酵饲料能够节约成本，并提高使用效果。此外，发酵过程中还应避免加入冷水而导致微生物组成改变（Missotten等，2010）。

水料比是另一个极其重要的因素，一般在1∶1.5～1∶4之间。有研究发现，水料比为1∶2～1∶4之间时，干物质和能量的消化率随水料比增加而提高（Barber等，1991）。仔猪能够很快适应不同水料比的饲料，有研究发现FLF和干饲料这两种饲喂方式下的干物质采食量并无差异。

2 发酵液体饲料在断奶仔猪上的应用

众所周知，仔猪在断奶前后，其采食行为、内分泌、消化生理以及肠道组织形态、微生物和免疫功能都发生了巨大的变化，养分消化率降低，消化道菌群失调，容易造成断奶腹泻。近年来，对于如何在仔猪断奶阶段使用发酵液体饲料，从而改善断奶应激并减少抗生素的使用，已经有了很多相关的研究。

2.1 发酵液体饲料对断奶仔猪生长的影响

饲料经过发酵后，微生物合成了丰富的维生素B12、泛酸、叶酸等B族维生素，及短链脂肪酸、促生长因子，这些都是动物体必需的营养物质，可改善饲料的消化性和营养价值，影响动物的生长发育。尽管如此，发酵液体饲料的可消化能和可消化氨基酸等营养成分变异较大，对猪的生产性能的影响也并不稳定。魏金涛等（2009）给28日龄断奶仔猪饲喂FLF发现，仔猪腹泻指数和料肉比均显著降低，日采食量有所降低。李永明等（2010）给14日龄的超早期断奶仔猪饲喂液体发酵饲料，发现与同配方粉料组相比，平均日采食量提高22.63%，平均日增重提高13.50%，料重比提高7.65%。Lawlor等（2002）给断奶仔猪饲喂不同的日粮：干的颗粒料、新鲜的液体饲料、酸化的液体饲料以及发酵的液体饲料，结果发现从26日龄断奶到出栏，猪的生产性能没有显著差异。Canibe等（2007）给28 d断奶仔猪饲喂FLF，发现日增重和日采食量有所降低。不同的文献报道之间存在一定的差异，Jensen和Mikkelsen（1998）比较了多篇报道后发现FLF饲喂仔猪，与干饲料（DF）组相比仔猪日增重平均提高了22%，但饲料转化效率却降低了10.9%；与NFLF组相比日增重提高13.4%，饲料转化效率却降低了1.4%。Missotten等（2010）综述了大量试验也得出类似结论，并认为饲料利用率的差异可能只是由于不同饲料类型在浪费和损耗上存在差异，只要控制其中的固形沉淀物，FLF组饲料利用率也可得到提高。

2.2 发酵液体饲料对肠道酸度的影响

发酵液体饲料中含有由乳酸杆菌、双歧杆菌等产生的乳酸、乙酸和短链脂肪酸等有机酸，pH值较低（4.5以下）。与饲喂DF和NFLF相比（DF组pH值为4.4，NFLF组pH值为4.6），FLF可显著降低猪的胃酸酸度，胃液pH值降至4.0（Canibe等，2003）。FLF使得断奶仔猪的胃肠道处于一个低酸性的环境，可有效杀灭病菌。Scholten等（2002）发现小麦发酵液体饲料可降低断奶仔猪断奶4 d胃液pH值，提高乳酸浓度和小肠绒毛长度，并很好地保护了断奶仔猪小肠绒毛结构的完整。但Canibe等（2007）却发现胃肠道pH值并没有差异。

2.3 发酵液体饲料对肠道菌群的调控

相关文献报道表明，发酵饲料含高浓度的有机酸、乳酸菌，能调控消化道微生态区系，降低大肠杆菌数量，促进乳酸菌定植和增殖。李永明等（2010）使用DGGE电泳图谱分析微生物菌群多样性特征，研究表明饲喂FLF后仔猪肠道微生物菌群Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数和丰富度指数均得到提高。Canibe等（2003）发现FLF组的乳酸菌和酵母菌的数量大于DF组，同时大肠杆菌数量减少。也有报道称FLF可把后段肠道大肠杆菌的浓度降低至 2 log cfu/g（Geary等，1999）。Canibe等（2007）发现饲喂FLF可提高小肠内乳酸菌数量，但是大肠杆菌数量无变化。陈鲜鑫等（2010）报道乳酸菌发酵液体饲料与饲喂干料或湿拌料组相比，显著提高粪中乳酸菌含量，显著降低大肠杆菌、沙门氏菌数量。益生菌的大量繁殖，不仅可提供维生素、VFA等养分，还可分泌某些酶类（如半乳糖苷酶等），改善动物对营养物质的消化吸收。此外，利用其竞争性优势，可消耗潜在致病菌繁殖所需的营养素，使得致病菌增殖受阻、动物患病风险将大大降低。

2.4 影响饲喂效果的因素

发酵过程会损失掉部分游离氨基酸，FLF与NFLF相比，其营养物质组成有了较大的改变：赖氨酸从5.8%降至4.8%，低分子糖类由3%降至0.1%，乙酸由2.3 mmol/kg升至25.8 mmol/kg，短链脂肪酸浓度由2.6 mmol/kg升至38.4 mmol/kg，乳酸浓度1.2 mmol/kg升至168.6 mmol/kg，能量、粗灰分、粗蛋白、脂肪、淀粉、总非淀粉多糖、其他氨基酸含量变化不大（Canibe等，2003）。赖氨酸一般在发酵过程中会出现部分降解，而粉状饲料经过发酵之后的赖氨酸降解率比颗粒料还高（Canibe等，2010）。为避免其中的赖氨酸被微生物脱羧降解和由此带来的适口性变化，有研究者推荐先将饲料配方中的谷物部分进行液态发酵，再将这种发酵谷物饲料与其它原料及水混合均匀再行饲喂。Canibe等（2007）比较了这两种方式的使用效果，一种是大麦小麦组成的谷物与水1∶2.5混合发酵形成的发酵谷物饲料，饲喂前与其他成分混匀，第二种是全价饲料与水1∶2.5混合之后发酵形成的发酵液体全价饲料，结果表明前者赖氨酸含量更高，胃肠道食糜中酵母数量增加，14日龄到42日龄的仔猪日增重也有所提高。

此外可能还会产生一些影响动物采食的异味物质，如乙酸和胺类等。当酵母发酵占据主导作用时，会产生一些影响风味的物质如乙醇和乙酸，而乙酸的浓度超过30 mmol/l就会影响FLF的适口性，降低干物质和能量的摄入量（Brooks等，2008）。但是高浓度的酵母菌对FLF是有益的，因为酵母本身具有结合肠杆菌的能力，并降低肠道病原菌在肠道上的吸附，从而改善肠道健康。因此，酵母菌群的多样性对FLF品质的影响仍有待进一步研究。

3 结语

总体而言，发酵液体饲料作为一种新型饲料，具有改善断奶仔猪的生长性能和肠道健康状况，缓解断奶应激，减少断奶腹泻等优点。但是也存在质量不稳定，设备和技术投入较大等问题，到目前为止并没有给养殖户带来可观的经济效益。我国是饲料资源丰富的国家，具有FLF所需要的很多廉价的饲料原料，如制糖工业产生大量的废糖蜜，油脂和肉类工业下脚料等。如何充分利用这些原料，并通过改良菌种、优化生产工艺、开发配套饲喂设备和确立饲喂制度等集成一整套的生产技术，降低使用成本，生产出安全、卫生、适口性好和质量稳定的发酵液体饲料，是我们今后面临的巨大挑战。

（参考文献15篇，刊略，需者可函索）