微生物发酵饲料在养猪生产中的应用

李灵平，赵逢冰，刘德海

（1.河南省兽药饲料监察所，河南 郑州450002；2.河南省科学院生物研究所）

农村农业部第194号公告，自2020年起停止生产含有促生长类药物饲料添加剂的商品饲料,饲料端“禁抗”、养殖端“减抗、限抗”已是大势所趋，积极寻找健康多元化的饲料资源及安全高效的饲料生产模式，成为亟待解决的首要任务。近年来，微生物发酵饲料作为一种新型、绿色的环境友好型饲料，在养猪生产中得到广泛应用，随着农村农业部194号实施，微生物发酵饲料的应用将会越来越受到重视［1］。

1 微生物发酵饲料发展状况

微生物发酵饲料是利用微生物的新陈代谢和繁殖菌体来生产调制饲料，在人为控制条件下，以微生物为饲料发酵的菌剂，将发酵饲料原料中抗营养因子进行分解或转化，生成微生物菌体蛋白、生物活性小肽、多种有机酸、维生素等营养物质，利用微生物的发酵作用改变饲料的理化性状，在发酵过程中还可产生淡淡的香味，增加了动物的适口性及营养价值，提高饲料利用率，进而提高动物的抵抗力，微生物发酵饲料有着安全高效、环境友好、无残留的特点，是有效实现无抗养殖的手段。液态发酵饲料作为一种新型无抗饲料，具有抑制病原菌增值、提高畜禽生产性能、改善胃肠道健康、扩大饲料来源、降低生产成本等优势，可实现畜禽养殖过程中少用甚至不使用抗生素的目标［2］。

1.1 微生物发酵饲料的分类

微生物发酵饲料是指使用我国农业部发布的《饲料原料目录》、《饲料添加剂品种目录》中允许的饲料原料和微生物菌种进行微生物发酵培养的微生物发酵饲料产品，微生物发酵饲料从形态上可分为固态发酵饲料和液态发酵饲料，固态发酵饲料指微生物在没有或基本没有游离水基质饲料上的发酵方式，是一种使用固态基质饲料来培养微生物发酵的生化反应过程，营养物质浓度存在一定梯度，水分活度低，微生物易生长。液态发酵饲料是指参与发酵的饲料原料呈液态，水是培养基中的主要成分，微生物从溶解水中吸收营养物质，发酵均匀，与固体发酵培养方式相比，液体发酵具有如下优点：液体悬浮状态是许多微生物的最适生长环境；在液态环境中，菌体、底物、产物（包括热）易于扩散，使发酵在均质或拟均质条件下进行，便于检测、控制，易扩大生产规模；液体输送方便，易于机械化操作；产品易于提取精制；液态发酵能够实现微生物的纯种培养，发酵易控制，生产效率高。缺点是投资大，发酵液提取后易产生大量废液。固体发酵也具有很多液体发酵所不具备的优点，主要表现为：培养基简单，多为便宜的天然基质；发酵饲料原料基质的低含水量可大大减少生化反应器的体积，不需要废水处理，较少环境污染，基本无废水排放，可实现清洁生产；发酵过程粗放，常不需要严格的无菌操作，后处理加工方便；不一定连续通风，一般可由间歇通风或气体扩散完成，产物的产量较高；设备构造简单，投资少，能耗低，易操作。缺点是发酵过程难以精确控制，容易感染杂菌，劳动强度大。

液态发酵饲料在欧洲国家应用广泛，特别是丹麦、荷兰等农业密集型国家应用较多，尽管有很多优势，但由于投资大、设备要求高，在我国还不会快速推广开来。固态发酵在我国有着悠久历史，由于饲料工业附加值低，采用固态发酵更为合适。固态发酵饲料成功的关键：一是保证发酵饲料原料的新鲜；二是保证发酵过程的成功。微生物发酵饲料可以以发酵原料进行分类，如以配合饲料为原料的全混合日粮发酵饲料，以浓缩饲料为原料的分离浓缩饲料，以酵母菌体为主的单细胞蛋白酵母饲料，以豆粕为原料的发酵豆粕饲料，以秸秆为主的青贮饲料等，但也包括利用微生物发酵的代谢产物，如氨基酸、维生素等。

1.2 微生物发酵饲料菌种种类

微生物的种类是影响发酵饲料品质的关键因素，微生物菌种只有具备良好的性能，才能应用于产业化生产，取得良好的生产效率和经济效益。

我国允许使用的饲料级微生物添加剂菌种种类逐步递增，为加强饲料添加剂的管理，根据《饲料和饲料添加剂管理条例》的规定：1999年我国农业部公告第105号，允许使用的饲料级微生物添加剂有12 种；2003 年农业部公告第318 号，允许使用的饲料级微生物添加剂有15 种；到2013 年农业部公告第2045 号，允许使用的饲料级微生物添加剂增加到34 种。目前常用的菌种有芽孢杆菌、乳酸菌、酵母菌、沼泽红假单胞菌、曲霉菌等。

芽孢杆菌：芽孢杆菌能够产生芽孢，为革兰氏阳性菌，好氧或兼性厌氧，广泛存在于土壤、水和空气中，能够产生提高动物生产性能所需的淀粉酶、蛋白酶、果胶酶、纤维素酶、葡聚糖酶等多种消化酶，帮助动物消化吸收营养物质，消除饲料中的抗营养因子，将难分解的大分子物质分解成可利用的小分子物质。

乳酸菌：乳酸菌是指能够利用可发酵糖类、碳水化合物生成乳酸的一类无芽孢革兰氏阳性菌，为原核生物，广泛存在于动物肠道中，严格厌氧菌，发酵产生乳酸，能够促进动物生长，调节胃肠道正常菌群，维持微生态平衡，改善免疫力，帮助消化吸收，可提高动物存活率和日增重，提高饲料利用率，提高机体免疫力。

酵母菌：酵母菌是一种单细胞真菌，具有典型真核细胞结构，有细胞核、细胞膜、细胞壁、线粒体等，是典型的异养兼性厌氧微生物，厌氧条件下将糖类转化为酒精和二氧化碳，有氧条件下将糖类分解成水和二氧化碳获得能量进行繁殖生长。菌体富含B族维生素、氨基酸、蛋白质、多种消化酶和未知生长因子，用于补充饲料中的蛋白质，能够促进动物的生长发育，增强免疫力。饲料酵母就是直接利用酵母菌菌体作为饲料，是纯的单细胞蛋白，一般采用液体发酵工艺生产，或者利用农副产品下脚料为原料经酵母菌发酵制成的一种蛋白质饲料，一般采用固态发酵工艺生产。

沼泽红假单胞菌：沼泽红假单胞菌属于光合细菌的一种，是地球上最古老的具有原始光能合成体系的原核生物，是广泛存在于自然界的微生物，是一类以光为能源，利用自然界中的有机物、硫化物等为营养体，并能进行光合作用的生物。在生物学分类中，属于真细菌纲、红螺菌目、红螺菌科、红假单胞菌属，是目前光合细菌中应用与研究较为广泛的光合细菌之一，PSB 菌体营养丰富，蛋白质含量高达65%，且富含多种生物活性物质。沼泽红假单胞菌的用途很多，被广泛应用于农业、渔业、环保、医药等领域，被欧美等国家广泛应用在养殖业，是对畜、禽、鱼有益的微生物。在畜禽养殖方面，光合细菌不仅可作为一种饲料蛋白补充，还可以起到益生素的作用；在水产养殖方面，具有有效改善水质、预防鱼病的作用，对产量和成活率均有明显的提高。以沼泽红假单胞菌为添加剂的饲料产品是现代生物技术与动物微生物学、动物生态学营养学相结合的产物，对于推动我国养殖业向着高效、绿色、生态、健康的方向发展具有重要意义，其应用前景也十分广阔。

曲霉菌：主要指黑曲霉和米曲霉。黑曲霉、米曲霉因其特有的生理生化性质以及安全无毒性，可以生产许多种酶，生产的酶制剂具有用量大、应用范围广、安全性好等特点，已经越来越受到人们的重视，被美国食品药品管理局及世界卫生组织列为食品级安全菌株，也是我国农业部认证的安全菌株，被广泛用于食品工业、饲料加工业。

2 在养猪生产中的应用

2.1 微生物发酵饲料在断奶仔猪阶段的应用

在断奶仔猪阶段，添加适宜比例的发酵饲料能够减少或者完全替代抗生素的使用，缓解断奶应激，提高仔猪生产性能，李玉侠等［3］（2018）在日粮中使用发酵饲料代替20%的无抗基础日粮，饲养45 d并观察记录各项指标。结果表明，发酵饲料组猪的平均日增重和粗蛋白表观消化率显著高于对照组（P＜0.05），料肉比和腹泻率低于对照组，效果与抗生素相当，表明发酵饲料可以提高断奶仔猪的生长性能和消化能力,降低猪的腹泻率和料肉比，增强猪健康状况。王玉田等［4］（2018）在断奶仔猪日粮中应用发酵饲料，试验期为28 d，对照组饲料中添加60 mg/kg 的金霉素，试验Ⅰ组添加30 mg/kg 的金霉素+5%的发酵饲料，试验Ⅱ组只添加10%的发酵饲料。结果表明：用5%的发酵饲料替代30 mg/kg金霉素和用10%的发酵饲料替代60 mg/kg金霉素日增重显著高于对照组，腹泻率显著低于对照组（P＜0.05），提高了日采食量和血清总蛋白,降低了料重比，但差异均不显著（P＞0.05）。两组试验组效果优于金霉素组，而且用10%的发酵饲料替代全部金霉素组效果最佳。

液态发酵饲料因含有大量乳酸，有酸香味道，可用于缓解仔猪断奶应激、促进采食。陈鲜鑫等［5］（2017）应用液态发酵饲料饲喂断奶仔猪试验发现，饲喂液态发酵饲料的断奶仔猪的粗蛋白质、钙、总磷的消化率分别较固态饲料提高了3.66%、3.85%、15.53%，料重比较低了3.4%。

2.2 微生物发酵饲料在育肥猪阶段的应用

涂小丽等［6］（2015）采用100%发酵饲料代替基础日粮试验，主要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。结果表明：饲喂微生物发酵料后，生长猪平均日增重提高4.89%，料重比降低5.97%，但均未达到统计学上的显著差异（P ＞0.05）；与对照组相比较，饲喂微生物发酵料极显著提高了猪对粗脂肪消化率（P ＜0.01），且接近添加抗生素组的效果（P ＞0.05）。可以看出，饲喂微生物发酵饲料可提高动物生产性能和营养成分消化率，且效果与抗生素相当，能够消除抗营养因子，提高营养物质消化率；消除过量自由基，增强机体抗氧化能力；消除肠道病原菌，维持肠道菌群平衡；提高免疫功能，保证机体健康。

与仔猪不同，生长育肥猪机体各方面发育完善，对液态发酵饲料的生长性能等反应不如仔猪明显。陈鲜鑫等［7］（2010）在液体发酵饲料应用于生长育肥猪试验中发现，生长育肥猪饲喂接种乳酸菌的液态发酵饲料较固态饲料平均日增重提高了34.3%，料重比下降了15.8%，但也有无显著影响的报道，结果不一致，对生长育肥猪的影响呈现差异。

2.3 微生物发酵饲料在妊娠期和哺乳期的母猪日粮中的应用

在母猪日粮中添加微生物发酵饲料可以改善母猪的繁殖性能，保证断奶仔猪的健康生长。熊立寅等［8］（2015）试验研究发现，在妊娠期和哺乳期的母猪日粮中，全程添加5%～10%的生物发酵饲料能够增加母猪采食量、改善母猪机体的免疫功能和促进生长激素的分泌，且初生窝活仔数提高8.2%～25.1%；断奶仔猪数提高19.65%～21.03%；断奶窝重提高34.86%～38.59%；断奶存活率提高8.33%～10.62%。

液体发酵饲料可刺激母猪采食，提高母猪采食量，增强母猪体质，使仔猪获得更多营养。研究发现，相比固态发酵饲料，饲喂液态发酵饲料的母猪平均日增重提高了5.2%，年产仔猪数提高了12.0%，仔猪死亡率降低了13.8%。

3 展望

总体来看，生物发酵饲料在饲料行业的应用处于起步发展阶段，但初步得到了市场的认可，未来前景十分广阔，是饲料行业发展的新动力所在，是推动我国无抗养殖的有效手段之一。改善养殖环境，加强饲养管理，提高饲料原料本身的安全性和配合使用微生物饲料，是能够达到“禁抗”、“减抗”的目标的。但目前微生物发酵饲料存在缺乏国家统一标准及规范的发酵工艺，发酵饲料达到的应用效果良莠不齐，且其应用机理尚在研究和探究中。