微生物发酵饲料在水产养殖中的应用

2022-04-07胡鹏程

畜牧兽医科技信息 2022年10期

胡鹏程

（1.鼎正新兴生物技术(天津)有限公司，天津 300383；2.天津市生物饲料添加剂企业重点实验室，天津 300384）

在水产养殖过程中，养殖生物的健康情况与日常饲料供给、饲养密切相关，而现阶段要想提升养殖效率就需要消耗大量的饲料。常见水产养殖饲料有植物蛋白和动物蛋白两种，目前大规模使用的还是以饲料中掺入鱼粉为主。但这种精饲料因为资源稀缺或其他的一系列原因导致成本上涨，没办法满足水产生产和养殖的需求。寻求成本低，而且蛋白质相对稳定的一种替代饲料，已成为当前水产养殖的迫切问题。而微生物发酵饲料以其成本低廉得到了广泛的关注和运用，并取得了更好的经济效益，同时也为水产的养殖安全提供了支持。

1 微生物发酵饲料的特征

微生物发酵饲料泛指利用各种有益于动物机体的微生物将饲料作为底物发酵产生的功能性一级、二级代谢产物，这些代谢产物是更容易被动物吸收的营养物质，是更有价值的生物产品，可作为饲料满足实际生产、养殖与喂养等方面的需求。目前微生物发酵饲料生产主要选定的益生菌包括：乳酸菌（lactic acid bacteria，LAB）、酵母菌（saccharomyces）和芽孢杆菌（Bacillus）等一系列的微生物，这些微生物对饲育动物是一种有益的菌种。在适宜这些微生物的发酵条件下将微生物与一种或多种饲料原材料混合发酵形成发酵饲料。目前这类饲料已经逐渐成为养殖生产的新宠。此类饲料原材料分布比较广泛，成本投入较低，能为水产行业提高养殖经济效益提供支持，也可压低养殖过程中的成本消耗。新型微生物发酵饲料的利用率得到了明显提升，能够尽地降低资源浪费和解决资源消耗的问题。微生物发酵饲料经过了发酵和脱毒等一系列处理，对水产生物的代谢压力明显降低，因为微生物发酵饲料更容易被水产生物吸收；同时显著提高了使用和喂养的安全性；适口性也得到优化，可以明显改善养殖水体环境，降低环境污染的发生率，最终促进水产养殖、生产环境的整体改善。

新型微生物发酵饲料生产制备，需要合理筛选不同菌种为主的一系列物质，然后根据原材料特点和养殖的具体情况进行相应的发酵饲料生产。只有完成微生物对底物材料的发酵才可以投入到实际使用之中，因此微生物发酵饲料对技术能力的要求要比传统饲料更高一些。

2 微生物发酵饲料的生产与应用环节

2.1 菌种筛选在新型微生物发酵饲料生产和应用过程中，最核心就是用于发酵过程的微生物选择。功能优秀的微生物是保证饲料能够发酵成功和后续有效喂养的基础。目前已知的可用于发酵饲料的微生物种类大概有34种，其中使用最广泛的是乳酸菌、芽孢杆菌和酵母菌。

（1）乳酸菌属于革兰氏阳性菌，发酵过程的底物主要是碳水化合物，发酵过程会生成大量的乳酸，是目前在养殖与食品领域应用最为广泛的一种益生菌添加剂。因为乳酸菌无论是对人类的消化系统还是对动物肠胃系统都有着积极价值。乳酸菌通常可以调节肠道内的菌群平衡，帮助消化功能的恢复，进而改善肠道的健康状况，促进动物营养吸收和健康生长。而且乳酸菌在发酵过程中会产生大量的非特异性免疫酶，这些酶可以增强其动物机体的免疫能力，降低各类传染病发生的风险，特别是对各类消化系统疾病具有积极的预防作用。因为乳酸菌的代谢产物主要为乳酸，而乳酸可以下调肠道系统的pH值环境，这种酸性环境又恰好是消化酶发挥作用的最佳环境条件，由此饲料的利用率和吸收率都会得到提升。

（2）芽孢杆菌也属于革兰氏阳性菌，是一类能够生成芽孢的杆菌，也是水产养殖过程中诸多水生动物不可或缺的一类益生菌，属于目前研究最多的一类菌株。芽孢杆菌的各个种属比如枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌等均得到了较为细致的研究。而其中枯草芽孢杆菌的应用相对广泛，并且取得了很好的成果。枯草芽孢杆菌的主要生物特性体现在具备较强的耐氧化和耐高温的特性，对酸碱度不敏感，对外界的不良环境有较强的抵抗能力，在发酵过程中会产生蛋白酶和脂肪酶等一系列的消化酶。水产动物在摄取枯草芽孢杆菌之后可以进行饲料的发酵、消化和利用。而且在发酵和代谢的过程中，芽孢杆菌还可以生成各类氨基酸和维生素，提升饲料的营养价值。

（3）酵母菌是被人类最早应用的一类微生物，属于一种天然发酵剂。作为一种单细胞真菌，酵母菌具有生长繁殖速度极快，发酵周期较短的明显优势。目前已经被人类发现和使用的酵母有1000多种，其中很大一部分可以用于微生物发酵饲料，从而提高发酵饲料的营养价值。

2.2 蛋白源选择微生物发酵的关键因素有：碳源、氮源、水、无机盐以及生长因子。在微生物发酵饲料工业上碳源是我们所使用的饲料底物，水、无机盐在水产领域对微生物发酵制约性不强，生长因子虽然关键但也不会因为饲料发酵条件的变化受到显著影响。唯一可以调控的关键因子就是氮源，也即蛋白源。不同微生物对氮源的需求程度不同，因此在选定微生物后，挑选适合其高效表达代谢产物的氮源就显得尤为重要。常见的蛋白源有豆粕、棉籽粕等农业生产之中的副产品，这些副产品中氨基酸含量较高，而且蛋白质的占比较大，并且因其为农业副产品的特性使用成本极低，可作为饲料中蛋白质的主要来源。这些副产品通过微生物发酵之后，可提高饲料中短支链肽含量的占比以及动物肠道系统中胰蛋白酶的消化率。另外，利用菜籽粕作为微生物发酵饲料的底物可以降低抗药因子以及植物酸的水平，提升蛋白质和矿物质的含量。

这些微生物发酵饲料可以代替现阶段水产领域各种日粮中的鱼粉，不仅可以提升经济效益，而且还有极高的生物安全性。不同的蛋白源配合不同的微生物发酵后的产物存在一定的差异，可以不同比例的替代传统鱼粉的应用。

3 微生物发酵饲料的应用前景

3.1 应用情况微生物发酵饲料可以促进水产饲养动物的消化和吸收，从而起到促生长的作用。生产上以降低鱼粉为主的一系列动物蛋白应用之后，不仅饲养效果很好，而且具有优化水产动物自身消化能力和吸收能力的附加特性。这种新型替代饲料具有以下优势。（1）微生物发酵选取的都是益生菌，可以提升食用动物自身的消化、吸收能力，保证动物消化系统的菌落平衡和机体健康。比如，长期食用微生物发酵饲料的罗非鱼，其成活率明显提高。同时，微生物发酵饲料添加的比例需要一定的调整，这样既能优化养殖，又适当减少了鱼粉类饵料的添加。一般来说，对罗非鱼饲养时添加15%的微生物发酵饲料，效果较好。此外，对绒鳌蟹，加入微生物发酵的鱼粉、虾壳粉、豆粕后，其腺体与体重比值明显增加，成活率得到了显著提高。

（2）微生物发酵饲料还有提升免疫能力的作用。水产动物食用后可以促进机体免疫细胞代谢，提升自身抗体水平，强化自身的免疫能力。通过补充相应的益生菌之后，肠道系统内微生物菌落之间产生了密切的关联性，可以进一步促进水产动物消化系统生态平衡的建立和保持，有助于抵抗各类病原微生物。普通饲料在使用时往往容易导致浑水等现象，残余饲料相对较多。而微生物发酵饲料在水中的溶解速度相对较慢，这就使得饲料本身不容易出现流失，饲料的利用率得到了提高。而且在具体使用时，微生物还会产生大量的中间物质，可分解水中的有害物质，为水质的平衡和稳定带来积极作用。

3.2 前景展望虽然目前水产养殖产业正在向可持续发展和绿色发展的方向前进，但是不可否认的是微生物发酵技术及相关饲料的运用仍然面临着一定的困境，缺乏统一的标准和相应的生产制度。饲料产品的质量也面临着较多的影响因素，因此在未来的发展中还需要加大研究力度。只有完成更加深入和彻底的研究，成立相应的原则和标准，才可能促进微生物发酵饲料产业的可持续发展，避免出现活菌质量等问题。作为未来发展中必不可少的一个绿色发展方向，除了需要对其进行深入性的研究和细致性的分析外还要不断对其多样化的使用有更直观的认知。