浅析微生物发酵饲料对猪肠道健康的影响

文│李燕中（集宁师范学院化学与化工学院）

王玥 张振奇 邱涛 王璐（集宁师范学院生命科学与技术学院）

由于集约化、规模化养殖的蓬勃发展，饲料中抗生素残留问题日益凸显。近年来，研究人员不断寻找抗生素替代品，微生物发酵饲料凭借众多优势成为研究热点。常用的发酵材料有麸皮、玉米、豆粕、玉米蛋白等，通过微生物发酵可将饲料中的大分子物质分解成小分子物质，使饲料中的一些抗营养因子发生分解与转变，产生适口性好的饲料。益生菌定植于小肠黏膜上，利用争夺氧气、位点，营造厌氧环境及产生代谢产物的方法抑制致病菌的生长，激活肠道黏膜免疫功能，提高动物免疫力。生猪产业是我国支柱性产业之一，经发酵的饲料不仅生猪肠道更易消化吸收，而且可以改善生猪肠道的微生态平衡状态，减少肠道疾病的发生，对推动我国生猪产业转型升级具有重要意义。

从十九世纪中叶起将抗生素添加到饲料中来刺激宿主动物的发育。但由于集约化、规模化养殖的蓬勃发展，抗生素的过度使用导致药物残留问题日渐严重。近年来，研究人员不断寻找抗生素替代品，微生物发酵饲料凭借众多优势成为研究热点。大量研究发现，具有活性的微生物饲料添加剂使宿主动物抵抗病原菌侵害能力显著提高，减少肠道疾病的发生，积极推动了饲料行业的绿色发展。

微生物是指一类形态小且构造简单的生物体，普遍存在在自然界中，且种类多样，如我们熟知的真菌、细菌、病毒等。它们在自然界具“多重身份”，在人类生活诸多领域发挥至关重要的作用。微生物发酵饲料是指使用国家允许的发酵原材料和菌种，利用科学的发酵技术手段制造出来的简单饲料和混合饲料。各种菌种的新陈代谢活动可以分解或转化发酵原料中的大分子化合物和抗营养因子，形成利于禽畜肠道消化吸收的有机饲料。常用的发酵材料有麸皮、玉米、豆粕、辣椒粕、棕榈粕、玉米蛋白，它们都可以利用饲料发酵技术发酵成发酵饲料运用于禽畜养殖。生物发酵饲料分为液态生物发酵饲料和固态生物发酵饲料。液态生物发酵饲料技术应用于国外，国内普遍采用固态发酵饲料技术。固态发酵饲料技术是在没有水的条件下，微生物在固体培养基上进行发酵，能提高副产品的营养价值。固态生物发酵饲料使用的益生菌种通常分为四大类：芽孢杆菌、乳酸菌、酵母菌和霉菌。

猪产业是我国的支柱产业之一，绿色发展养猪可以为国民健康提供保障。对此，国家在2020年实施禽畜饲料中全面禁止使用抗生素的措施，对养殖业绿色发展提出了更高要求。其中生猪肠道健康是需要尽快解决的问题。人们能在人为限制下，通过营养控制的手段来改善饲料成分，进而提高生猪消化道菌群的微生态平衡，从而增强生猪肠胃的消化吸收能力，降低肠胃疾病的发生率，对我国生猪产业的绿色发展具有重要意义。

一、微生物发酵饲料的功能

饲料与菌种混合发酵后，可以使饲料内部成分发生变化。在菌种作用下，饲料中的大分子物质转化为结构简单的小分子物质，同时可以消除或降低抗营养因子，变成一种富含大量益生菌及保护动物健康生长的饲料。同时，微生物发酵过程中产生的酶类、B族维生素和多种营养因子不仅利于动物的消化吸收，而且明显提高了饲料适口性。如枯草杆菌发酵时产生的胞外酶可降解饲料中的酸性洗涤纤维。我国大部分饲料原料均存在进口问题，豆粕作为优质的蛋白质饲料资源，合理发酵会产生巨大的生产效益。豆粕是许多禽畜动物补充蛋白质的饲料之一，其中的营养物质可促进动物生长发育；但存在蛋白酶抑制因子、单宁、凝集素、植酸、寡糖等抗营养因子，抑制了饲料作用的发挥。研究发现，用芽孢杆菌（Bacillussiamensis）发酵豆粕后，其中的营养物质和蛋白质物质含量明显上升，各抑制因子与有害物质显著降低，发酵后的饲料营养组成更加合理。

二、微生物发酵饲料对猪肠道免疫功能的影响

微生物发酵饲料不但能提高饲料利用率，还能直接作用在动物消化道中，从而增强动物抵抗力。肠道作为消化器官，作用是消化吸收不同的营养成分，其肠道黏膜系统则是由与肠道有关淋巴组织形成的结构复杂的网络系统，是肠道阻碍病原菌侵害动物体的第一道防线。发酵饲料中的益生菌可与肠道黏膜直接发生作用，刺激巨噬细胞产生lgA、lgM，抑制感染，提高肠黏膜的免疫功能。张秀林研究发现，把玉米、豆粕与5种菌搅拌发酵，用发酵饲料饲养断奶仔猪一段时间后，发现断奶仔猪消化系统结肠的免疫球蛋白水平显著提高，从而增强了仔猪肠道黏膜免疫系统的功能。可见饲料中的有益菌能提高猪肠道黏膜的免疫功能，维护猪的肠道健康。

三、微生物发酵饲料对猪肠道微生态平衡的影响

发酵饲料的益生菌分真菌与细菌两类。微生物发酵饲料可改善猪肠道微生态平衡，主要机理是将益生菌定植于小肠黏膜的一定部位，利用争夺氧气、位点、营造厌氧环境及代谢产物的方法对致病菌的生长增殖发挥抑制作用，从而增强肠道免疫功能。

猪肠道中的微生物菌群与宿主动物肠道健康有密切关系。通过饮食可以对猪肠道菌群产生影响。Kiarie等研究发现，断奶仔猪食用经酵母菌发酵的饲料，其肠道中肠杆菌的数量减少，回肠中细菌种类增多。益生菌产生的有机酸对仔猪肠道中大肠杆菌与沙门氏菌繁殖有抑制作用；发酵产生的抗菌素能抑制细菌繁殖。可见，经微生物发酵的饲料可调节猪肠道微生态平衡，进而对猪肠道传染病有所预防。

四、试验方法与结果

试验选取60头杜洛克、长白、大白育肥猪，体重在28～30千克，随机分为3组，其中试验组饲喂微生物活菌发酵饲料，对照组饲喂全价颗粒猪饲料。饲喂试验共进行20周。本次研究选用微生物活菌发酵饲料，生产工艺为先需氧发酵、后厌氧发酵，在制备过程中采取如下方法：取酵母菌冻干粉、芽孢杆菌冻干粉、乳酸杆菌冻干粉、猪用复合酶、红糖、水，按照0.3∶0.3∶0.4∶1∶20∶280的比例混合，得到多菌种混合液；取血粉、玉米、豆粕，按照1∶19∶52的比例混合，得到混合料，将多菌种混合液与混合料按质量比3.1∶10混合，处于25～38℃环境下发酵4～5天。取猪用复合酶、植酸酶、果寡糖、育肥猪用多矿、蛋氨酸、氯化胆碱、赖氨酸、食盐、育肥猪用多维、饲料级磷酸氢钙、饲料级碳酸钙石灰粉，按照数1∶1∶1∶2∶2∶3∶12∶18∶20∶24∶36的比例混合，得到饲料添加剂。

生猪转移到圈舍前3天进行清洗和消毒，然后整体饲喂，每天定时提供4次相同的饲料，让生猪自由采食并提供清洁水，同时每天对圈舍打扫2次，定时观察生猪状态，饲喂试验结束后选择5头体重相近、未出现消化道疾病的育肥猪，取出完整肠道使用乙醇（75%）清洗，取2厘米等长的猪肠道共7段，其中包括1段盲肠、2段十二指肠、4段小肠，然后截取各段猪肠道1厘米，利用无菌手术刀抛开内容物，放在100毫升的生理盐水中均匀搅拌，之后分离培养肠道相关菌群。

分析微生物活菌发酵饲料对芽孢菌在育肥猪肠道各区段分布的影响发现，3种饲料饲喂的育肥猪肠道内芽孢菌活性菌落总数分布趋势如下：十二指肠内数量最少，进入小肠后数量逐渐增多，小肠3段到盲肠处数量开始下降，但盲肠处活性菌落总数仍高于十二指肠，因此，芽孢菌的最佳定殖区段为小肠3段。

综上所述，微生物发酵饲料可以改变饲料成分与营养特性。有益菌不仅可以改变饲料适口性和营养成分，还可与肠道黏膜直接作用，刺激宿主免疫细胞分泌免疫球蛋白，激活免疫系统，增强动物免疫力。随着规模化养殖的发展，微生物发酵饲料作为一种新型绿色饲料，对我国生猪产业队伍进一步扩大具有重要的现实意义。