生物发酵饲料在猪养殖中的应用

■ 陈自鑫 吴 华 王文胜 刘嘉逸

（青海大学农牧学院，青海西宁 810016）

近年来，人们的生活质量不断提高，对畜产品的需求也在逐渐增加。抗生素的滥用引发的畜禽食品安全问题是我国畜牧业健康发展面临的巨大挑战。我国于2020 年7 月1 日起，全面禁止在养殖业中使用饲用抗生素[1]。为此，研发新型绿色安全、无抗的饲料已成必然趋势。很多研究发现，发酵饲料在促进畜禽养殖健康、生产性能等方面发挥着重要作用。生物发酵饲料在有益菌发酵作用下，会产生多种消化酶、有机酸、小肽、维生素等，以提高饲料中的营养价值[2]。经过微生物发酵后，饲料中的抗营养因子含量降低，家畜对饲料的营养利用率提高，平衡肠道微生物生态系统，促进内源性消化酶的分泌，提高家禽的生长性能，改善畜舍环境。因而，生物发酵饲料在畜牧养殖业备受青睐[3-4]。文章综述了生物发酵饲料的特性和制备工艺及其在猪生长性能、胃肠道微生态、免疫系统等方面的动物试验研究进展，为进一步建立较为完善的生物发酵饲料生产和评价体系提供参考。

1 生物发酵饲料生产

1.1 常用菌种

发酵饲料是利用微生物发酵工艺将饲料原料（主要包括秸秆、粕类、玉米、槽渣等很多下脚料）发酵得到的饲料[5-6]。饲料原料经过发酵分解成多糖类、蛋白质和脂肪等一些大分子物质，菌株产生有机酸和肽等小分子物质，发酵后具有特殊的香味，形成了营养均衡、适口性好的生物饲料[7]。

菌种是制备发酵饲料的最重要影响因素之一。农业农村部第2045 号文件《饲料添加剂品种目录（2013）》的微生物细目中提到枯草芽孢杆菌、干酪乳杆菌、地衣芽孢杆菌、植物乳杆菌、解淀粉芽孢杆菌、德氏乳酸杆菌乳酸亚种（原名乳酸乳杆菌）、副干酪乳杆菌、产丙酸丙酸杆菌、布氏乳杆菌、白地霉、黑曲霉、米曲霉、绿色木霉、产朊假丝酵母、酿酒酵母等33 个菌种[8]。生物发酵饲料是将上述微生物用于饲料的发酵生产中，得到营养丰富、安全可靠、环保的发酵饲料[9]。

饲料发酵过程中使用较多的益生菌主要是酵母菌、乳酸菌、芽孢杆菌和霉菌4 类。酵母菌能降解大豆中抗营养因子。裴斐等[10]利用乳酸菌LB-1 与酵母菌协同发酵麸皮36 h 后发现，麸皮的抗氧化性能提高，自由基清除率提升。酵母菌能利用饲料中的营养成分合成B 族维生素、谷胱甘肽（GSH）等，这些物质可以抑制有害菌的生长[11]。芽孢杆菌可以形成局部厌氧环境，有利于厌氧菌的繁殖和生长，对其他致病菌生长具有间接抑制效果[12]。霉菌能分泌不同酶类，如蛋白酶、淀粉酶、植酸酶、果胶酶和纤维素酶等，这些酶类能够促使饲料原料中大分子化合物降解成小分子化合物[13]。

1.2 发酵工艺

根据产出饲料最终的形态，发酵饲料生产工艺可分为液态发酵和固态发酵[14]。液态发酵料生产方式多种多样，可以将发酵谷实类液态料处理后与饲料混合，也可利用食品生产的边角料替代饲料中的部分营养成分进行发酵，也可将全价液态饲料用益生菌发酵[15]。液体发酵饲料使用的菌株与家畜肠道菌群结构相似，采用液态发酵工艺可以有效提高饲料利用率，进而提高畜禽生产性能。但液态发酵速率过快会导致发酵产物较单一[16]。固态发酵是在人工控制条件下（含水量一般控制在70%以下），利用天然或人工添加的微生物对饲料基质进行发酵，改变饲料原料的营养组成比例，进而提高动物对饲料的消化率或延长饲料微生物活性保质期，达到增加贮存时间的目的[17-18]。固态发酵相较于常规的液态发酵有许多优点，主要有所需设备和厂房要求低、易于操作、消耗能源少、产酶率较高、安全性高[19-20]。但存在发酵工艺难以掌控、过程参数难以标准化及发酵产品品质不稳定等缺点[21]。因此，利用不同工艺和微生物发酵的饲料，在动物生产中的适用范围、生产成本有差别，同一底物用不同的发酵剂发酵时，最终产物不同，在生产实践中需结合动物需求选择合适的发酵工艺[22]。

2 生物发酵饲料对饲料消化率的影响

通过多种有益微生物的发酵，饲料原料中的大部分高分子物质和抗营养因子会被分解或转化成小分子的蛋白质、肽和氨基酸[23]。发酵过程中会生成多种消化酶、维生素、抗菌物质、免疫增强因子以及其他菌体蛋白[24]。刘倩等[25]利用枯草芽孢杆菌与植物乳杆菌混合菌种发酵复方中药，饲料的含糖量显著提高。殷雨洋等[26]利用植物乳杆菌、枯草芽孢杆菌和酿酒酵母的复合发酵技术显著提高了豆渣的乳酸含量。王倩倩[27]研究表明，生物发酵饲料可以提高猪对粗脂肪和粗蛋白的消化率，并且生物发酵饲料中的有益菌可以补充动物肠道内的活性乳酸菌和酸性物质，促进机体内的酸碱平衡。刘洋等[28]发现，随着全株发酵杂交构树比例的提高，育肥猪对中性洗涤纤维与酸性洗涤纤维表观消化率均逐渐升高。这些作用效果主要在于发酵过程中微生物能够降解抗营养因子和饲料中大分子物质，并提供益生菌及其代谢产物，增强猪对营养物质的吸收能力。

3 生物发酵饲料对猪生产性能的影响

生物发酵饲料可显著提高育肥猪的增重效果以及降低料重比，能使母猪的繁殖性能提高，增加产仔数及仔猪初生重。周红妹[29]将全价配合饲料发酵后用作育肥猪的饲料，可以显著提高猪的平均日增重，同时还可以降低育肥成本、提高机体抗氧化能力、减轻机体细胞损伤的程度、增强机体的免疫力。李冰等[30]在育肥猪日粮中添加15%发酵桑叶，显著提高了育肥猪的末重，显著降低了料重比。Liu 等[31]使用混合发酵饲料发现，哺乳母猪的营养物质消化率和平均日增重显著增加。郑爱荣等[32]研究发现，母猪饲喂发酵豆粕替代饲料中的普通豆粕，可提高母猪平均日采食量和仔猪断奶窝重。彭红艳等[33]用复合益生菌发酵饲料饲喂断奶仔猪，仔猪生长发育明显提高，仔猪的腹泻发生率及死亡率有效降低。益生菌在发酵过程产生多种有益细菌和特定酶类，可有效改善肠道微生态环境，有助于抑制有害菌群的生长和繁殖并减少毒素的生成和腹泻等消化系统疾病的发生[34]。钟翔[35]研究表明，饲喂发酵饲料可以增加仔猪平均日增重，降低仔猪腹泻率，改善仔猪的健康状况。

4 生物发酵饲料对猪肉品质的影响

猪的产品品质主要表现在肉类，新鲜动物肌肉的正常pH 在5.4～7.2[36]。发酵饲料可提升商品猪肉质品质，包括增强肉色鲜艳程度、提高肌肉嫩度、调整猪肉的脂肪酸组成，有助于调控猪肉中的脂肪含量[37]。饲喂发酵饲料能够提高猪肉中的风味氨基酸和挥发性风味物质等含量（如谷氨酸、天冬氨酸、醇、醛和酮等），从而提高猪肉的风味和口感[38]。有研究发现，补充发酵桑叶可以增加猪肉的总氨基酸和必需氨基酸增加，长链不饱和脂肪酸含量仅略有增加，背膘厚度减少，提高了脂质含量，减缓了肉的酸败[39]。猪的饲料中添加经过发酵的中草药（如石榴、银杏和甘草），可以提高瘦肉率，还能够增加背最长肌中的ω-3脂肪酸含量，增加猪肉的保存期限[40]。饲粮中添加发酵茶渣可降低猪肉剪切力和滴水损失[41]。朱坤等[42]对育肥猪饲喂发酵饲料，可以显著地影响育肥猪血清中代谢产物的组成，增加其背最长肌肉的肉色评分，增强其保水能力，改善肉品质。

5 生物发酵饲料对猪健康的影响

添加发酵浓缩料可显著提高血浆中免疫球蛋白M（IgM）含量和免疫球蛋白A（IgA）的含量，这表明，发酵浓缩料可以通过增加血浆中免疫球蛋白的含量，增强生长育肥猪的机体免疫力，提高免疫球蛋白含量[43]。有研究发现，饲粮中补充抗氧化肽有助于提高育肥猪机体抗氧化能力和肉品质[44]。饲粮中添加0.5%益生菌（酵母菌和芽孢杆菌）有助于提高商品猪体内超氧化物歧化酶（SOD）和谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）酶活性，同时减少脂质过氧化物丙二醛（MDA）的生成[45]。丁鹏等[46]研究发现，饲粮添加发酵桑粉能显著提高宁乡花猪血清总抗氧化能力（TAOC），肝脏中SOD、GSH-Px 活性。曾李等[47]研究发现，给猪饲喂发酵饲料可增加猪结肠黏膜中魏氏菌属和柔嫩梭菌属的相对丰度。发酵饲料还能显著提高猪结肠内容物中挥发性脂肪酸的含量[48]。Li 等[49]研究表明，添加发酵中草药能改变断奶仔猪肠道微生物区系，增加有益菌（如乳酸杆菌）的相对丰度，抑制革兰阴性致病菌（如变形杆菌）。唐曼玉等[50]研究发现，摄入益生菌有助于调节肠道内细菌和真菌的生长，促进益生菌与宿主的共生关系。这些益生菌能够牢固地定植并繁殖在宿主的胃肠道表面，从而维护肠道微生物平衡。

6 生物发酵饲料对猪舍环境的影响

使用生物发酵饲料有助于改善养殖环境，其所含丰富的有益菌和代谢产物可促进动物健康，提高生产效益。饲喂发酵饲料能够增强动物对营养物质的消化吸收，减少其粪便臭味[51]。此外，生物饲料还可以调节肠道菌群，抑制肠道有害微生物的生长，降低有害微生物的污染。刘志云等[52]发现，饲喂发酵全价饲料能够改善猪肠道菌群结构，使粪便中吲哚、粪臭素、挥发性脂肪酸含量显著下降。猪圈中氨气主要来源是猪的粪便，氨气浓度过高可能导致猪患肺炎，甲烷和二氧化碳能降低猪舍中的氧气含量，氧气浓度过低会导致猪呼吸困难[53]。饲料中加入益生菌，可有效降低猪舍中氨气和二氧化碳的浓度[54]。日粮中添加发酵豆粕不仅提高了保育仔猪的生长性能，而且通过微生物固氮作用，进而改变尿素的排放途径，使其从血液经由粪便排放，降低了猪舍中NH3、PM10 和PM2.5的浓度[55]。

生物发酵饲料具有营养平衡、原料来源广泛。价格低廉等优点，有广阔的应用前景。但目前生物发酵饲料在畜牧生产过程中仍存在诸多问题，如发酵菌种的选择、生产中的杂菌污染、菌种发酵机理和作用方式不明确、发酵饲料质量的评价标准不统一以及发酵饲料的存储和饲喂等。将发酵饲料作为抗生素饲料的替代品，不仅能够满足人们对绿色健康畜产品的迫切需求，也符合现代养殖无公害处理资源利用的要求。因此，如何促进生物发酵饲料在畜牧业中的生产与应用，建立完善的发酵饲料综合安全评价体系，针对畜禽不同需求开发安全有效的生物发酵饲料，实现生物发酵饲料资源的合理利用，还需要我们进一步加深研究。