發(fā)酵技術(shù)在飼料行業(yè)中的應(yīng)用

■祝玉洪 馬立周

（山東和實(shí)集團(tuán)有限公司，山東青島 231000）

全球經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展促使生活水平得到很大的提高，人們對(duì)肉類和奶等產(chǎn)品的需求不斷增長(zhǎng)，從而帶動(dòng)了畜牧養(yǎng)殖業(yè)的快速發(fā)展。然而人口增多和耕地減少限制了我國(guó)的糧食產(chǎn)量，導(dǎo)致人畜矛盾日益突出，蛋白飼料和能量原料都面臨著供應(yīng)緊張的局面，飼料資源的匱乏已經(jīng)限制了畜牧業(yè)的發(fā)展，從而使人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的消費(fèi)需求無法得到滿足。隨著發(fā)酵技術(shù)的不斷發(fā)展，微生物發(fā)酵技術(shù)生產(chǎn)蛋白質(zhì)飼料和氨基酸、維生素、酶制劑和微生物制劑等飼料添加劑，以及在開發(fā)新型飼料資源中得到廣泛應(yīng)用，使發(fā)酵技術(shù)在飼料行業(yè)中得到越來越多的關(guān)注和重視[1]。提高糧食轉(zhuǎn)化率和飼料利用率，研究新型飼料添加劑和飼料原料資源，發(fā)展建立高效新型飼料工業(yè)成為發(fā)展畜牧業(yè)的重大課題[2]。

發(fā)酵技術(shù)是指采用工程技術(shù)手段，利用微生物的代謝活動(dòng)，通過菌體細(xì)胞或酶的某些功能，將原料轉(zhuǎn)化成所需要的生物產(chǎn)品，或直接用微生物參與調(diào)控生產(chǎn)過程的一種技術(shù)，現(xiàn)代發(fā)酵技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入能夠根據(jù)生產(chǎn)需求人為改造微生物的遺傳特性來生產(chǎn)產(chǎn)品的階段。發(fā)酵類型很多，它和發(fā)酵形態(tài)、微生物特性和生產(chǎn)需求有關(guān)，根據(jù)發(fā)酵形式可分為固體發(fā)酵和液體發(fā)酵；根據(jù)微生物對(duì)氧的需求可分為厭氧發(fā)酵和通風(fēng)發(fā)酵；按發(fā)酵流程可分為分批發(fā)酵、連續(xù)發(fā)酵。發(fā)酵控制一般與所用的菌種、發(fā)酵溫度、發(fā)酵時(shí)間等參數(shù)有關(guān)，目前微生物發(fā)酵飼料原料常用的菌種主要包括細(xì)菌、放線菌、酵母菌和霉菌。

我國(guó)的農(nóng)副產(chǎn)品和食品工業(yè)副產(chǎn)品等非常規(guī)飼料資源豐富，然而這些原料具有營(yíng)養(yǎng)價(jià)值偏低、營(yíng)養(yǎng)成分比例不平衡、含有多種抗?fàn)I養(yǎng)因子或有毒物質(zhì)、適口性差等缺點(diǎn)，不經(jīng)過處理不能直接使用或利用率低，從而限制了其在飼料中的使用。目前對(duì)原料處理的方法包括物理方法、化學(xué)方法和生物方法，但從穩(wěn)定性、安全性和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的角度考慮，采用物理法和化學(xué)法改善我國(guó)非常規(guī)飼料資源都具有很大的缺陷，而微生物發(fā)酵技術(shù)已經(jīng)成為解決飼料資源短缺的有效途徑[3-4]。

固體發(fā)酵技術(shù)和液體發(fā)酵技術(shù)在飼料行業(yè)中都得到了廣泛的應(yīng)用，發(fā)酵過程中微生物對(duì)飼料原料的處理以及產(chǎn)生的多種中間代謝產(chǎn)物不僅能夠提高飼料中淀粉、蛋白質(zhì)、纖維素等營(yíng)養(yǎng)成分的消化利用率，改善飼料適口性，提高飼料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，調(diào)節(jié)動(dòng)物腸道的微生態(tài)平衡，減少了抗生素等藥物的添加，提高了畜禽產(chǎn)品的食品安全性；而且能夠降解非常規(guī)原料中的抗?fàn)I養(yǎng)因子和有害成分，改善了畜禽的機(jī)體健康，擴(kuò)大飼料原料的使用范圍[5]。

1 發(fā)酵技術(shù)的功能性應(yīng)用

1.1 改善原料適口性

發(fā)酵技術(shù)可以改變植物性、動(dòng)物性飼料的物理性狀，微生物在生長(zhǎng)、繁殖過程中，分泌一定量的胞外酶，產(chǎn)生維生素、醇、酯、酸等類物質(zhì)，從而使原料的品質(zhì)、適口性、風(fēng)味得以很大改進(jìn)，顯著提高在日糧中的使用比例。發(fā)酵后飼料具有天然的發(fā)酵香味，產(chǎn)生良好的誘食效果，刺激動(dòng)物的食欲，促進(jìn)消化液的分泌，提高消化酶的活性，促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)成分的消化吸收。

1.2 降解抗?fàn)I養(yǎng)因子和有毒成分

植物性原料一般都含有蛋白酶抑制因子、植物凝集素、單寧、非淀粉多糖、飼料抗原蛋白、脹氣因子、植酸等多種抗?fàn)I養(yǎng)因子和有毒成分，影響動(dòng)物的消化吸收，并對(duì)動(dòng)物機(jī)體產(chǎn)生毒害作用，微生物發(fā)酵技術(shù)可以降解這些物質(zhì)，消除其對(duì)動(dòng)物的不利影響。菜籽餅、棉餅可通過微生物的發(fā)酵作用進(jìn)行脫毒，對(duì)原料中毒素進(jìn)行降解或轉(zhuǎn)化，微生物菌體既可以將這些毒素作為營(yíng)養(yǎng)成分進(jìn)行吸收和利用，又可以分泌胞外酶作用于這些毒素，還可以產(chǎn)生次級(jí)代謝產(chǎn)物與毒素結(jié)合而解毒[6]。研究表明，微生物代謝產(chǎn)物甘露聚糖可以有效地降解黃曲霉毒素B1等，曲霉屬、串珠霉屬等菌株能有效地降低發(fā)酵棉籽粕中游離棉酚的含量。

1.3 提高動(dòng)物的消化利用率

飼料原料經(jīng)過微生物的發(fā)酵處理，營(yíng)養(yǎng)成分發(fā)生了一系列的生化反應(yīng)，飼料中的淀粉、纖維素、蛋白質(zhì)等復(fù)雜的大分子有機(jī)物在一定程度上降解為動(dòng)物容易消化吸收的單糖、雙糖、低聚糖和氨基酸等小分子物質(zhì)，縮短了飼料在動(dòng)物消化道內(nèi)的轉(zhuǎn)化鏈，從而提高了飼料的消化吸收率，起到了對(duì)飼料深度加工的作用。同時(shí)，在飼料發(fā)酵過程中還產(chǎn)生和積累了大量的微生物細(xì)胞及有機(jī)酸、醇醛酯、維生素、抗生素、激素、微量元素、特殊糖類等豐富的有益代謝產(chǎn)物，提高了飼料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。

餅粕類和動(dòng)物性飼料是蛋白質(zhì)含量較高的飼料原料，但蛋白質(zhì)品質(zhì)較差，不能在動(dòng)物體內(nèi)得到較好的利用。這些原料經(jīng)過微生物發(fā)酵技術(shù)處理之后，飼料中可溶性蛋白含量可提高25%左右，原料中的蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)化為活性肽、寡肽等優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)的含量和品質(zhì)都得到很大的改善，有利于畜禽的消化吸收。有些原料中的木質(zhì)素、纖維素等難以利用碳水化合物，通過細(xì)菌、絲狀真菌等微生物的發(fā)酵處理，轉(zhuǎn)化為可吸收利用的碳水化合物，提高飼料的利用率和適口性。同時(shí)，碳水化合物和脂類化合物等營(yíng)養(yǎng)和能量物質(zhì)，使菌體生長(zhǎng)繁殖，從而將非蛋白質(zhì)成分轉(zhuǎn)化為菌體蛋白質(zhì)。

1.4 調(diào)節(jié)動(dòng)物的微生態(tài)平衡

健康畜禽腸道內(nèi)生長(zhǎng)著多種微生物群落，各種群落之間相互依存、相互作用，維持動(dòng)物腸道微生態(tài)系統(tǒng)的平衡，競(jìng)爭(zhēng)性抑制有害菌在腸黏膜的附著和繁殖。對(duì)于微生物群落形成遲緩或有缺陷的畜禽動(dòng)物來說，飼喂發(fā)酵后的飼料尤其重要，其有益作用更加明顯。乳酸菌代謝產(chǎn)生的有機(jī)酸能夠改善消化系統(tǒng)的內(nèi)環(huán)境，降低腸道pH值，抑制埃希氏大腸桿菌和沙門氏桿菌等其他致病菌附著到腸道上繁殖，為有益菌的繁殖提供了條件，減少腸道疾病的發(fā)生[7-8]。乳酸菌除了產(chǎn)生有機(jī)酸還能產(chǎn)生其他有益成分，乳酸鏈球素可以產(chǎn)生抑制革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌的細(xì)菌素，嗜酸乳桿菌和保加利亞乳桿菌可以產(chǎn)生抑制革蘭氏陰性病原菌生長(zhǎng)的過氧化氫，乳酸桿菌可以產(chǎn)生阻止細(xì)菌毒素的黏附和侵害的胞外糖苷酶。另外，腸道內(nèi)的高酸度和有益微生物可以有效消除吲哚、酚、硫化氫等有害產(chǎn)物在腸內(nèi)的積累，從而減少動(dòng)物應(yīng)激和亢奮[9]。

1.5 提高機(jī)體免疫力

發(fā)酵飼料中的有益微生物影響機(jī)體免疫系統(tǒng)的應(yīng)答能力，是一種免疫調(diào)節(jié)因子，影響能力因菌體而不同，它可以非特異性地通過菌體本身或某些成分將宿主免疫細(xì)胞激活，增強(qiáng)吞噬細(xì)胞的免疫活力；還可以特異性地增強(qiáng)機(jī)體內(nèi)B細(xì)胞產(chǎn)生抗體的能力。將微生物直接飼喂畜禽，可以提高體液免疫和細(xì)胞免疫的應(yīng)答效率，增強(qiáng)機(jī)體抗體水平和免疫力，抵御和殺滅侵入機(jī)體內(nèi)的有害微生物，降低疾病的發(fā)生率。

2 固體發(fā)酵技術(shù)

固體發(fā)酵技術(shù)在飼料行業(yè)中的應(yīng)用主要是對(duì)飼料原料的處理，包括動(dòng)物性原料和植物性原料兩大類，動(dòng)物性原料包括皮革加工、肉食和水產(chǎn)品生產(chǎn)等工業(yè)下腳料，以及禽畜排泄物等；植物性原料主要是農(nóng)作物秸稈、林業(yè)副產(chǎn)物、糟渣和廢液等工業(yè)廢料以及豆粕、棉粕、花生粕等植物餅粕類。這些原料來源廣泛、價(jià)格便宜，而且淀粉或蛋白質(zhì)含量較高。

2.1 秸稈原料

我國(guó)秸稈資源豐富，加工利用率很低。秸稈的主要營(yíng)養(yǎng)成分是粗纖維，特別是木質(zhì)素含量較高，但卻難以被動(dòng)物直接利用。利用具有一定特性的微生物可以分解農(nóng)作物秸稈細(xì)胞壁，將木質(zhì)素、纖維素和半纖維素釋放并加以利用，菌體的生長(zhǎng)繁殖轉(zhuǎn)化為秸稈的蛋白含量，進(jìn)而提高改善秸稈的營(yíng)養(yǎng)組成和動(dòng)物對(duì)秸稈的利用率[10]。青貯飼料是最常見的一種秸稈飼料，是利用原料上乳酸菌等微生物的生命活動(dòng)，通過發(fā)酵作用將糖類等碳水化合物轉(zhuǎn)化成乳酸等有機(jī)酸，提高青貯飼料的酸度，從而抑制有害微生物的生長(zhǎng)，延長(zhǎng)保存時(shí)間[11]。

2.2 糟渣原料

酒糟、醬油糟、醋糟、豆腐渣、玉米淀粉糖糟、果渣、糖蜜都是常見的糟渣，種類繁多，價(jià)格低廉，可作為很好的飼料原料。多數(shù)糟渣粗蛋白含量都在20%以上，部分含量在10%以上，果渣殘?zhí)呛吭?%左右，而且還含有多種微量元素和維生素。雖然經(jīng)過加工工藝使糟渣的物理性狀和酸堿性質(zhì)發(fā)生了很大變化，但抗?fàn)I養(yǎng)因子和毒性物質(zhì)卻不能被簡(jiǎn)單的加工工藝去除。糟渣類原料通過微生物發(fā)酵處理，可使其中的營(yíng)養(yǎng)成分含量得到很大改變，特別是提高粗蛋白含量，增加了適口性，一些高蛋白飼料添加劑可以用糟渣類原料直接生產(chǎn)[12]。

2.3 餅粕原料

大豆、棉籽、花生等油料作物經(jīng)過壓榨之后得到的副產(chǎn)物就是餅粕，餅粕蛋白質(zhì)含量很高，而且殘留一部分植物油，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值很高，從而作為蛋白質(zhì)飼料原料得到最普遍的使用。大豆餅粕、棉籽餅粕、花生餅粕是最常用的餅粕原料，芝麻餅、菜籽餅粕及某些野生作物的餅類也是很好的蛋白原料。但這類飼料中含有胰蛋白酶抑制劑、凝集素、單寧、植酸、脹氣因子等多種抗?fàn)I養(yǎng)因子，因此必須進(jìn)行脫毒處理才能作為飼料使用。通過微生物發(fā)酵技術(shù)，可將豆粕中的大豆寡糖、大豆球蛋白、胰蛋白酶抑制劑、植酸、NSP等多種抗原因子降解，從而降低或消除它們對(duì)動(dòng)物的毒害作用。采用植物乳桿菌固態(tài)發(fā)酵豆粕，抗?fàn)I養(yǎng)因子得到有效降解，結(jié)果顯示胰蛋白酶抑制劑由40.42 mg/g降至18.01 mg/g，脲酶酶活由0.373 U/g降至0.166 U/g。Hirabayashi等使用宇佐美曲霉發(fā)酵豆粕，植酸經(jīng)過微生物發(fā)酵后完全降解[13]。棉籽粕的微生物脫毒也是近年來研究的一種新技術(shù)，主要是瘤胃液微生物發(fā)酵法和活干菌脫毒法，是利用微生物在發(fā)酵過程中將棉酚毒素轉(zhuǎn)化成無毒物質(zhì)而達(dá)到脫毒目的，同時(shí)增加了棉籽粕的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值[14]。菜籽粕中的硫葡萄糖苷、植酸、單寧等有害成分也可以通過發(fā)酵脫毒，利用自然界篩選的菌種固體發(fā)酵24 h，脫毒率可達(dá)90%以上[15]。目前，豆粕、棉籽粕、菜籽粕和花生粕在飼料工業(yè)中已得到很好的利用。

2.4 動(dòng)物屠宰副產(chǎn)物

動(dòng)物屠宰副產(chǎn)物主要是屠宰場(chǎng)、水產(chǎn)品加工的下腳料，包括血粉、肉骨粉、豬毛水解粉、羽毛粉、魚粉、蠶蛹等蛋白質(zhì)原料以及骨粉和蛋殼等動(dòng)物礦物質(zhì)資源。我國(guó)每年有200多萬噸的動(dòng)物下腳料資源，具有巨大的開發(fā)潛力。

我國(guó)每年可生產(chǎn)96萬噸羽毛粉，其中禽類羽毛產(chǎn)量占5%～7%。羽毛蛋白質(zhì)含量85%以上，但分子結(jié)構(gòu)中肽鏈間二硫鍵形成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)使其不能被禽畜動(dòng)物消化系統(tǒng)分解利用，必須通過特殊的加工工藝將二硫鍵斷裂，然后才能作為蛋白飼料原料使用。高溫高壓水解法、酶解法和微生物發(fā)酵法是羽毛加工普遍采用的方法，每種方法都具有一定的特點(diǎn)，經(jīng)常兩種方法結(jié)合使用。酶解羽毛粉加工溫度低，產(chǎn)品中8種必需氨基酸含量都比水解羽毛粉高，胃蛋白酶消化率可達(dá)到85%以上，改善氨基酸的平衡性，顯著提高了羽毛的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。生物發(fā)酵法對(duì)于提高羽毛粉的胃蛋白酶消化率、氨基酸平衡性及改善適口性也有很好的作用，分解羽毛粉角質(zhì)蛋白的微生物在自然界普遍存在。從自然界篩選出的地衣芽孢桿菌BL-1能夠以羽毛作為碳源和氮源，發(fā)酵3 d后可使胃蛋白酶消化率提高到90%；將地衣芽孢桿菌BL-1和EM混合發(fā)酵，形成一種復(fù)合型蛋白原料，其中包括動(dòng)物蛋白、植物蛋白和菌體蛋白，蛋白質(zhì)含量達(dá)到70%，胃蛋白酶的消化率達(dá)到90%[16]。

血粉是一種非常規(guī)動(dòng)物性蛋白質(zhì)飼料原料，蛋白質(zhì)含量高于魚粉和肉粉，血粉中含有豐富的氨基酸，其中賴氨酸的含量居所有天然飼料之首，達(dá)7%～8%，約為魚粉的179%；亮氨酸和纈氨酸含量分別為魚粉的265%和279%。血粉含有豐富的免疫球蛋白和錳、磷、鐵、鈣、鋅和硒等多種礦物質(zhì)，以及可幫助消化的多種酶類及維生素。血粉與麩皮等原料混合后通過米曲霉等微生物發(fā)酵，成品具有甜香味或酒香味，蛋白質(zhì)含量在55%左右，其中賴氨酸含量在3.5%以上，同時(shí)產(chǎn)生了大量的菌體蛋白和蛋白酶，解決了傳統(tǒng)工藝中氨基酸不平衡和適口性差的問題，大大提高了動(dòng)物對(duì)血粉的消化吸收利用率[17]。

豬、牛、雞等畜禽屠宰后的毛、骨、內(nèi)臟等廢棄物，以及魚雜碎和死畜禽等動(dòng)物性蛋白原料經(jīng)過除臭處理之后，與麥麩、米糠、草粉等植物原料按照一定的比例混合，然后接種特定的酵母，采用好氣性微生物進(jìn)行發(fā)酵處理。發(fā)酵產(chǎn)物不僅能夠作為飼料直接飼喂動(dòng)物，還可以代替配合飼料中的部分精料使用。

水產(chǎn)品加工廢棄物絞碎后，加入一定量的酸，再加入微生物發(fā)酵后，通過魚體自身酶產(chǎn)生自溶作用，使其液化成漿狀制品，其營(yíng)養(yǎng)豐富，可與魚粉媲美，而且它的蛋白質(zhì)多以氨基酸和多肽形式存在，更有利于動(dòng)物消化吸收，加上賴氨酸、蛋氨酸的含量高于魚粉，因此比魚粉的飼喂效果更好，而且環(huán)境污染少，耗能低，工藝簡(jiǎn)單投資少。

3 液體發(fā)酵技術(shù)

荷蘭最早將液體發(fā)酵技術(shù)應(yīng)用到飼料行業(yè)中，后來被丹麥、法國(guó)、瑞典、西班牙等國(guó)家相繼使用。隨著生物工程和飼料工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，液體發(fā)酵技術(shù)正朝著人工控制發(fā)酵過程的方向發(fā)展，其在飼料上的應(yīng)用范圍和作用效果不斷擴(kuò)大，發(fā)酵積累微生物菌體、氨基酸、酶制劑以及抗生素、維生素等有用的中間代謝產(chǎn)物或特殊代謝產(chǎn)物，更符合動(dòng)物的消化生理特點(diǎn)，放大微生物發(fā)酵的作用效果，提高營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化利用率，改善動(dòng)物生長(zhǎng)性能。

3.1 發(fā)酵菌體蛋白飼料

細(xì)菌、酵母菌、霉菌等微生物在發(fā)酵過程中利用各種基質(zhì)大量繁殖，發(fā)酵后的菌體蛋白也是一種很好的飼料原料。菌體蛋白(HBP)又稱單細(xì)胞蛋白或微生物蛋白，不僅含有40%～80%蛋白質(zhì)，還含有碳水化合物、脂肪、核酸、維生素以及多種氨基酸，特別是含量較高的賴氨酸、蛋氨酸和色氨酸，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值比植物蛋白原料更高。這類飼料原料主要是酵母菌，以酵母菌為生產(chǎn)菌種，采用現(xiàn)代純種發(fā)酵技術(shù)，然后經(jīng)過濾、干燥、粉碎等工藝而獲得產(chǎn)品；有些工藝是把啤酒的下腳料酵母直接處理得到混合產(chǎn)物。

3.2 酶制劑

酶制劑主要用于提高飼料加工效率，改善營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和提高產(chǎn)品質(zhì)量，一般是提取具有催化活性的酶，再將其與輔料結(jié)合。如果從動(dòng)植物中直接提取酶，價(jià)格成本較高，飼用酶制劑都是發(fā)酵提取加工而成。市場(chǎng)上銷售的飼用酶制劑近20種，包括單一酶制劑和復(fù)合酶制劑，其中常用的酶制劑有淀粉酶、蛋白酶、纖維素酶、果膠酶、植酸酶和半乳糖苷酶[18]。酶制劑不僅能夠降解飼料原料中的抗?fàn)I養(yǎng)因子，而且可提高動(dòng)物增重速度和表觀消化能，飼料利用率得到很大提高，從而減少了糞便排泄量。國(guó)外很多將耐酸性脂肪酶等酶制劑加入到青貯飼料中來提高秸稈營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，收到很大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。由特異微生物發(fā)酵生產(chǎn)的飼用外源酶制劑β-葡聚糖酶、戊聚糖酶和植酸酶等，添加于以大麥、小麥、黑麥、燕麥和次粉為主的畜禽飼糧中，能分解這類植物中葡聚糖和木聚糖等非淀粉多糖，促進(jìn)細(xì)胞壁崩解，使細(xì)胞壁包裹的各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)充分釋放出來，在消化道中得到充分吸收，從而提高飼糧的利用率[19]。

3.3 微生態(tài)制劑

微生態(tài)制劑是指在微生態(tài)理論指導(dǎo)下，運(yùn)用微生態(tài)學(xué)原理，利用對(duì)宿主有益且正?；钗⑸锘虼偕L(zhǎng)物質(zhì)，經(jīng)特殊工藝制成的產(chǎn)品。微生態(tài)制劑具有無毒無害，無副作用、不含耐藥性、使用無殘留等諸多優(yōu)點(diǎn)，而且使用效果顯著、成本較低。微生態(tài)制劑的作用主要是維持腸道內(nèi)的微生態(tài)平衡，調(diào)整腸道菌群平衡，生物拮抗，增強(qiáng)非特異性免疫功能，促進(jìn)消化吸收，提高飼料轉(zhuǎn)化率。生產(chǎn)上使用的微生態(tài)制劑包括單一型制劑和復(fù)合菌制劑兩種，復(fù)合型在促進(jìn)畜禽生長(zhǎng)和提高飼料利用率方面的效果要比單一型制劑好。目前乳酸菌、芽孢桿菌、酵母菌、糞鏈球菌和雙歧桿菌等都用于制備微生態(tài)制劑，但國(guó)內(nèi)外的研究方向有些差異，國(guó)外的研究多是乳酸桿菌屬、枯草桿菌和鏈球菌類，國(guó)內(nèi)以芽孢桿菌、乳酸桿菌為主。聶志武認(rèn)為，乳酸菌類微生態(tài)制劑能夠在體內(nèi)形成優(yōu)勢(shì)菌群，與腸道正常菌群一起形成屏障結(jié)構(gòu)，通過競(jìng)爭(zhēng)性抑制侵染菌在胃腸道黏膜上的定植和繁殖，同時(shí)產(chǎn)生乳酸、乙酸、丙酸等代謝產(chǎn)物使動(dòng)物體腸道內(nèi)的pH值下降，抑制有害菌的生長(zhǎng)；有些菌制劑產(chǎn)生抗生素、過氧化氫可殺死病原菌或作為免疫復(fù)活物。研究表明，將0.14%的復(fù)合微生態(tài)制劑添加到肉雞日糧中可增重7.6%，成活率可提高10%，料肉比提高6.1%，日糧能量代謝率提高4.63%和蛋白沉積率提高9.39%。國(guó)外研究報(bào)道，在蛋雞飼料中添加一定量的活乳酸片球菌，不僅能夠使生產(chǎn)性能和蛋重得到提高，而且蛋的品質(zhì)和蛋殼硬度也得到很大的改善[20]。

3.4 微量元素

飼料添加劑是飼料的重要組成部分，其中的氨基酸、維生素等多種物質(zhì)都可以由發(fā)酵法制備。飼料中添加氨基酸可節(jié)約蛋白質(zhì)，提高飼料利用率和動(dòng)物生產(chǎn)性能，改善畜禽肉質(zhì)，提高消化機(jī)能，防止消化系統(tǒng)疾病的發(fā)生，減少動(dòng)物應(yīng)激。人工生產(chǎn)氨基酸始于蛋白質(zhì)酸水解，化學(xué)合成途徑的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用使得氨基酸的大規(guī)模生產(chǎn)成為可能，但純化率和產(chǎn)出率較低，使得這些方法難以被大范圍推廣。生物技術(shù)的發(fā)展使得氨基酸發(fā)酵作為一種新型發(fā)酵工程而迅速發(fā)展起來，隨著載體、受體系統(tǒng)的構(gòu)建及體外基因重組技術(shù)的日益完善，氨基酸生物工程菌的構(gòu)建得到長(zhǎng)足的發(fā)展?，F(xiàn)代分子生物學(xué)的導(dǎo)入，令氨基酸發(fā)酵微生物的改造與應(yīng)用有了更強(qiáng)的目的性和系統(tǒng)性；現(xiàn)代工程技術(shù)與生產(chǎn)工藝的發(fā)展，使超大規(guī)模發(fā)酵及與其對(duì)應(yīng)的高效純化技術(shù)得以應(yīng)用，氨基酸發(fā)酵過程和產(chǎn)出更加穩(wěn)定、高效。

3.5 藥物

獸藥作為預(yù)防、治療、診斷動(dòng)物疾病或者有目的地調(diào)節(jié)動(dòng)物生理機(jī)能的物質(zhì)，是畜牧養(yǎng)殖業(yè)中不可缺少的一部分，包括血清制品、疫苗、微生態(tài)制品、抗生素等很多種類。獸藥成分來源很多，包括生物堿、單寧酸等植物成分，以及來自于動(dòng)物體液、分泌物的氨基酸、激素等，但動(dòng)植物提取成本很高，提取量較少，無法滿足現(xiàn)代迅猛發(fā)展的畜牧業(yè)的需求。目前獸藥中的抗生素類藥物成分以及其他各種生物活性物質(zhì)大多數(shù)都是微生物發(fā)酵后精制而成，采用發(fā)酵法生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)量大，成本投入低，附加值高。

4 展望

隨著當(dāng)前飼料行業(yè)的迅速發(fā)展和飼料原料短缺問題的不斷加劇，開發(fā)新型原料和追求飼料的高利用率已經(jīng)成為飼料行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)，因此生物技術(shù)，特別是發(fā)酵技術(shù)將會(huì)得到巨大的發(fā)展。

微生物種類眾多，發(fā)酵原料來源廣泛，通過微生物固體發(fā)酵能把大量的加工副產(chǎn)物轉(zhuǎn)化為有用產(chǎn)品，可以減少環(huán)境污染，得到價(jià)格低廉的產(chǎn)品。隨著人們對(duì)固體發(fā)酵技術(shù)的逐漸認(rèn)識(shí)和應(yīng)用，固體發(fā)酵的應(yīng)用也由原來設(shè)備簡(jiǎn)陋、發(fā)酵條件差的狀況逐漸向大規(guī)模、自動(dòng)化程度較高的發(fā)酵設(shè)備方向轉(zhuǎn)變，秸稈、餅粕和糟渣等多種副產(chǎn)物已經(jīng)成功地加工利用，有效地減緩了飼料原料的緊張局勢(shì)，降低了飼料的生產(chǎn)成本，伴隨著新型原料的不斷開發(fā)利用，將來會(huì)有更多質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的原料應(yīng)用到飼料行業(yè)中。

在發(fā)酵菌體蛋白飼料、酶制劑、微量元素和微生態(tài)制劑方面的研究與開發(fā)，也逐步成為我國(guó)高新技術(shù)研發(fā)的重點(diǎn)。隨著動(dòng)物微生態(tài)學(xué)、動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)和預(yù)防醫(yī)學(xué)密切結(jié)合，轉(zhuǎn)基因等新技術(shù)的運(yùn)用，基礎(chǔ)理論研究更加深入，不斷發(fā)掘和改良纖維素酶、蛋白酶等酶類和氨基酸、維生素等元素的產(chǎn)生菌，以及各種有利于動(dòng)物機(jī)體健康的有益菌，再加上新原料的開發(fā)和生產(chǎn)工藝的改進(jìn)，液體發(fā)酵技術(shù)在飼料中的應(yīng)用得到了越來越多的關(guān)注和重視。

我國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，畜牧養(yǎng)殖業(yè)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中比重很大，畜產(chǎn)品安全日益突出。作為衡量國(guó)家飼料工業(yè)高科技發(fā)展程度的標(biāo)志，飼料生物技術(shù)的發(fā)展，特別是微生物發(fā)酵技術(shù)的進(jìn)步尤為重要。經(jīng)過發(fā)酵處理后的飼料原料具有改善飼料消化特性，提高動(dòng)物生長(zhǎng)性能，綠色安全等諸多優(yōu)點(diǎn)，隨著發(fā)酵設(shè)備的不斷改進(jìn)和生產(chǎn)工藝的不斷完善，發(fā)酵技術(shù)將會(huì)在畜牧養(yǎng)殖業(yè)中得到更加科學(xué)化、普遍化的應(yīng)用，在飼料行業(yè)中占據(jù)重要的地位。利用發(fā)酵技術(shù)開發(fā)新型飼料，提高飼料品質(zhì)，提升飼料工業(yè)的技術(shù)水平，是未來高科技飼料工業(yè)的發(fā)展方向，具有巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。