我國(guó)微生物發(fā)酵飼料研究進(jìn)展

余寶 蘭小燕 何志軍 計(jì)永霞 韓立雙 陳國(guó)和 丁麗媛

摘要：近些年來(lái)，抗生素亂用導(dǎo)致的問(wèn)題受到人們和社會(huì)越來(lái)越多的關(guān)注，飼料資源日趨緊張，尋找可替代抗生素、蛋白質(zhì)飼料的需求越發(fā)重要。微生物發(fā)酵飼料目前是健康、無(wú)抗養(yǎng)殖需要的生態(tài)環(huán)保飼料，現(xiàn)主要論述微生物發(fā)酵飼料所需要的菌種種類、在動(dòng)物機(jī)體內(nèi)的作用機(jī)理及存在的問(wèn)題和未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，為加快微生物發(fā)酵飼料研究進(jìn)程提供參考。

關(guān)鍵詞：微生物;發(fā)酵;飼料

中圖分類號(hào)：S81?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B文章編號(hào)：2095-9737（2019）10-0006-03

隨著畜牧養(yǎng)殖業(yè)的快速發(fā)展，“人畜共糧”的矛盾日益凸顯，為了解決這個(gè)重要的問(wèn)題，世界各國(guó)不管是科技界還是工業(yè)界都在探尋新的飼料來(lái)源，其中，蛋白質(zhì)飼料尤其受到重視。自20世紀(jì)50年代開(kāi)始，動(dòng)物日糧中添加抗生素等物質(zhì)可有效促進(jìn)動(dòng)物的生產(chǎn)，對(duì)畜牧養(yǎng)殖業(yè)的快速發(fā)展做出了很大的貢獻(xiàn)。但是隨著時(shí)間的增長(zhǎng)，人們發(fā)現(xiàn)在飼料中添加抗生素帶來(lái)的危害也是非常顯著的，也受到了社會(huì)各界人士的廣泛關(guān)注。歐盟自2006年1月起全面禁止在畜禽飼料中添加抗生素，我國(guó)在飼料中允許添加的抗生素種類也在逐漸減少。飼料資源短缺的問(wèn)題長(zhǎng)期制約著我國(guó)畜牧業(yè)的發(fā)展，即發(fā)展安全、健康的養(yǎng)殖環(huán)境是當(dāng)務(wù)之急，其中微生物發(fā)酵飼料正在受到人們的關(guān)注和青睞[1]。

微生物發(fā)酵飼料是指在人為控制條件下，以微生物為飼料發(fā)酵的菌劑，將發(fā)酵飼料原料中抗?fàn)I養(yǎng)因子進(jìn)行分解或轉(zhuǎn)化，生成多種有機(jī)酸、維生素等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，在發(fā)酵過(guò)程中還可產(chǎn)生淡淡的香味，增加了動(dòng)物的適口性，還可以提高動(dòng)物的抵抗力。

1?微生物發(fā)酵飼料的種類

微生物發(fā)酵飼料根據(jù)含有水分的多少可以分為液體發(fā)酵飼料和固體發(fā)酵飼料。國(guó)外一般使用液體飼料較多，而國(guó)內(nèi)廣泛使用的還是固體發(fā)酵飼料。除此之外，還有單細(xì)胞蛋白和菌體蛋白飼料、氨基酸、酶制劑以及微生物等代謝產(chǎn)物;微生態(tài)制劑和益生素等類別。

1.1?固體發(fā)酵飼料

固體發(fā)酵又稱為固態(tài)發(fā)酵，是將粗飼料作為發(fā)酵原料，添加混合有益菌種進(jìn)行發(fā)酵的過(guò)程，發(fā)酵產(chǎn)物中營(yíng)養(yǎng)成分高、適口性好，還可對(duì)原料中有毒物質(zhì)進(jìn)行降解。發(fā)酵微生物菌種主要有霉菌、酵母菌及細(xì)菌的一些類群。

1.2?液體發(fā)酵飼料

液體發(fā)酵飼料中發(fā)酵原料的粒度要小的多，添加一定比例的水，增加了與菌種之間接觸的表面積，從而加快發(fā)酵的速度;液體發(fā)酵飼料混合均勻，避免動(dòng)物挑食，在預(yù)防仔豬腹瀉等方面有著重要的作用。但由于發(fā)酵調(diào)控、有效性、經(jīng)濟(jì)性等問(wèn)題，限制了其推廣應(yīng)用。

2?發(fā)酵飼料選用菌種種類

2009年美國(guó)聯(lián)邦食品藥品管理局和美國(guó)飼料控制官員協(xié)會(huì)允許46種微生物菌種可作為飼料添加劑使用。而我國(guó)農(nóng)業(yè)部發(fā)布的公告“飼料添加劑品種目錄”中包括：地衣芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌、兩歧雙歧桿菌、嗜酸乳桿菌、乳酸片球菌等15種可以直接飼喂動(dòng)物、允許使用的飼料級(jí)微生物飼料添加劑菌種。發(fā)酵飼料的生產(chǎn)菌種很多，主要有乳酸菌、酵母菌、芽孢桿菌和霉菌4大類[2]。

2.1?乳酸菌

乳酸菌是一類能利用可發(fā)酵碳水化合物產(chǎn)生大量乳酸的無(wú)芽孢革蘭氏陽(yáng)性菌，在自然界分布廣泛，乳酸菌大部分是人體及動(dòng)物體內(nèi)必不可少的菌群。按乳酸代謝途徑可大致分為：同型乳酸菌、專性異型乳酸菌、兼性乳酸菌和雙歧桿菌四類。而且乳酸菌可抑制腸道內(nèi)腐敗菌的生長(zhǎng)和腐敗產(chǎn)物的產(chǎn)生，可產(chǎn)生多種消化酶，制造營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，提高飼料消化率，保持動(dòng)物體內(nèi)的微生態(tài)平衡。

2.2?酵母菌

酵母菌是一類可將糖類分解為酒精和二氧化碳肉眼看不見(jiàn)的兼性厭氧單細(xì)胞真菌。飼料用酵母菌主要分為熱帶假絲酵母、產(chǎn)朊假絲酵母、釀酒酵母、紅酵母、畢赤酵母等。酵母可以將大分子物質(zhì)分解成細(xì)胞新陳代謝易利用的小分子物質(zhì)，屬于異養(yǎng)生物，酵母菌含有豐富的蛋白質(zhì)、維生素和氨基酸等物質(zhì)，有效促進(jìn)動(dòng)物的生長(zhǎng)發(fā)育，縮短飼養(yǎng)期，獨(dú)特的酵母香味還可以改善肉質(zhì)，增強(qiáng)幼畜禽的抗病能力。

2.3?芽孢桿菌

芽孢桿菌作為最理想的微生物添加劑，屬兼性厭氧菌，對(duì)外界有害因子抵抗力較強(qiáng)。芽孢桿菌在增殖的同時(shí)可釋放出高活性的分解酵素，還能產(chǎn)生多種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，如維生素、氨基酸、促生長(zhǎng)因子等促進(jìn)動(dòng)物機(jī)體的物質(zhì)代謝[3]，可抑制有害菌等有害微生物的生長(zhǎng)，減少抗?fàn)I養(yǎng)因子對(duì)動(dòng)物消化利用的影響。

2.4?霉菌

飼料中常用的霉菌有根霉、黑曲霉、米曲霉等。霉菌可分解纖維素和淀粉。

3?微生物發(fā)酵飼料的作用原理和特點(diǎn)

微生物發(fā)酵飼料選用的菌種均屬于有益菌，發(fā)酵后的飼料在畜禽腸道內(nèi)的作用機(jī)理一般都是綜合作用的結(jié)果，目前得出的普遍觀點(diǎn)有以下幾點(diǎn)。

3.1?改善腸道內(nèi)的微生態(tài)平衡

發(fā)酵飼料進(jìn)入動(dòng)物腸道后，飼料中的乳酸菌、酵母菌、芽孢桿菌等有益菌之間進(jìn)行協(xié)調(diào)作用，維持腸道的健康。動(dòng)物采食后，芽孢桿菌等需氧菌不斷消耗氧而形成厭氧環(huán)境，從而導(dǎo)致好氧菌死亡。

3.2?補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)成分，提高飼料利用率

微生物飼料經(jīng)混合菌種發(fā)酵后可產(chǎn)生多種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，包括多種不飽和脂肪酸、芳香酸等，發(fā)酵產(chǎn)物有特殊的香味可有效改善飼料的適口性;發(fā)酵過(guò)程中菌種可將大分子物質(zhì)降解為動(dòng)物易吸收的小分子物質(zhì)及多種促生長(zhǎng)因子，這些營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)被畜禽機(jī)體吸收利用，促進(jìn)動(dòng)物的生長(zhǎng)和增重，可最大限度的利用發(fā)酵飼料，提高飼料利用率。

3.3?提高畜禽機(jī)體免疫功能

微生物發(fā)酵飼料中的有益微生物可以作為一種非特異免疫調(diào)節(jié)因子，通過(guò)細(xì)菌本身或細(xì)胞壁成分刺激并激活宿主免疫細(xì)胞，促進(jìn)吞噬細(xì)胞活力或作為佐劑發(fā)揮作用[4]。乳酸桿菌、芽孢桿菌等在發(fā)酵過(guò)程中還可產(chǎn)生細(xì)菌素，抑制有害病原菌在動(dòng)物腸道內(nèi)的生長(zhǎng)繁殖。

3.4?降解飼料中的抗?fàn)I養(yǎng)因子

許多乳酸菌和鏈球菌可以產(chǎn)生細(xì)菌素，這些多肽物質(zhì)能抑制對(duì)革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌有抑制作用。微生物對(duì)飼料原料進(jìn)行生物加工，可以降解其中的棉酚、硫苷、脲酶等抗?fàn)I養(yǎng)因子。同時(shí)飼料中的一些抗原物質(zhì)被微生物分解利用，減輕了對(duì)動(dòng)物腸道的抗原性刺激。

3.5?防止有害物質(zhì)產(chǎn)生

微生物發(fā)酵飼料中不含任何抗生素，動(dòng)物飼喂有益菌可降低畜禽舍內(nèi)氨氣、硫化氫等有毒氣體的濃度，可有效減少糞便中氨氮物質(zhì)的含量，畜禽養(yǎng)殖舍內(nèi)的氨氣含量明顯降低，凈化畜禽環(huán)境。再者，直接飼用微生態(tài)制劑有益菌在腸道內(nèi)可形成致密性膜菌群，形成生物屏幕，防止對(duì)有害物質(zhì)和廢物的吸收。

4?微生物發(fā)酵飼料目前存在的問(wèn)題及未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)

4.1?微生物發(fā)酵飼料存在的問(wèn)題

微生物發(fā)酵飼料雖然有很多的優(yōu)點(diǎn)，但是在目前的發(fā)展過(guò)程中還存在一些問(wèn)題，勢(shì)必會(huì)經(jīng)歷一個(gè)逐步完善的過(guò)程。

4.1.1?設(shè)備落后，硬、軟件條件差

現(xiàn)在生產(chǎn)發(fā)酵飼料的多為小型飼料廠，因此較易缺乏專業(yè)人員和發(fā)酵設(shè)備，對(duì)于微生物知識(shí)和發(fā)酵工藝了解較少。生產(chǎn)條件、衛(wèi)生管理較差，這將導(dǎo)致飼料安全存在極大的隱患。

4.1.2?菌種來(lái)源復(fù)雜

由于現(xiàn)在發(fā)酵飼料都是一些小企業(yè)，經(jīng)濟(jì)實(shí)力較差，沒(méi)有足夠的資金從正規(guī)的單位購(gòu)買菌種，專業(yè)技術(shù)人員的專業(yè)知識(shí)片面，沒(méi)有專業(yè)的人員進(jìn)行技術(shù)指導(dǎo)，發(fā)酵飼料的質(zhì)量問(wèn)題有待解決。

4.1.3?生料發(fā)酵

按照嚴(yán)格的生物發(fā)酵法發(fā)酵原料必須經(jīng)過(guò)消毒，而所謂的“生料”是指沒(méi)有進(jìn)行消毒的原料。小型的發(fā)酵飼料廠認(rèn)為一般霉變的原料，在經(jīng)過(guò)微生物發(fā)酵后就能脫毒，就可以提高飼料的利用率、改善飼料的適口性，說(shuō)明生產(chǎn)廠家對(duì)“發(fā)酵”的基礎(chǔ)專業(yè)知識(shí)了解太少。

4.1.4?營(yíng)養(yǎng)水平低

一些飼料廠的濃縮飼料中幾乎都是發(fā)酵飼料，與豆粕、魚(yú)粉等濃縮飼料相比其中的營(yíng)養(yǎng)不平衡，導(dǎo)致發(fā)酵飼料的飼料報(bào)酬較低。

4.1.5?產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題

由于生物發(fā)酵飼料在發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生多種代謝物質(zhì)，其具體對(duì)動(dòng)物的作用機(jī)理并不是很清楚，且其中的有效成分缺乏研究，對(duì)微生物發(fā)酵飼料的產(chǎn)品品質(zhì)很難有統(tǒng)一的鑒定標(biāo)準(zhǔn)，因此，建立完善的行業(yè)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)和檢測(cè)方法十分有必要。

4.1.6?微生物發(fā)酵飼料效果不穩(wěn)定

微生物菌種在培養(yǎng)、保存、分裝、發(fā)酵及機(jī)械、制粒過(guò)程中其數(shù)量和活性均受到影響，難以獲得穩(wěn)定、一致的效果，因此根據(jù)不同動(dòng)物種類、不同生產(chǎn)水平等因素選擇一種既經(jīng)濟(jì)又有效的微生物發(fā)酵飼料十分有必要。

4.2?微生物發(fā)酵飼料的發(fā)展趨勢(shì)

我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，畜牧養(yǎng)殖業(yè)所占比重較大，目前發(fā)展的微生物發(fā)酵飼料也是飼料產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的一次偉大的革新，為了保障養(yǎng)殖業(yè)和飼料行業(yè)的有序發(fā)展，國(guó)家也出臺(tái)了一系列的政策和對(duì)未來(lái)行業(yè)發(fā)展的總體目標(biāo)。逐漸要實(shí)現(xiàn)安全、高效、協(xié)調(diào)發(fā)展，確保飼料的質(zhì)量和安全問(wèn)題;生物技術(shù)與發(fā)酵飼料在保障畜產(chǎn)品安全及飼料產(chǎn)業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展的過(guò)程中有著重要的作用;同時(shí)也是我國(guó)未來(lái)飼料行業(yè)發(fā)展的長(zhǎng)期目標(biāo)。

微生物發(fā)酵飼料的發(fā)酵原料可以利用目前人們不注重的農(nóng)林廢棄物，把大量的廉價(jià)基質(zhì)轉(zhuǎn)化為有價(jià)值的產(chǎn)品，降低飼料成本和養(yǎng)殖成本，有益菌群的添加可有效改善畜禽腸道微生態(tài)平衡，改善畜產(chǎn)品的質(zhì)量和安全問(wèn)題，同時(shí)還可以降低畜禽糞便對(duì)環(huán)境的污染，易于推廣。

雖然目前的微生物發(fā)酵飼料在質(zhì)量上還存在一定的問(wèn)題，但是隨著各界人士的深入研究，將會(huì)有更加專業(yè)的研究解決辦法和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)微生物發(fā)酵飼料的生產(chǎn)更加規(guī)范，發(fā)酵飼料作為蛋白質(zhì)的替代品，在未來(lái)的飼料行業(yè)中必將受到更多的重視。

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