王 曼，敖 翔，張立泰，周 婷，李元鳳，，何 健

（1.四川鐵騎力士集團馮光德實驗室，四川 綿陽 621006；2.西南科技大學生命科學與工程學院，綿陽 621010）

1 發(fā)酵飼料的概況

發(fā)酵飼料是以微生物發(fā)酵為核心，將飼料原料中的抗營養(yǎng)因子和大分子物質進行轉化和分解，產生適口性好、富含大量活性益生菌及其代謝產物的飼料原料[1]。經過發(fā)酵處理后的飼料含有豐富的有機酸、消化吸收酶、維生素、游離氨基酸、活性小肽、促生長因子等物質，不僅能提高動物對飼料的吸收與利用，降低生產成本，所含有的有益菌還能調節(jié)腸道菌群，促進腸道健康，減少畜禽疾病的發(fā)生[2]。

1.1 發(fā)酵飼料的生產工藝

發(fā)酵飼料根據(jù)含水量的差異分為液體發(fā)酵飼料和固體發(fā)酵飼料。液體發(fā)酵飼料在國外應用廣泛，通常采用的是全價飼料發(fā)酵或發(fā)酵飼料中的谷物原料部分再與維生素和礦物質等營養(yǎng)素混合進行飼喂，發(fā)酵過程中一般是以天然存在的乳酸菌、酵母菌進行發(fā)酵，采用“back-slopping”方式進行發(fā)酵，只需幾小時便可完成發(fā)酵，效率高且質量穩(wěn)定，具有適用于工業(yè)化生產和易于控制等優(yōu)勢[3-5]。國外液體發(fā)酵飼料方式由于投資過高并不適用于國內飼料發(fā)酵，國內由于人工成本低，一般采用的是固體發(fā)酵飼料技術，只需要在飼料原料中額外添加乳酸菌、酵母菌和枯草芽孢桿菌等菌株后進行混合再將飼料裝入發(fā)酵桶或發(fā)酵袋中進行發(fā)酵，但存在發(fā)酵產品質量不穩(wěn)定、發(fā)酵工藝難以控制和過程參數(shù)難以實現(xiàn)準確化等缺點[6]。

1.2 我國發(fā)酵飼料的發(fā)展現(xiàn)狀

我國發(fā)酵飼料的發(fā)展同我國的國情和資源短缺緊密相關。近年來，我國畜牧養(yǎng)殖總量不斷上升，每年產生約38億噸畜禽糞便，有效處理率卻不足50%，且我國在2014年1月1日起開始實施《畜禽規(guī)模養(yǎng)殖污染防治條例》，畜禽污染受到高度重視。大量研究表明，將微生物發(fā)酵技術運用到養(yǎng)殖業(yè)上，如微生物發(fā)酵飼料、微生物除臭消毒和微生物糞便處理等等，可以有效處理畜禽糞便污染[7-9]。同時，我國于2016年開始了抗生素禁用歷程，2017年4月30日之后禁止硫酸黏桿菌素添加到飼糧中作為生長促進劑；2019年5月1日起，停止經營、使用喹乙醇、氨苯胂酸、洛克沙胂等3種獸藥的原料藥及各種制劑。我國飼料行業(yè)已經開啟禁抗時代，而飼料禁抗給畜牧行業(yè)帶來了沉重的負擔，飼料禁止使用抗生素不僅面臨著生產成本會大幅度的提高，而且養(yǎng)殖過程中治療用的抗生素也會大量增加，也就是說在禁抗時代前期，抗生素在畜牧行業(yè)的使用總量有可能并不會減少。為了更快適應無抗時代的來臨，學術界和企業(yè)將飼料研發(fā)重心轉向了抗生素替代品。有大量研究發(fā)現(xiàn)，飼糧中添加發(fā)酵飼料替代抗生素的使用不僅可以顯著提高動物的生長性能，還可以減少疾病的發(fā)生[10-12]。加之，我國目前依然存在著人畜爭糧情況，優(yōu)質蛋白質資源如豆粕和魚粉對外依存度依舊很高，大部分飼料原料仍然依靠進口，其原料價格受到市場波動影響較大。微生物發(fā)酵飼料不僅可以對飼料原料進行深度加工，提高飼料本身的營養(yǎng)價值，還有助于開發(fā)地源性飼料和利用農作物副產物，減少飼料成本，提高生產效益[13-15]。蘇家宜等（2016）研究發(fā)現(xiàn)，在飼糧中添加發(fā)酵的中藥渣與對照組相比可以顯著提高斷奶仔豬的生長性能和養(yǎng)分消化率[16]。高俊峰（2013）發(fā)現(xiàn)在黑山羊的飼糧中添加20%發(fā)酵木薯渣，能夠顯著提高黑山羊的生長性能和養(yǎng)分消化率[17]。胡永娜等（2012）發(fā)現(xiàn)用固態(tài)發(fā)酵后的菜籽粕等氮替代基礎飼糧中25%的豆粕，能夠顯著提高肉仔雞的生長性能、免疫功能和消化酶活性[18]。因此，發(fā)酵非常規(guī)原料對于緩解我國飼料原料緊缺和環(huán)境污染有著重要意義。

2 發(fā)酵飼料的作用與意義

2.1 提高動物生長性能，保障動物健康

飼料原料經過有益菌發(fā)酵后會產生多種不飽和脂肪酸和芳香酸，且適口性較好，能夠促進動物的采食，提高養(yǎng)分消化率，減少料重比。金樁等（2010）研究發(fā)現(xiàn)在飼糧中添加50%的乳酸菌發(fā)酵飼料與對照組相比能夠極顯著提高生長豬的平均日采食量[19]。Chen等（2009）發(fā)現(xiàn)用枯草芽孢桿菌和釀酒酵母菌結合發(fā)酵的飼糧可以顯著提高肉雞日采食量、日增重和總能利用率[20]，發(fā)酵飼料中含有的雙歧桿菌、芽孢桿菌和乳酸菌等有益菌進入消化道后會產生大量的有機酸，調節(jié)腸道pH，抑制病原微生物生長繁殖，調節(jié)腸道免疫功能，減少腹瀉的產生，促進腸道健康。張錚等（2018）研究發(fā)現(xiàn)在飼糧中添加20%乳酸菌發(fā)酵飼料可以顯著提高仔豬糞便中的乳酸菌數(shù)量和降低大腸桿菌的數(shù)量[21]。Canibe等（2003）試驗發(fā)現(xiàn)，發(fā)酵菌液組與對照組相比能顯著增加動物的采食量，同時降低胃液的pH和大腸桿菌的數(shù)量[22]。夏素銀等（2010）研究發(fā)現(xiàn)用發(fā)酵蛋白飼料替代豆粕30%能顯著降低直腸內大腸桿菌數(shù)量和腹瀉率[23]。余淼等（2013）研究發(fā)現(xiàn)發(fā)酵飼料組與對照組相比，肉牛血清中血清總蛋白、白蛋白、免疫球蛋白濃度顯著提高，谷草轉氨酶、谷丙轉氨酶及丙二醛濃度顯著下降，總抗氧化能力和超氧化物歧化酶的活性極顯著增強[24]。

2.2 開發(fā)地域性資源，減少飼料成本

飼料資源短缺且價格波動較大，是制約我國畜牧業(yè)發(fā)展的重要瓶頸之一，菜籽粕、啤酒糟和棉粕蛋白質含量高，但適口性較差和抗營養(yǎng)因子過高，在配方上無法使用或使用量較少。傳統(tǒng)的飼料加工模式處理非常規(guī)飼料原料投入成本過高且無法達到預期效果，從而導致這些非常規(guī)飼料原料資源的附加值較低，造成資源浪費嚴重。我國可飼料化利用的生物質廢棄物資源總量達到23億噸，其中各類雜粕、糟渣和其他低廉的非常規(guī)飼料原料，經過發(fā)酵處理可以部分替代玉米、豆粕和魚粉等常規(guī)飼料，減少飼料成本，并且還可以額外給動物體補充有益菌、有機酸和各種酶。張金龍等（2017）研究發(fā)現(xiàn)在基礎飼糧中添加2%發(fā)酵桑葉粉可以顯著提高肉雞的日增重和日采食，改善腸道形態(tài)結構，促進腸道健康[25]。殷海成等（2015）研究發(fā)現(xiàn)在飼糧中添加苜蓿草粉或發(fā)酵苜蓿草粉與對照組相比可以顯著提高鵝的生長性能，提高血清抗氧化酶和消化酶活性，且飼糧中添加發(fā)酵苜蓿草粉比未發(fā)酵苜蓿草粉效果更佳[26]。仲偉光等（2019）研究發(fā)現(xiàn)用膨化玉米秸稈發(fā)酵飼喂肉羊，可以顯著提高肉羊的干物質采食量，凈增重比對照組提高14.16%，血液中的總蛋白顯著增高，尿素氮顯著降低[27]。

2.3 開發(fā)生態(tài)特色畜產品

近年來，隨著人們生活消費水平的提高，原生態(tài)、無添加的綠色安全食品越來越受到消費者的歡迎。人們對食品的需求不再單單只是為了生存，而是要求更為營養(yǎng)和健康的保健食品。動物食品的安全性，依賴于健康的養(yǎng)殖，首先需要保證的是飼料的安全，發(fā)酵飼料的作用來源于微生物的生長及其產生的次級代謝產物，需保證飼料中未添加抗生素，符合綠色養(yǎng)殖這一定義。朱坤等（2018）研究發(fā)現(xiàn)用20%發(fā)酵料等量替代基礎飼糧可以改變機體代謝，增加肥育豬背最長肌肉色評分及嫩度，改善肉品質[28]。Cao等（2012）研究發(fā)現(xiàn)在飼糧中添加發(fā)酵銀杏葉可以改善肉雞抗氧化能力，從而提高血清中α-生育酚的含量和雞肉品質[29]。Engberg等（2009）發(fā)現(xiàn)給蛋雞飼喂發(fā)酵飼料可以提高雞蛋的重量、蛋殼質量，提升雞蛋品質[30]。因此，發(fā)酵飼料對于開發(fā)特色畜產品有重要的意義。

2.4 有益于環(huán)境保護

發(fā)酵飼料簡單來講是微生物將飼料進行預消化處理，微生物可以將飼料中不能被動物吸收的大分子和有毒物質進行消化分解，提高營養(yǎng)物質的轉化率。動物吸收的越多，排出來的就越少，對環(huán)境的污染也就越小。孫汝江等（2012）在基礎飼糧中添加10%微生物發(fā)酵飼料飼養(yǎng)海蘭褐蛋雞發(fā)現(xiàn)，試驗組的氮排泄率顯著下降[31]。廖云瓊等（2016）研究發(fā)現(xiàn)，在基礎飼糧中加入20%的EM發(fā)酵液，試驗組的全氮和速效氮含量均顯著低于對照組，且試驗組有害氣體H2S、NH3和CO2質量濃度也顯著低于對照組[32]。Yi等（2017）研究發(fā)現(xiàn)在仔豬飼糧中添加發(fā)酵豆粕可以減少糞便中氨氣的排放，但添加濕發(fā)酵豆粕效果相比干發(fā)酵豆粕效果更佳[33]。Cheng等（2017）也研究發(fā)現(xiàn)在仔豬飼糧中添加8%的發(fā)酵豆粕可以促進微生物固氮且尿素排放途徑由血液到尿轉變成血液到糞，從而顯著降低豬圈中氨氣、PM2.5和PM10的濃度[34]。Li等（2011）發(fā)現(xiàn)在生長豬飼糧中加入發(fā)酵土豆渣可以顯著提高飼料轉化率從而顯著降低糞便氨濃度[35]。在飼料中加入一定量的發(fā)酵飼料不僅可以促進營養(yǎng)物質的消化吸收，還可以促進無機氮轉化為有機氮，從而降低畜禽氨氣的排放，有益于環(huán)境保護和畜禽健康。

3 發(fā)酵飼料面臨的問題

發(fā)酵飼料現(xiàn)已經在國外許多國家普遍使用，目前，荷蘭有60%以上規(guī)?；i場在使用發(fā)酵料，丹麥有30%以上的母豬使用發(fā)酵料，法國約有15%的豬場使用發(fā)酵料[36]。在我國，發(fā)酵飼料已經成為飼料企業(yè)新利潤的來源，對發(fā)酵飼料的研發(fā)和運用力度也在逐漸加大。然而，發(fā)酵飼料產業(yè)在迅猛發(fā)展的同時，在實際生產運用中所暴露的問題也逐漸被人們所重視。

3.1 沒有嚴格的發(fā)酵飼料監(jiān)測體系

國內的發(fā)酵飼料生產，缺乏專業(yè)的發(fā)酵設備或者是設備投入經費過少，發(fā)酵中飼料的數(shù)據(jù)監(jiān)控不足，生產出來的發(fā)酵飼料品質參差不齊，甚至原本品質較好的飼料在經過發(fā)酵后受到霉菌污染，無法在生產中使用，造成資源的嚴重浪費。有些發(fā)酵飼料的生產采用的是純手工進行發(fā)酵，發(fā)酵人員未經過培訓，發(fā)酵后的飼料產品甚至無法辨別其品質差異，直接在生產中使用，造成動物疾病的產生，影響畜禽生長健康。

3.2 發(fā)酵飼料評價標準不一致

21世紀初，生物發(fā)酵飼料、生物蛋白和發(fā)酵豆粕的興起，不少發(fā)酵飼料企業(yè)一味地炒作自身的發(fā)酵飼料，但是由于其發(fā)酵批次不一致，發(fā)酵品質也參差不齊，發(fā)酵飼料中所含的菌數(shù)量甚至隨著發(fā)酵時間的不同也有不同。目前，現(xiàn)有的發(fā)酵飼料營養(yǎng)價值主要是通過測定粗蛋白質、氨基酸、小肽、鈣、磷等含量進行評價，很少有企業(yè)去測定發(fā)酵飼料中不同菌種和菌種蛋白的含量。發(fā)酵飼料含有活菌，營養(yǎng)成分容易受到發(fā)酵時間、溫度和pH的影響。發(fā)酵飼料相比于傳統(tǒng)飼料的特殊性，用傳統(tǒng)飼料的評價標準是無法區(qū)分發(fā)酵飼料的優(yōu)劣性的。為了加快發(fā)酵飼料在市場上的推廣與應用，需統(tǒng)一發(fā)酵飼料的評價標準。

3.3 發(fā)酵菌種安全檢測

在發(fā)酵飼料迅猛發(fā)展的今天，我們更應該對“發(fā)酵”存在敬畏之心。人類對于微生物的認識還遠遠不足，對微生物發(fā)酵機制了解甚少。發(fā)酵飼料生產中添加的微生物制劑，是否會產生有毒代謝產物，是否會影響動物的腸道菌群，是否會影響動物健康，這些問題我們在使用前必須先進行確認。為了確保發(fā)酵飼料可持續(xù)健康發(fā)展，我們評價一種發(fā)酵劑的功效前，更應該先對其安全性進行檢查，建立完整的菌種安全檢測方法。對于生產中使用的菌種要先進行動物試驗安全性評估，再大面積投入使用。

3.4 發(fā)酵飼料儲存

發(fā)酵飼料水分含量高，儲存過程中很容易因為密封不佳導致發(fā)酵不良產生霉變。發(fā)酵飼料放置時間越長，微生物所消耗的能量越多，飼料的營養(yǎng)價值也在不斷下降?，F(xiàn)如今，我國發(fā)酵飼料發(fā)酵方式主要是固體發(fā)酵，采用堆積發(fā)酵、發(fā)酵池、塑料袋、發(fā)酵桶和呼吸袋來進行發(fā)酵，塑料袋和呼吸閥飼料袋都是一次性使用的，容易破損，影響成本。而發(fā)酵桶，一次投資，可以反復使用，每次使用完需要清洗消毒，人工成本較高。

4 發(fā)酵飼料前景展望

當前人民消費結構的變化、環(huán)保壓力不斷的上升、常規(guī)原料價格的上漲和禁抗限抗的歷史使命等諸多因素為發(fā)酵飼料的快速發(fā)展提供巨大的歷史機遇。低成本、高營養(yǎng)的發(fā)酵飼料成為了飼料行業(yè)的新寵兒。與此同時，我國對生物飼料這一塊的監(jiān)督力度也越來越大，2018年1月1日發(fā)布了我國生物飼料第一份團體標準T/CSWSL001—2018《生物飼料產品分類》，在《農業(yè)農村部畜牧業(yè)司開展2018年飼料質量安全預警工作的通知》（農牧飼便函〔2018〕第34號）中也介紹了關于“生物飼料質量預警監(jiān)測”工作的安排，這些文件都在確保著發(fā)酵飼料可持續(xù)健康的發(fā)展。有報道稱，未來10年，我國發(fā)酵飼料將占飼料總量的10%~20%，達到3 000萬~6 000萬噸，其產值也將達到1 000億元以上[37]。發(fā)酵飼料突飛猛進，打造中國特色生物飼料配方指日可待。