韓浩月譯

摘? 要：本文闡述了飼料生產(chǎn)過程中的生物技術(shù)發(fā)酵對家禽和豬的飼料的物理性狀、化學(xué)組成以及淀粉與蛋白質(zhì)的消化率的影響。濕熱加工，即膨脹加工和膨化加工，可以通過減少飼料原料中抗?fàn)I養(yǎng)因子的含量提高家禽和豬日糧蛋白質(zhì)和氨基酸的消化率，但發(fā)酵過程也可以有效減少飼料中的抗?fàn)I養(yǎng)因子含量，并可改變豬和家禽的腸道菌群組成。然而，發(fā)酵加工對飼料原料的營養(yǎng)組成及其消化率的影響并不一致，這很大程度上取決于發(fā)酵類型、發(fā)酵周期、所用發(fā)酵劑、發(fā)酵過程中主要微生物的酶學(xué)特征、飼料原料的類型及其化學(xué)組成。

關(guān)鍵詞：生物技術(shù)發(fā)酵法;發(fā)酵類型;發(fā)酵劑;抗?fàn)I養(yǎng)因子

中圖分類號：S816.9 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1001-0769（2021）06-0008-10

1? 飼料的發(fā)酵

中國發(fā)酵大豆的報道可以追溯到公元前? 3 500年。發(fā)酵工藝已被廣泛用于各種用途，包括細菌、酵母或霉菌、酶的使用。隨著微生物學(xué)、分子生物學(xué)和生物技術(shù)的高速發(fā)展，極其高效地進行工業(yè)化發(fā)酵加工成為可能。與工業(yè)生物技術(shù)相比，飼料發(fā)酵是一種傳統(tǒng)但多變的生物技術(shù)加工工藝。青貯飼料可能是廣為人知的將發(fā)酵用于保存飼料和提高飼料營養(yǎng)價值的例子，特別是用于反芻動物飼料的生產(chǎn)。在歐洲，目前只有少量的發(fā)酵飼料被用于單胃動物，但對于單胃動物來說，使用發(fā)酵飼料也逐漸引發(fā)出一個問題。研究表明，適當(dāng)?shù)陌l(fā)酵可以改善飼料的營養(yǎng)價值和消化率，并且通?？蓽p少飼料中的抗?fàn)I養(yǎng)因子含量，從而提高本土生產(chǎn)的蛋白質(zhì)原料的可用性。此外發(fā)酵蛋白原還會對動物的健康和福利以及食品安全產(chǎn)生有益的影響。自此，研究打開一個歐洲乃至全球至今還未充分開發(fā)和研究的有趣的應(yīng)用領(lǐng)域。

2? 發(fā)酵原理

根據(jù)定義，飼料的微生物發(fā)酵可以是厭氧的（“La vie sans air”;巴斯德），也可以是需氧的。固態(tài)原料（無論是全價料、谷物或蛋白質(zhì)，還是它們的組合物或食品加工的副產(chǎn)品）都可通過添加水、不同微生物或其他生產(chǎn)工藝形成的液態(tài)副產(chǎn)物（例如乳清或濕酒糟）進行發(fā)酵。在發(fā)酵過程中，大分子被分解成較小的分子，并合成新的分子，這一方面會導(dǎo)致營養(yǎng)物質(zhì)的損失，另一方面也可以提高飼料的營養(yǎng)價值和消化率。與全發(fā)酵日糧相比，業(yè)內(nèi)較為認可部分發(fā)酵，因為這種發(fā)酵方式可以更好地保留某些營養(yǎng)物質(zhì)和添加劑，使它們免遭微生物的降解。氧氣和水的存在與否決定了發(fā)酵的特性，因為這會影響微生物及其代謝活性。在沒有水或有少量水的條件下進行的發(fā)酵分別被稱為固態(tài)發(fā)酵或半固態(tài)發(fā)酵。在某些國家，特別是在亞洲，對相對干燥的混合物用霉菌或某些乳酸菌進行固態(tài)發(fā)酵或半固態(tài)發(fā)酵具有十分悠久的歷史。如果增加水分含量，且最終產(chǎn)物并不進行干燥，則將產(chǎn)生液態(tài)飼料。液態(tài)飼料的pH較低，菌群主要為乳酸桿菌，也可能是酵母。這種深層發(fā)酵特別適用于養(yǎng)豬生產(chǎn)。依靠可用的技術(shù)，可以通過一步或多步技術(shù)對飼料進行發(fā)酵。多步發(fā)酵可以使用不同的微生物，如第一步發(fā)酵使用具有水解蛋白質(zhì)活性的芽孢桿菌，第二步發(fā)酵使用乳酸桿菌或酵母菌，能夠?qū)Φ孜镞M行更加徹底的預(yù)消化。實際生產(chǎn)中通常采用自然發(fā)酵，在發(fā)酵過程開始時不添加發(fā)酵劑，但是據(jù)我們所知，并無實際操作過程中關(guān)于特征、持續(xù)性和結(jié)果的數(shù)據(jù)。在進行固態(tài)發(fā)酵和半固態(tài)發(fā)酵時，通常會添加諸如益生菌的發(fā)酵劑。發(fā)酵劑可以充當(dāng)主要的發(fā)酵菌，或用于支持發(fā)酵過程所需的其他微生物的生長和活性。此外，發(fā)酵劑還可以抑制有害菌或致病菌的生長。豬用液態(tài)飼料發(fā)酵時，也需要添加乳酸桿菌等進行發(fā)酵，否則會發(fā)生自然發(fā)酵。乳酸桿菌是常用的發(fā)酵劑，可以穩(wěn)定發(fā)酵狀態(tài)，通常會阻礙酵母的生長。實踐中經(jīng)常會接種部分舊批次的菌株，也就是所謂的老酵。飼料自然發(fā)酵引發(fā)的一個問題是，或多或少會生成無法控制的微生物菌群，通常還會促進霉菌的生長，尤其是酵母，這反過來會影響飼料的特性，包括異味和污染，降低動物（尤其是豬）的接受度。此外，在實踐中，對容器和設(shè)備進行清潔和消毒十分關(guān)鍵。將自然發(fā)酵的混合物的pH降至4.5以下，可以避免由與該混合物相關(guān)的微生物引起的不受控制的發(fā)酵（腐?。?。在自然發(fā)酵過程中添加微生物酶可能會提高發(fā)酵效率，使其對某些抗?fàn)I養(yǎng)因子或營養(yǎng)物質(zhì)更具針對性和特異性，其可以稱為酶促發(fā)酵。

3? 對營養(yǎng)物質(zhì)組成的影響

發(fā)酵加工對飼料原料的營養(yǎng)組成似乎有不同的影響，特別是對原料中粗蛋白和氨基酸組成（表1），并且很大程度上取決于發(fā)酵類型、發(fā)酵劑和發(fā)酵環(huán)境中優(yōu)勢微生物的酶學(xué)特性。關(guān)于飼料發(fā)酵對蛋白質(zhì)含量、氨基酸范圍及其消化率的影響，可獲得的數(shù)據(jù)有限。與未發(fā)酵的豬全價料相比，發(fā)酵可使飼料的粗蛋白含量提高近8%，不過記錄顯示生物胺含量也較高。在蛋雞全價料的液態(tài)自然發(fā)酵中，粗蛋白含量在很大程度上保持恒定，不過觀察到必需氨基酸如賴氨酸和蘇氨酸的濃度降低。自然發(fā)酵主要是依靠乳酸桿菌的微生物活性，但在發(fā)酵過程中其組成似乎并不不穩(wěn)定，這取決于原料的微生物菌群、技術(shù)設(shè)備、加工時間和底物的可用性。

大量研究探討了豆類特別是大豆蛋白的發(fā)酵?；旌霞毦l(fā)酵會提高豆粕的粗蛋白含量。枯草芽孢桿菌、嗜熱鏈球菌和釀酒酵母的共同發(fā)酵只會細微改變豆粕的蛋白質(zhì)含量，但會明顯降低大肽（60 kDa以上）的含量。Upadhaya和Kim（2015）指出，用酵母或芽孢桿菌或兩者混合來發(fā)酵豆粕，會使蛋白質(zhì)含量提高至少20%，氨基酸濃度保持穩(wěn)定或提高。用屎腸球菌發(fā)酵豆粕，可提高豆粕的粗蛋白含量，除了含硫氨基酸的含量顯著降低之外，氨基酸的濃度基本保持穩(wěn)定。用兩步發(fā)酵法對大豆蛋白和玉米的混合物進行發(fā)酵，發(fā)酵時先添加枯草芽孢桿菌，再使用屎腸球菌，結(jié)果發(fā)現(xiàn)混合物的粗蛋白、必需氨基酸、小肽和游離氨基酸的含量均提高。用枯草芽孢桿菌以及枯草芽孢桿菌和地衣桿菌的混合菌對豌豆進行發(fā)酵，粗蛋白含量略微提高（分別為228 g/kg對238 g/kg和235 g/kg），而未觀察到氨基酸有其他顯著的變化。使用屎腸球菌、植物乳桿菌、布氏乳桿菌、干酪乳桿菌和釀酒酵母發(fā)酵羽扇豆，粗蛋白濃度提高8%，但與未發(fā)酵羽扇豆相比，真蛋白降低20%。研究證明，對肉雞飼料進行兩步發(fā)酵，先用納豆菌進行需氧發(fā)酵，然后用凝結(jié)芽孢桿菌、羅伊乳桿菌、干酪乳桿菌、德氏乳桿菌和兩株嗜酸乳桿菌進行厭氧發(fā)酵，飼料的必需氨基酸增加。值得注意的是，經(jīng)過發(fā)酵的飼料原料在粗蛋白含量上出現(xiàn)變化是濃縮效應(yīng)所致，這是由于在發(fā)酵過程中，其他成分會被微生物發(fā)酵分解。因此，觀察到的粗蛋白含量提高實際上是成比例的變化。

除了豆類外，油料籽實也是飼料的重要蛋白質(zhì)來源。用發(fā)酵乳桿菌和枯草芽孢桿菌發(fā)酵RSM可提高粗蛋白、賴氨酸和含硫氨基酸的含量。用枯草芽孢桿菌、黑曲霉和米曲霉發(fā)酵，棉粉的粗蛋白含量可從363 g/kg顯著提高到392 g/kg。在上述過程中，發(fā)酵會導(dǎo)致氨基酸的降解，并釋放出包括生物胺在內(nèi)的降解產(chǎn)物，這可能是一個問題。這可能表明氨基酸已遭破壞，還可能觸發(fā)藥理反應(yīng)，如動物的腹瀉和嘔吐，因此必須嚴格控制生物胺的形成。在發(fā)酵過程中微生物的增殖會先將低分子量的糖作為第一發(fā)酵底物，然后再利用淀粉和其他可發(fā)酵的碳水化合物。這也許就是大多數(shù)研究在采用不同類型的自然發(fā)酵或使用有益菌發(fā)酵時，最終產(chǎn)品的淀粉含量沒有降低或略微降低的原因。然而，與上述研究的結(jié)果相比，一些針對谷物的研究表明，發(fā)酵后淀粉含量降低的幅度更大。發(fā)酵過程中增殖微生物的類型、酶活性、飼料原料的化學(xué)組成、可用于發(fā)酵的底物類型以及發(fā)酵時間都可能會對經(jīng)過發(fā)酵的原料的營養(yǎng)組成起著重要作用。據(jù)我們所知，在豬和家禽的研究中這些因素尚未進行檢查。

4? 對抗?fàn)I養(yǎng)因子的影響

發(fā)酵可以降低飼料中抗?fàn)I養(yǎng)因子的含量，進而提高蛋白質(zhì)和其他營養(yǎng)物質(zhì)的消化率。各種微生物，包括酵母、細菌和霉菌，均可用于蛋白質(zhì)飼料原料的發(fā)酵。乳酸發(fā)酵，如經(jīng)典的青貯飼料，能夠減少田間豆類、豌豆和羽扇豆中單寧和低聚糖的含量，而不會影響生物堿的含量。發(fā)酵導(dǎo)致豆類中抗?fàn)I養(yǎng)蛋白和胰蛋白酶抑制劑的失活引起了人們的極大興趣（表2）。同樣，伴大豆球蛋白和β-伴大豆球蛋白在大豆蛋白中也占據(jù)著十分重要的地位，因為它們均可能會誘發(fā)家禽和豬出現(xiàn)超敏反應(yīng)或過敏反應(yīng)。各種研究表明，發(fā)酵能夠誘導(dǎo)潛在的抗原蛋白和胰蛋白酶抑制劑顯著降低活性。用枯草芽孢桿菌、屎腸球菌或兩種細菌的混合菌來發(fā)酵玉米-豆粕型豬飼料，可使大豆球蛋白和β-伴大豆球蛋白的含量分別降低87%和78%。用暹羅芽孢桿菌發(fā)酵豆粕，可分別將大豆球蛋白、β-伴大豆球蛋白和胰蛋白酶抑制劑的活性降低86%、70%和95%。

用植物乳桿菌、枯草芽孢桿菌和釀酒酵母發(fā)酵豆粕也觀察到了類似的情況。大豆球蛋白、β-伴大豆球蛋白和胰蛋白酶抑制劑的活性分別降低了73%、75%和100%。豆粕經(jīng)過枯草芽孢桿菌發(fā)酵后，其中的胰蛋白酶抑制劑活性降至初始值的5%。豌豆經(jīng)過枯草芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌和地衣桿菌的混合菌發(fā)酵后，胰蛋白酶抑制劑的活性分別降低了66%和19%。

發(fā)酵會影響糖、可發(fā)酵碳水化合物和日糧纖維的濃度，相關(guān)數(shù)據(jù)見表2。大多數(shù)研究表明，由于其他可發(fā)酵營養(yǎng)物質(zhì)的濃度發(fā)生成比例的變化，可溶性碳水化合物的含量降低了，而可溶性纖維的含量卻趨于增加。舉例來說，用屎腸球菌發(fā)酵的豆粕、經(jīng)酵母和芽孢桿菌及其組合發(fā)酵的豆粕以及用酵母發(fā)酵的羽扇豆，它們所含的棉子糖和水蘇糖的水平均出現(xiàn)類似的情況。用混合菌（鏈霉菌屬、科恩菌和纖維菌屬的細菌）和米曲霉發(fā)酵豆粕，可以減少寡糖的含量。用不同的釀酒酵母發(fā)酵羽扇豆后，檢測不到寡糖。但是，對細胞壁成分的影響似乎取決于培養(yǎng)物和發(fā)酵條件。一項研究表明，使用芽孢桿菌屬的菌株發(fā)酵豆粕，可使纖維含量從47.7 g/kg降至28.3 g/kg，而用酵母以及酵母與芽孢桿菌屬細菌的混合菌發(fā)酵豆粕，則會提高纖維含量（分別為61.3 g/kg和61.3g/kg）。豌豆經(jīng)過枯草芽孢桿菌以及枯草芽孢桿菌和地衣桿菌的混合菌發(fā)酵后，可溶性NSPs的含量會略微提高，不溶性NSPs和總?cè)占Z纖維的含量降低。此外，豌豆經(jīng)過這些芽孢桿菌屬的細菌發(fā)酵后，其中的抗性淀粉含量顯著降低（分別為32.5 g/kg對7.3 g/kg和? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 7.8 g/kg），α-半乳糖苷的濃度也顯著降低（分別為97.9 mol/g對30.7 mol/g和? ?40.0 mol/g）。用黑曲霉發(fā)酵RSM后，纖維含量顯著降低近15%。

發(fā)酵除了會降低碳水化合物的濃度外，還會進行物質(zhì)的從頭合成，這很有趣，因為其中一些微生物源性碳水化合物具有或至少可能具有益生作用。豬的液態(tài)飼料經(jīng)過枯草芽孢桿菌發(fā)酵7 d、21 d和35 d后，研究發(fā)酵飼料中時間對代謝產(chǎn)物組成的效應(yīng)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)發(fā)酵飼料含有較高水平的核糖、纖維二糖、山梨糖、丙酮酸和泛酸等代謝產(chǎn)物。令人感興趣的是，來自乳酸桿菌的胞外多糖可作為功能性益生元。試驗發(fā)現(xiàn)，羅伊乳桿菌在24 h后會產(chǎn)生羅伊（reuteri）葡聚糖和果聚胞外多糖，從而抑制大腸桿菌對黏膜的黏附。

植酸是豆類和其他植物蛋白中已知的抗?fàn)I養(yǎng)因子，可能會影響磷和其他營養(yǎng)物質(zhì)在豬和家禽腸道中的表觀消化率。不同類型的發(fā)酵（包括液態(tài)飼料的“自然”發(fā)酵）都具有降低其消化率的趨勢。這方面的研究大部分都是圍繞大豆蛋白開展的（表3）。與未發(fā)酵的豆粕相比，用米曲霉和枯草芽孢桿菌對豆粕進行商業(yè)性發(fā)酵，結(jié)果略微降低了植酸的濃度，但兩者的差異不大。Chen等（2014）發(fā)現(xiàn)，米曲霉可使豆粕中的植酸水平降低57%;Shi等（2015）則發(fā)現(xiàn)，米曲霉能將RSM中的植酸水平降低86%。豌豆經(jīng)過枯草芽孢桿菌以及枯草芽孢桿菌和地衣桿菌混合菌的發(fā)酵后，植酸的含量分別降低16%和17%。用不同的啤酒酵母對羽扇豆進行發(fā)酵，會導(dǎo)致植酸的含量減少近80%，但是生物堿的比例保持不變。與未發(fā)酵的豆粕相比，經(jīng)過枯草芽孢桿菌和屎腸球菌發(fā)酵的豆粕，植酸的含量降低了近50%。經(jīng)過屎腸球菌、植物乳桿菌、布氏乳桿菌和干酪乳桿菌發(fā)酵的羽扇豆粉，植酸的濃度也出現(xiàn)了類似的情況。用從土壤中分離出的不同的腸桿菌對麻瘋樹餅粕進行半固態(tài)發(fā)酵后，發(fā)現(xiàn)所含的抗?fàn)I養(yǎng)因子含量顯著降低，如佛波酯、植酸、單寧、凝集素和胰蛋白酶抑制劑。發(fā)酵過程對飼料原料中的抗?fàn)I養(yǎng)因子的有益影響之一似乎是通過微生物酶消化實現(xiàn)的。另一方面，微生物酶常用作家禽飼料中的飼料添加劑，以滅活或消除飼料中的某些抗?fàn)I養(yǎng)因子。然而，飼料在家禽胃腸道中的存留時間相對較短，因此限制了這些酶在飼料中發(fā)揮最佳的效果。用由α-半乳糖苷酶、蛋白酶和果膠酶組成的復(fù)合酶對豌豆進行酶促發(fā)酵，可分別降低豌豆中的α-半乳糖苷、肌醇六磷酸、胰蛋白酶抑制劑和抗性淀粉分別減少50%、49%、25%和75%。在豌豆的自然發(fā)酵過程中添加復(fù)合酶，即纖維素酶、果膠酶、木聚糖酶、木聚糖酶、葡聚糖酶、半乳糖酶和甘露聚糖酶的酶復(fù)合物，可降低阿拉伯糖、木糖、半乳糖、葡萄糖、糖醛酸和總NSPs的含量。試驗證明，用植酸酶對菜籽餅進行自然發(fā)酵后，植酸的濃度可以降低到初始值的5%以下，芥子油苷則能夠減少到初始值的10%以下。用由蛋白酶、木聚糖酶和β-葡聚糖酶組成的復(fù)合酶對大麥進行酶促發(fā)酵，可以降低酸提取物的黏度，并可降低可溶性、不溶性和總β-葡聚糖的濃度。啤酒糟在自然發(fā)酵過程中添加木聚糖酶，可使木糖和阿拉伯糖的濃度降低15%～30%。

5? 對日糧淀粉的消化率

5.1 豬

在發(fā)酵過程中，飼料中的淀粉可能會發(fā)生溶脹和糊化，導(dǎo)致淀粉顆粒更易于與小腸中的α-淀粉酶接觸。淀粉的溶脹和糊化以及上述抗性淀粉的減少可改善豬和家禽對淀粉的消化率。有關(guān)發(fā)酵加工對豬和家禽日糧淀粉消化率影響的研究十分有限。在生長豬的日糧中加入自然發(fā)酵的大麥或小麥，可改善日糧淀粉的回腸消化率。在仔豬日糧中加入用植物乳桿菌或布氏乳桿菌發(fā)酵的小麥，也可以提高日糧淀粉的回腸消化率。然而，在豬日糧中添加用副干酪乳桿菌和植物乳桿菌發(fā)酵的麥麩，不會影響日糧淀粉的全腸道消化率。

5.2 家禽

與未經(jīng)過加工的豌豆相比，在火雞日糧中添加經(jīng)過枯草芽孢桿菌和地衣桿菌發(fā)酵的豌豆，以及經(jīng)過α-半乳糖苷酶、蛋白酶和果膠酶的酶促發(fā)酵后的豌豆，其日糧淀粉的標(biāo)準(zhǔn)回腸消化率更高。在肉雞日糧中加入經(jīng)枯草芽孢桿菌發(fā)酵的豌豆和經(jīng)過上述酶促發(fā)酵的豌豆，可提高日糧淀粉的回腸消化率。

6? 對日糧蛋白質(zhì)消化率的影響

6.1 豬

大多數(shù)在豬上的研究表明，發(fā)酵對飼料蛋白質(zhì)和氨基酸的消化有積極的影響（表4），但是，這種影響在很大程度上取決于發(fā)酵所用的微生物和發(fā)酵條件。在Cervantes Pahm和Stein（2010）對斷奶仔豬進行的一項研究中，豆粕經(jīng)過米曲霉發(fā)酵后，粗蛋白的AID和SID分別為0.701和0.818，酶促發(fā)酵后粗蛋白的AID和SID分別為0.768和0.919，而天然豆粕中粗蛋白的AID和SID分別為0.700和0.843;但是，除了酶促發(fā)酵豆粕后粗蛋白的SID高于其他兩組的外，另外兩組在粗蛋白的SID上差異均不顯著。與未發(fā)酵的豆粕相比，豆粕用米曲霉和枯草芽孢桿菌發(fā)酵后，所含粗蛋白的AID和SID差異不大，但是某些氨基酸在AID和SID上有顯著的差異。生長豬喂給用枯草芽孢桿菌、嗜熱鏈球菌和啤酒酵母發(fā)酵的豆粕和一個商業(yè)性發(fā)酵的SBM后，其對粗蛋白的SID與喂給未發(fā)酵豆粕的相似或顯著提高。比較用卡氏酵母、枯草芽孢桿菌或兩者混合菌發(fā)酵的豆粕的SID，枯草芽孢桿菌組以及混合菌組豆粕的粗蛋白和一些必需氨基酸的SID有所提高。通過屎腸球菌的發(fā)酵，豆粕中粗蛋白的AID從0.783顯著提高到0.832。同時，發(fā)酵能夠顯著降低胰蛋白酶抑制劑、棉子糖和水蘇糖的含量。與未發(fā)酵RSM的粗蛋白的全腸道表觀消化率（0.787）相比，經(jīng)黑曲霉發(fā)酵后，豬上對RSM中的氨基酸的全腸道表觀消化率與對天然豆粕中的氨基酸的相似（0.823對0.865）。當(dāng)將藍色窄葉羽扇豆經(jīng)過釀酒酵母、屎腸球菌、植物乳桿菌、布氏乳桿菌和干酪乳桿菌的混合培養(yǎng)物發(fā)酵后，粗蛋白的AID從未發(fā)酵的對照組藍色窄葉羽扇豆的0.670提高到0.780。在閹割公豬上，發(fā)酵原料的一些必需氨基酸的消化率也較高。干酒糟及其可溶物是豬日糧中常見的蛋白質(zhì)原料，但可能含有高濃度的黏性NSPs。在仔豬斷奶后的第一階段，用β-葡聚糖酶和木聚糖酶的復(fù)合酶對干酒糟及其可溶物進行酶促發(fā)酵具有一定的積極作用，但卻不會提高生長豬對粗蛋白的全腸道表觀消化率。

6.2 家禽

與發(fā)酵飼料在豬上使用情況的可用數(shù)據(jù)相比，有關(guān)發(fā)酵飼料在家禽上的使用情況以及其對家禽日糧中粗蛋白和氨基酸消化率影響的文獻十分有限（表4）。與發(fā)酵（含枯草芽孢桿菌和地衣桿菌）和未經(jīng)處理的豌豆相比，喂給用α-半乳糖苷酶、蛋白酶和果膠酶進行酶促發(fā)酵后的豌豆后，火雞對日糧粗蛋白（分別為0.97對0.92和0.91）、谷氨酸（分別為0.98對0.94和0.93）、苯丙氨酸（分別為0.98對0.93和0.92）、纈氨酸（分別為0.96對0.91和0.89）的SID更高。此外，與未經(jīng)過發(fā)酵處理的豌豆相比，經(jīng)酶促發(fā)酵后，豌豆的丙氨酸（0.97對0.90）、甘氨酸（0.96對0.92）、組氨酸（0.98對0.92）、異亮氨酸（0.97對0.90）、亮氨酸（0.98對0.91）和賴氨酸（0.98對0.92）的SID更高。但是，發(fā)酵豌豆中這些營養(yǎng)物質(zhì)的消化率與其他兩種豌豆的相似。在日糧中加入上述酶促發(fā)酵的豌豆以及用枯草芽孢桿菌發(fā)酵過的豌豆后，肉雞對粗蛋白和氨基酸的AID沒有影響。提高肉仔雞日糧中用米曲霉發(fā)酵過的木薯漿的添加量，會降低粗蛋白的沉積量。經(jīng)過納豆菌和凝結(jié)芽孢桿菌發(fā)酵的豆粕無法改善肉雞對粗蛋白和氨基酸的AID。當(dāng)使用嗜酸乳桿菌、植物乳桿菌、枯草芽孢桿菌和米曲霉的混合菌發(fā)酵豆粕時，肉雞對日糧粗蛋白的AID從0.764提高到0.790，且胰腺和小腸內(nèi)容物中蛋白酶的活性提高。有研究表明，給肉雞飼喂未發(fā)酵過的液態(tài)飼料，會增加肉雞的干物質(zhì)攝入量。一些研究報道，雖然在實際生產(chǎn)中很難給雞飼喂液態(tài)發(fā)酵飼料，但液態(tài)飼料有利于提高肉雞的采食量和營養(yǎng)利用率。另一方面，Engberg等（2009）報道，蛋雞不會被自然發(fā)酵的濕飼料所吸引，這會導(dǎo)致蛋雞減少干物質(zhì)攝入量，行為更具攻擊性，且羽毛狀況變差。這種結(jié)果是由于該試驗所用的試驗方案設(shè)計不合理，發(fā)酵過程中飼料在水中的浸泡時間過長（24 h），導(dǎo)致飼料的結(jié)構(gòu)被破壞，提供的濕飼料使家禽無法展示出自然行為（搜尋、啄食等），且無法保持忙碌狀態(tài)。然而，在這項研究中，與干飼料相比，采食發(fā)酵濕飼料的母雞具有更大的體重和更好的飼料轉(zhuǎn)化率。據(jù)我們所知，這方面尚無進一步的研究。

7? 對動物健康和食品安全的影響

7.1 豬

發(fā)酵飼料的使用預(yù)期會對動物的消化道、健康和傳染性病原體在體內(nèi)的定植產(chǎn)生積極作用。產(chǎn)生這種效應(yīng)的原因是日糧抗?fàn)I養(yǎng)因子濃度的降低，特別是飼料中抗原物質(zhì)含量的減小，改善了腸道健康并對腸道菌群產(chǎn)生了積極的影響。圍繞豬進行的多項研究發(fā)現(xiàn)，飼喂發(fā)酵飼料可以降低仔豬斷奶后主要由大腸桿菌誘發(fā)的腹瀉。經(jīng)小孢根霉發(fā)酵的豆粕會對仔豬產(chǎn)生保護作用。與飼喂烘烤豆粕的仔豬相比，飼喂經(jīng)小孢根霉發(fā)酵豆粕的仔豬會顯著降低腹瀉的嚴重程度（腹瀉評分為2.3對1.7）。也有報道稱，用枯草芽孢桿菌發(fā)酵的乳清以及用乳酸桿菌發(fā)酵的大麥同樣會對仔豬產(chǎn)生保護作用。給仔豬飼喂用羅伊乳桿菌發(fā)酵過的飼料，可降低消化道中大腸桿菌和熱穩(wěn)定腸毒素的濃度。細菌源性葡聚糖是一種特殊的胞外多糖，可能會對這種作用產(chǎn)生特別的影響。有趣的是，有試驗證實，在母豬日糧中添加經(jīng)150 g/kg枯草芽孢桿菌和屎腸球菌發(fā)酵的玉米與豆粕的混合物后，可以顯著降低哺乳仔豬的腹瀉率。控制沙門菌在家畜中的流行水平是另一個發(fā)酵飼料對動物健康和食品安全十分重要的應(yīng)用領(lǐng)域。在荷蘭豬場的試驗證實，發(fā)酵飼料可以降低沙門菌污染的風(fēng)險。攻毒試驗表明，給豬飼喂用不同乳桿菌發(fā)酵過的飼料，可以顯著降低鼠傷寒沙門菌的感染水平。

7.2 家禽

多項研究發(fā)現(xiàn)，發(fā)酵飼料可以減輕肉雞應(yīng)對疾病挑戰(zhàn)的負擔(dān)，并可降低沙門菌和彎曲桿菌的傳播水平。例如，與未經(jīng)發(fā)酵的飼料相比，用植物源性乳桿菌發(fā)酵的液態(tài)飼料（每克飼料含乳酸桿菌109 CFU～1010 CFU）能夠減少排泄腸炎沙門菌的肉雞數(shù)量。利用彎曲桿菌進行的三項感染試驗發(fā)現(xiàn)，使用相同發(fā)酵類型的液態(tài)飼料，在家禽尚未開始排出彎曲桿菌的任何時刻，飼喂發(fā)酵飼料的肉雞在隨后很短的時間內(nèi)開始排出彎曲桿菌的可能性要比飼喂未發(fā)酵飼料的肉雞低9倍。在兩項研究中，液態(tài)發(fā)酵飼料可能會阻礙沙門菌和彎曲桿菌感染肉雞群。在利用鼠傷寒沙門菌進行的感染試驗中，肉雞采食經(jīng)嗜酸乳桿菌、植物乳桿菌、枯草芽孢桿菌和米曲霉混合培養(yǎng)物發(fā)酵的豆粕后，其胃腸道和各個器官中鼠傷寒沙門菌的定植量明顯減少。用嗜酸乳桿菌、枯草芽孢桿菌和黑曲霉發(fā)酵的RSM，可以減少肉雞體內(nèi)鼠傷寒沙門菌的定植量，并可提高增重（第21天，626 g對788 g）和改善飼料轉(zhuǎn)化率（第21天，1.76對1.60）。

另一個與實際生產(chǎn)相關(guān)的問題是壞死性腸炎，其是由多種因素引起的，特別是產(chǎn)氣莢膜梭狀芽孢桿菌的致病性菌株。葡萄糖、紅糖、糖蜜、豆粕、酵母和魚粉被用作枯草芽孢桿菌發(fā)酵的碳源和氮源。用該發(fā)酵工藝產(chǎn)生的終產(chǎn)物（低劑量，3 g/kg）進行的肉雞攻毒試驗發(fā)現(xiàn)，隨著終產(chǎn)物中表面活性素濃度的增加，產(chǎn)氣莢膜梭狀芽孢桿菌感染的臨床癥狀和肉雞胃腸道發(fā)生損傷的風(fēng)險降低。

8? 結(jié)論

發(fā)酵可有效減少飼料原料中的抗?fàn)I養(yǎng)因子，并會對豬和家禽腸道中的菌群產(chǎn)生積極作用。然而，發(fā)酵對飼料原料的營養(yǎng)物質(zhì)組成及其消化率的影響并不一致，并且很大程度上取決于所用的發(fā)酵類型、發(fā)酵時間、發(fā)酵劑、發(fā)酵環(huán)境中主要微生物的酶學(xué)特征以及發(fā)酵類型、飼料成分及其化學(xué)組成。在所有發(fā)酵類型中，酶的自然發(fā)酵似乎是最有應(yīng)用前景，尤其是對家禽飼料而言。

原題名：（Bio）Technological processing of poultry and pig feed： Impact on the composition，digestibility，anti-nutritional factors and hygiene（英文）

原作者：Jürgen Zentek，F(xiàn)arshad Goodarzi Boroojeni