成思源,馬 濤,楊 東,郭福鎖,王文義,馬書林,馬友記,刁其玉*

(1. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院飼料研究所,農(nóng)業(yè)農(nóng)村部飼料生物技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100081; 2. 甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院,甘肅 蘭州 730070; 3. 內(nèi)蒙古巴彥淖爾市農(nóng)牧業(yè)科學(xué)研究所,內(nèi)蒙古 巴彥淖爾 015000;4. 內(nèi)蒙古磴口縣畜牧工作站,內(nèi)蒙古 巴彥淖爾 015200; 5. 河北省農(nóng)林科學(xué)院糧油作物研究所,河北 石家莊 050000)

我國是農(nóng)業(yè)大國,畜牧業(yè)是農(nóng)業(yè)的支柱產(chǎn)業(yè),飼料業(yè)是畜牧業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)[1]。近年來,養(yǎng)殖動(dòng)物數(shù)量急劇上升,對飼料原料的依賴也隨之增加,導(dǎo)致畜牧業(yè)的飼料生產(chǎn)成本大幅提高[2]。與傳統(tǒng)飼料相比,生物飼料的出現(xiàn)擴(kuò)大了我國飼料資源,它的研發(fā)與應(yīng)用降低了飼料的生產(chǎn)成本,保障了飼料和畜產(chǎn)品安全,在促進(jìn)減排、降低環(huán)境污染以及降低飼料成本等諸多方面都顯示了優(yōu)勢前景[3]。生物飼料是通過發(fā)酵工程、酶工程、蛋白質(zhì)工程和基因工程等生物工程技術(shù)開發(fā)的飼料產(chǎn)品的總稱[4]。發(fā)酵飼料是生物飼料的重要組成部分,飼料在發(fā)酵過程中,可減少飼料原料中的抗?fàn)I養(yǎng)因子濃度,從而提高飼料營養(yǎng)水平,可同時(shí)產(chǎn)生多種有益代謝物,提高動(dòng)物腸道健康,改善菌群平衡[5]。自2019年7月以來,我國禁止抗生素作為飼料添加劑使用,尋找抗生素替代品已成為飼料行業(yè)亟需解決的問題。而發(fā)酵飼料、酶制劑、菌酶協(xié)同飼料等因具有提高動(dòng)物飼料利用效率、改善飼料適口性、維持腸道菌群平衡、產(chǎn)生有益代謝產(chǎn)物的優(yōu)勢,進(jìn)一步凸顯了其在常規(guī)飼料替代和減少抗生素使用中的重要作用,極大推動(dòng)了我國養(yǎng)殖飼料企業(yè)的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型發(fā)展[6]。

1 發(fā)酵飼料的定義與分類

發(fā)酵飼料是一類在人工控制條件下,以動(dòng)植物副產(chǎn)品為原料,接種益生菌經(jīng)過發(fā)酵而成的更適合被動(dòng)物采食和吸收營養(yǎng)物質(zhì)的飼料[7]。通過微生物代謝活動(dòng),將常規(guī)飼料原料中的大分子營養(yǎng)成分轉(zhuǎn)化為各種可利用的營養(yǎng)因素以及各種小分子成分(菌體蛋白、小肽類氨基酸、活性益生菌等),從而得到多種微生物代謝產(chǎn)物,彌補(bǔ)了傳統(tǒng)飼料原料中容易缺乏的活性物質(zhì)、氨基酸等,提高了飼料原料營養(yǎng)成分轉(zhuǎn)化率[8]。發(fā)酵飼料是生物飼料四大主要類型之一。一般,發(fā)酵飼料可以分為六類:(1)按飼料原料組成的不同分為發(fā)酵單一飼料和發(fā)酵混合飼料;(2)按添加的菌種組成的不同分為單菌種發(fā)酵飼料和多菌種發(fā)酵飼料;(3)按照主要營養(yǎng)特性不同分為發(fā)酵蛋白飼料、發(fā)酵能量飼料和發(fā)酵粗飼料等[3];(4)按發(fā)酵底物不同分為原料發(fā)酵、全價(jià)料發(fā)酵、植物秸稈類發(fā)酵。原料發(fā)酵方面,豆粕和棉粕在各畜禽養(yǎng)殖中都有較多應(yīng)用;而全價(jià)料發(fā)酵和植物秸稈類發(fā)酵則在牛羊上的應(yīng)用較多[9];(5)按照發(fā)酵方式可以分為固態(tài)發(fā)酵飼料與液態(tài)發(fā)酵飼料[10];(6)按照發(fā)酵類型又可以分為好氧發(fā)酵、厭氧發(fā)酵以及兼性發(fā)酵(兩段式發(fā)酵)[11],其中應(yīng)用最為廣泛的是好氧發(fā)酵,主要優(yōu)勢在于發(fā)酵周期短,對于飼料原料的綜合轉(zhuǎn)化率高。而厭氧發(fā)酵的優(yōu)勢主要在于發(fā)酵中呼吸耗損少、生產(chǎn)的發(fā)酵飼料香味醇厚,為吸收兩者各自的優(yōu)勢可以采用兼性發(fā)酵,即先進(jìn)行好氧發(fā)酵,再進(jìn)行厭氧發(fā)酵。目前,常見的發(fā)酵飼料主要有青貯飼料、黃貯飼料、發(fā)酵豆粕飼料以及發(fā)酵玉米秸稈飼料等。

2 發(fā)酵飼料的發(fā)展歷程

2.1 國外對發(fā)酵飼料研究的發(fā)展歷程

國外對發(fā)酵飼料的研究主要分兩個(gè)階段[12]: 第一階段是1950年-1993年,Garner等[13]通過研究在發(fā)酵飼料和瘤胃液中發(fā)現(xiàn)的類抗生素物質(zhì)和纖維素消化促進(jìn)劑,說明發(fā)酵飼料有可以替代抗生素的潛質(zhì);同時(shí),也證明發(fā)酵飼料可以分解抗?fàn)I養(yǎng)因子,從此對發(fā)酵飼料的研究大量增加。但此時(shí)人們對微生物的認(rèn)知欠缺, 對微生物產(chǎn)品的生產(chǎn)以及安全性都有沒有足夠的了解。只是意識到益生微生物能促進(jìn)動(dòng)物生長, 因此在飼料生產(chǎn)和畜牧養(yǎng)殖中不能做到科學(xué)養(yǎng)殖,盲目性較大。第二階段:1993-至今, 這一階段,隨著科技的進(jìn)步,國外對微生物菌種有了更深入的了解,開始對微生物菌株進(jìn)行全面監(jiān)管, 同時(shí)對菌株的安全性和有效性等進(jìn)行全面評估,對益生菌發(fā)揮作用的機(jī)理以及與宿主的作用方式等都進(jìn)行了深層次的研究。

2.2 國內(nèi)對發(fā)酵飼料研究的發(fā)展歷程

我國對發(fā)酵飼料的研究主要經(jīng)歷三個(gè)階段[14]:第一階段,上世紀(jì)80年代,主要有糖化飼料、青貯飼料等。這兩種飼料加工工藝簡單,發(fā)酵環(huán)節(jié)主要是通過密閉容器或空間制造無氧環(huán)境,再通過厭氧菌自然作用形成。對底物的開發(fā)程度較低,主要利用的底物有麥麩、玉米以及玉米秸稈。第二階段,上世紀(jì)90年代,科技迅速發(fā)展,研究開始介入到微生物層次,可將益生菌菌株制成菌劑作為飼料添加劑摻在基礎(chǔ)飼料中,如單細(xì)胞蛋白(酵母粉)等。與青貯飼料、糖化飼料相比,益生菌作為飼料添加劑極大提高了動(dòng)物的生產(chǎn)水平,但對微生物利用的研究還是不夠成熟。第三階段,我國進(jìn)入微生物發(fā)酵飼料研發(fā)階段,向底物中加入有益菌,如酵母菌、枯草芽孢桿菌等菌種,通過發(fā)酵罐等更加簡易的手段來制備發(fā)酵飼料,實(shí)現(xiàn)發(fā)酵飼料制備的普及化。

3 發(fā)酵飼料的菌種

中華人民共和國農(nóng)業(yè)部公告第2045號《飼料添加劑品種目錄2013》的微生物細(xì)目中列出了乳酸菌類、酵母菌類等33個(gè)菌種,其中,被廣泛應(yīng)用的主要有乳酸菌、芽孢桿菌、酵母菌以及霉菌四類。利用不同的菌種制備的發(fā)酵飼料的功能也有所不同。

3.1 乳酸菌

乳酸菌能促進(jìn)營養(yǎng)物質(zhì)利用、激活或增強(qiáng)機(jī)體免疫力、平衡腸道菌群,是最早應(yīng)用在發(fā)酵飼料中的菌種之一[15]。發(fā)酵過程中,乳酸菌在乳酸菌蛋白酶的作用下,將飼料中的大分子蛋白質(zhì)分解為小分子活性肽和氨基酸,從而對飼料的營養(yǎng)水平以及動(dòng)物對飼料的利用率有明顯提升作用[16]。此外,乳酸菌能激活巨噬細(xì)胞的吞噬作用,使腸道內(nèi)免疫細(xì)胞產(chǎn)生免疫應(yīng)答;而其分泌的細(xì)菌素能抑制飼料或動(dòng)物腸道中致病微生物的生長,不但能提高飼料的安全性,對動(dòng)物的抗病能力也有較大改善[17]。

3.2 芽孢桿菌

芽孢桿菌是目前公認(rèn)的最安全菌種,以最常用的枯草芽孢桿菌為例,該菌屬革蘭氏陽性菌,能控制不同類細(xì)胞的發(fā)育。在發(fā)酵過程中能產(chǎn)生淀粉酶、蛋白酶以及植酸酶等酶類[18],這些酶類能水解植物的細(xì)胞壁以及消除飼料原料中的抗?fàn)I養(yǎng)因子,從而提高飼料的利用率。此外,芽孢桿菌有很強(qiáng)的吸氧能力, 能消除腸道中的氧氣, 為腸道中微生物的正常繁殖營造一個(gè)良好的厭氧環(huán)境。同時(shí)芽孢桿菌能產(chǎn)生乙酸、丙酸等, 降低腸道pH,抑制病原菌生長和繁殖[19],對動(dòng)物免疫力也有較大改善作用。如今芽孢桿菌已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)[20]。

3.3 酵母菌

酵母菌屬于單細(xì)胞真菌,因能發(fā)酵糖類而被廣泛應(yīng)用。作為酶、游離核苷酸、B族維生素和氨基酸的豐富來源,酵母菌能平衡瘤胃微生物區(qū)系,穩(wěn)定瘤胃pH[21];同時(shí)還能減少甲烷等有害氣體的產(chǎn)生以及排放、促進(jìn)動(dòng)物的生長發(fā)育、改善機(jī)體的消化機(jī)能。在發(fā)酵過程中,酵母菌一方面通過自身繁殖增加飼料中的營養(yǎng)物質(zhì),另一方面通過自身釋放的酶將飼料中不易吸收的大分子營養(yǎng)物質(zhì)酶解為小分子營養(yǎng)物質(zhì),促進(jìn)飼料的利用率[22],從而改善動(dòng)物的生長性能。

3.4 霉菌

霉菌是絲狀真菌的總稱,發(fā)酵飼料中常用的霉菌有米曲霉、黑曲霉等有益霉菌,自身能分泌蛋白酶、纖維素酶、植酸酶及果膠酶等。研究表明,黑曲霉在發(fā)酵過程中能抑制大腸桿菌及黃曲霉素的生長與繁殖,同時(shí)可以調(diào)節(jié)動(dòng)物腸道菌群平衡,促進(jìn)免疫器官的發(fā)育[23]。發(fā)酵過程中,米曲霉菌通過消耗脂肪中的碳水化合物來作為生長的碳源,同時(shí)通過自身分泌的蛋白酶將大分子蛋白質(zhì)降解為小分子游離態(tài)氨基酸,促進(jìn)動(dòng)物對飼料營養(yǎng)物質(zhì)的吸收利用[24]。

4 發(fā)酵飼料的作用特點(diǎn)

4.1 消除抗?fàn)I養(yǎng)因素,降低原料毒性

我國主要的飼料來源為植物性飼料原料。其中能量原料主要有玉米、麩皮、小麥、大麥等;蛋白原料包括豆粕、棉籽粕、菜籽粕等。蛋白飼料原料均含有部分抗?fàn)I養(yǎng)因子,例如豆粕中的胰蛋白酶抑制因子、大豆凝集素、脲酶、植酸、大豆抗原等;棉籽粕中存在游離棉酚、單寧和植酸等多種抗?fàn)I養(yǎng)因子;菜籽粕中含有硫代葡萄糖苷、單寧、植酸、芥子堿。這些抗?fàn)I養(yǎng)因子極大程度上限制了動(dòng)物對飼料的利用效率[25]。將豆粕、棉粕、菜籽粕等通過生物發(fā)酵技術(shù)處理后,不但能夠降低飼料原料中的抗?fàn)I養(yǎng)因子,還能夠減少其中的毒素,從而充分開發(fā)可利用的飼料資源[26]。例如,Mohankumar等[27]和Thanyarat等[28]研究發(fā)現(xiàn),通過采用雜色曲霉CJS-98固態(tài)發(fā)酵法和微生物發(fā)酵法能有效降低飼料中的植酸、胰蛋白酶抑制劑和外源凝集素等抗?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)。在對比枯草芽孢桿菌和地衣芽孢桿菌的固態(tài)和液態(tài)發(fā)酵效果后,發(fā)現(xiàn)地衣芽孢桿菌液體深層發(fā)酵法能有效降低飼料的毒性和抗?fàn)I養(yǎng)因子;發(fā)酵后佛波醇酯、肌醇六磷酸和胰蛋白酶抑制劑等毒性物質(zhì)劑分別減少了62%、42%和75%。同時(shí),Rizzello等[29]利用植物乳桿菌LB1和乳桿菌LB5對小麥胚芽進(jìn)行發(fā)酵, 結(jié)果表明, 發(fā)酵后的小麥胚芽中游離氨基酸濃度增加了50%,抗?fàn)I養(yǎng)因子棉子糖含量減少, 蛋白質(zhì)體外消化率、總酚含量、植酸酶以及抗氧化活性均明顯增加。綜上所述,發(fā)酵飼料在提高飼料適口性的同時(shí),提高了飼料的營養(yǎng)價(jià)值并降低或者消除了飼料中的毒性,增加了飼喂的安全性。

4.2 改善飼料原料的營養(yǎng)價(jià)值,提高飼料的利用率

飼料發(fā)酵的過程中,酵母、乳酸菌等有益菌對飼料中的纖維物質(zhì)進(jìn)行降解產(chǎn)生多種不飽和脂肪酸和芳香酸,產(chǎn)生特殊的香味從而提高飼料的適口性[30],如粗飼料降解劑可以分解粗飼料中的的粗纖維,適當(dāng)增加可利用能量,蛋白得到適當(dāng)分解,并可產(chǎn)生小肽、曲香、酸香以及大量的乳酸菌活菌,飼料的適口性更好。同時(shí)微生物在發(fā)酵過程中能產(chǎn)生各種酶以及B族維生素,而B族維生素可以提高動(dòng)物生產(chǎn)性能并改善產(chǎn)品品質(zhì)[31]。研究表明,在斷奶羔羊的飼料中添加葉酸(維生素B9)時(shí),羔羊的采食量隨葉酸添加量的增加而上升[32],說明飼料經(jīng)發(fā)酵后產(chǎn)生的物質(zhì)可提高動(dòng)物的采食量。除B族維生素外,其它營養(yǎng)物質(zhì)在飼料發(fā)酵后也有顯著的改變,研究表明微生物發(fā)酵以濕豆渣為主要原料的飼料,發(fā)酵飼料的粗纖維含量顯著降低。發(fā)酵后,酸度趨于合理,粗纖維素減少,粗脂肪增加,蛋白質(zhì)等其它營養(yǎng)素的組成發(fā)生改變,更利于消化利用[33]。

除提高營養(yǎng)價(jià)值和增加飼喂安全性之外,發(fā)酵飼料相較傳統(tǒng)飼料還有很大的優(yōu)勢,體現(xiàn)在能提高飼料的利用率,提高營養(yǎng)物質(zhì)的表觀消化率和沉積率。劉栩州等[34]研究發(fā)現(xiàn),飼料中添加發(fā)酵豆粕可提高28～56日齡斷奶仔豬的營養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率,從而提高飼料利用率。魏炳棟等[35]以發(fā)酵玉米秸稈替代50%的未發(fā)酵玉米秸稈發(fā)現(xiàn),復(fù)合微生物發(fā)酵秸稈能夠顯著提高肉羊平均日增重及營養(yǎng)物質(zhì)消化率。在樂至黑山羊飼料中利用50%微生物發(fā)酵飼料替代基礎(chǔ)精料后,飼料干物質(zhì)消化率由71.7%提升至73.9%,粗蛋白質(zhì)消化率由56.5%提升至62.2%,粗纖維消化率由64.8%提升至67.4%[36]。不同底物的發(fā)酵飼料對動(dòng)物的營養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率均有積極的影響,說明通過飼喂發(fā)酵飼料可以提高飼料的利用率,改善動(dòng)物吸收營養(yǎng)物質(zhì)的速率。

4.3 調(diào)節(jié)腸道微生物環(huán)境

腸道菌群在宿主營養(yǎng)物質(zhì)消化、機(jī)體免疫和健康等方面起著非常重要的導(dǎo)向作用,尤其是與宿主腹瀉、乳房炎、副結(jié)核病和炎癥性腸病等疾病的發(fā)生關(guān)系密切[37]。發(fā)酵飼料可以改善動(dòng)物的腸道微生物環(huán)境,沈?qū)W懷等[38]研究發(fā)現(xiàn),飼喂復(fù)方中草藥發(fā)酵飼料可以提高母豬腸道微生物的多樣性和穩(wěn)定性,顯著提高克里斯滕森氏菌屬R-7群、乳桿菌屬、瘤胃菌科UCG-002、擬桿菌屬等有益菌的相對豐度,并且顯著降低密螺旋體屬、鏈球菌屬、副擬桿菌屬和大腸桿菌-志賀氏菌屬等有害菌群的豐度,從而提高母豬的泌乳性能,降低仔豬腹瀉率,提高血清抗氧化指標(biāo)。吳道義等[39]研究發(fā)現(xiàn),飼喂發(fā)酵飼料可以通過改善腸道微生物環(huán)境降低仔豬腹瀉率,減少仔豬早期死亡率過高的問題。張孟陽等[40]研究發(fā)現(xiàn),飼喂發(fā)酵飼料能顯著增加乳桿菌豐度, 同時(shí)降低腸道中脫硫弧菌屬、螺桿菌等致病菌的數(shù)目,抑制脫硫弧菌增殖, 預(yù)防腸道疾病,同時(shí)能夠增加厚壁菌門豐度, 顯著降低擬桿菌門/厚壁菌門的比例, 促進(jìn)仔雞的生長。

5 發(fā)酵飼料在反芻動(dòng)物生產(chǎn)中的應(yīng)用

反芻動(dòng)物與豬以及家禽的消化方式有極大的區(qū)別,關(guān)于發(fā)酵飼料在反芻動(dòng)物的研究已作了大量積累,但由于制作發(fā)酵飼料使用的菌種、底物不同,添加方式以及添加劑量不同,各個(gè)研究得出的結(jié)論也不盡相同。根據(jù)表1可以看出,無論是國內(nèi)還是國外,發(fā)酵菌種大多數(shù)都是酵母菌、乳酸菌、枯草芽孢桿菌以及霉菌,但大部分采用多菌混合發(fā)酵的方式,說明多菌混合發(fā)酵能夠整合各個(gè)菌種的優(yōu)勢發(fā)揮更完善的作用;發(fā)酵底物不盡相同,其中包含大部分非常規(guī)飼料,對反芻動(dòng)物有正向的促進(jìn)作用,說明發(fā)酵飼料的研發(fā)開拓了飼料資源,但對于不同底物的作用研究還需要進(jìn)一步研究整理。

5.1 發(fā)酵飼料對反芻動(dòng)物生長、生產(chǎn)性能的影響

生長性能是評判動(dòng)物生長狀態(tài)的最直觀標(biāo)準(zhǔn),采食量的高低直接影響動(dòng)物的生長性能。大多數(shù)研究表明,動(dòng)物日糧中直接添加發(fā)酵飼料或利用發(fā)酵飼料等量替代普通飼料能夠提升動(dòng)物的干物質(zhì)采食量(DMI)及平均日增重(ADG)[45-46,48,50-53,56,58-59],從而改善動(dòng)物的生長性能。但是對動(dòng)物生長性能的改善程度不一,可能與發(fā)酵飼料所飼喂的品種不同、發(fā)酵飼料添加(替代)比例不同及發(fā)酵底物不同有關(guān)。生產(chǎn)性能與動(dòng)物的經(jīng)濟(jì)價(jià)值呈正相關(guān),飼喂發(fā)酵飼料能改善肉牛、肉羊的眼肌面積、胴體率及屠宰率[41,53-54],還能提高奶牛、奶山羊的產(chǎn)奶量[48-57],提高動(dòng)物的飼喂價(jià)值與經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

5.2 發(fā)酵飼料對血清生化指標(biāo)和免疫功能的影響

血清生化指標(biāo)可以反映動(dòng)物機(jī)體的免疫功能,而給動(dòng)物飼料中添加發(fā)酵飼料可以通過改善血清生化指標(biāo)進(jìn)而增強(qiáng)免疫功能。研究發(fā)現(xiàn),飼喂益生菌發(fā)酵飼料后,奶山羊血清中的葡萄糖含量、血清總蛋白、白蛋白和球蛋白含量都有所提高,而血清尿素氮含量、血清膽固醇、谷丙轉(zhuǎn)氨酶、谷草轉(zhuǎn)氨酶、堿性磷酸酶含量均有所降低[57-58],試驗(yàn)羊的發(fā)病率明顯下降。同時(shí)利用微生物發(fā)酵飼料能提高肉牛免疫力[44],飼喂微生物發(fā)酵飼料后,肉牛血清總蛋白、白蛋白、免疫球蛋白A、G、M濃度顯著提高,谷草轉(zhuǎn)氨酶、谷丙轉(zhuǎn)氨酶活性及丙二醛濃度均顯著下降,且總抗氧化能力和總超氧化物歧化酶的活性極顯著增強(qiáng),極大程度的降低了肉牛生長過程中的患病幾率。王定發(fā)[60]也通過試驗(yàn)證明,飼料經(jīng)微生物發(fā)酵后可以增加犢牛血液中免疫球蛋白含量,提高動(dòng)物免疫力。這可能是由于發(fā)酵飼料中含有的益生菌可以保護(hù)腸壁,并刺激巨噬細(xì)胞產(chǎn)生免疫球蛋白,對機(jī)體免疫力具有重要作用,而免疫水平的高低間接反映了機(jī)體對疾病的抵抗能力[57]。綜上,飼喂發(fā)酵飼料可以增加動(dòng)物血液中免疫球蛋白含量,且能改善血清生化指標(biāo)(降低血清尿素氮含量、血清膽固醇含量),在不對動(dòng)物造成負(fù)面影響的情況下,提高動(dòng)物的免疫能力,有望解決集體養(yǎng)殖動(dòng)物免疫力下降問題,提高動(dòng)物的經(jīng)濟(jì)效益與飼喂價(jià)值。

5.3 發(fā)酵飼料對瘤胃發(fā)酵與營養(yǎng)物質(zhì)消化的影響

瘤胃是反芻動(dòng)物獨(dú)具的身體結(jié)構(gòu),瘤胃中的多種微生物細(xì)菌與原蟲共同構(gòu)成獨(dú)特的瘤胃發(fā)酵內(nèi)環(huán)境,使得反芻動(dòng)物能有效的利用粗飼料,但對粗纖維的利用效率仍相對較低[61-62]。瘤胃內(nèi)良好的發(fā)酵環(huán)境是反芻動(dòng)物健康的基礎(chǔ),研究證明,發(fā)酵飼料可以改善反芻動(dòng)物瘤胃的發(fā)酵環(huán)境,從而提高對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收[42,46,48-50,52,56],提高飼料利用率。徐子萱等[47]發(fā)現(xiàn),微生物發(fā)酵飼料可促進(jìn)瘤胃發(fā)酵功能,促進(jìn)底物發(fā)酵產(chǎn)生更多的揮發(fā)性脂肪酸,提高飼料營養(yǎng)物質(zhì)體外消化率。通過給杜寒雜交肉羊飼喂發(fā)酵秸稈飼料不但提升了肉羊瘤胃的發(fā)酵水平,還相對提升了肉羊?qū)Υ诛暳系睦寐?說明發(fā)酵飼料能通過改善瘤胃微生物數(shù)量改善瘤胃微生物環(huán)境,同時(shí)改善反芻動(dòng)物對粗飼料的利用[63]。郝凌魁[64]研究發(fā)現(xiàn),微生物發(fā)酵飼料顯著促進(jìn)了黃色瘤胃球菌、產(chǎn)琥珀酸絲狀桿菌、棲瘤胃普雷沃氏菌、牛鏈球菌、溶纖維丁酸弧菌和埃氏巨球型菌等有益菌的生長繁殖,降低了反芻獸甲烷短桿菌的數(shù)量,并降低了瘤胃細(xì)菌的多樣性。綜上所述,發(fā)酵飼料可以通過改善瘤胃發(fā)酵環(huán)境、增加瘤胃有益菌群數(shù)量、抑制(減少)有害菌群繁殖的方式來促進(jìn)瘤胃功能,從而提高反芻動(dòng)物對營養(yǎng)物質(zhì)的表觀消化率,提高動(dòng)物的生長性能。

6 存在的問題與展望

目前發(fā)酵飼料的研究仍然存在一些問題,其一,發(fā)酵菌種和發(fā)酵底物的不同可能對不同品種動(dòng)物的飼喂效果不一致,而且對菌種在發(fā)酵過程中的具體機(jī)制研究還不夠深入;其二,不同研究對發(fā)酵飼料的添加量(替代量)的報(bào)道不同,在同一品種動(dòng)物的研究上也有各種飼喂方式,尚無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),給大面積推廣發(fā)酵飼料增加了難度;其三,微生物之間也存在基因的橫向傳遞,即一個(gè)微生物的耐藥基因可以通過質(zhì)?；蚱渌d體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)微生物,因此,發(fā)酵用的菌種自身攜帶某種或多種耐藥基因,可能會轉(zhuǎn)移到動(dòng)物腸道微生物當(dāng)中,其對腸道微生物的耐藥性影響仍未可知。

發(fā)酵飼料的研究與推廣具有十足的必要性,其未來發(fā)展方向可能包括以下幾個(gè)方面:第一,發(fā)酵的菌種或亞種對發(fā)酵效果至關(guān)重要。對發(fā)酵飼料的研究需要突破更微觀的層次,可以從微生物、分子代謝的層面來研究。更加精準(zhǔn)的把控發(fā)酵飼料的作用方式及作用機(jī)理,從而更加精準(zhǔn)的了解發(fā)酵飼料的作用規(guī)律及其在不同底物上的作用效果,制定一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的添加(等量替代)規(guī)程,降低養(yǎng)殖端操作難度,實(shí)現(xiàn)大面積推廣;第二,發(fā)酵飼料原料的選用,應(yīng)選擇潛在營養(yǎng)價(jià)值高的原料發(fā)酵。目前,我國使用最多的還是豆粕,通過發(fā)酵規(guī)律的掌握可以考慮底物的替代,從豆粕變?yōu)槊奁?、菜籽粕。同時(shí)也可以考慮對飼料原料中玉米的替代,實(shí)現(xiàn)對糧食資源的節(jié)約;第三,發(fā)酵飼料的研究方向。目前,涉及發(fā)酵飼料的研究大多集中在豬、雞方面,一方面是因?yàn)樨i和雞的生長周期短,育肥效果明顯;另一方面,我國對豬肉和雞肉的需求量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過牛羊肉。但隨著生活水平提高,人們對牛羊肉的需求必定會逐漸增大。因此,需要對發(fā)酵飼料對反芻動(dòng)物的影響的研究投入更多精力。第四,發(fā)酵飼料的使用技術(shù)。在技術(shù)方面有待于進(jìn)一步研究改進(jìn)、控制發(fā)酵飼料加工成本,提高產(chǎn)品質(zhì)量以及產(chǎn)品安全。還可以通過與其它工程結(jié)合的方式提高發(fā)酵飼料的利用范圍,例如與酶工程的結(jié)合,可先通過酶的轉(zhuǎn)化作用將飼料原料中的糖分提取、轉(zhuǎn)化,再通過發(fā)酵飼料吸附多糖,進(jìn)一步提高發(fā)酵飼料的營養(yǎng)價(jià)值。