微生物发酵饲料的研究与应用

微生物发酵饲料的研究与应用

摘要：发酵饲料是以微生物、复合酶为生物饲料发酵剂菌种，将饲料原料转化为微生物菌体蛋白、生物活性小肽类氨基酸、微生物活性益生菌和复合酶制剂为一体的生物发酵饲料。文章综述了发酵饲料的分类、来源、优越性及应用。

近年来，用生物技术特别是微生物发酵技术来开发新型饲料资源、生产蛋白质饲料和新型添加剂越来越受到人们的重视。特别是进入21 世纪后，利用微生物生产的饲料蛋白、酶制剂、氨基酸、维生素、抗生素和益生菌等饲料产品的使用使发酵工程技术在饲料工业中得到了更广泛的应用，可以弥补常规饲料中容易缺乏的氨基酸，而且能使其他粗饲料原料营养成分迅速转化，达到增强消化吸收利用效果。

1微生物发酵饲料分类及原料来源

微生物发酵饲料现已应用的十分广泛，主要分为4 大类：固态发酵饲料，就是利用微生物的发酵作用来改变饲料原料的理化性状，或提高消化吸收率、延长贮存时间；或变废为宝，将秕壳残渣变为饲料；或解毒脱毒，将有毒饼粕转变为无毒、低毒的饲料。这一类发酵饲料包括青贮、微贮、粗饲料与担子菌发酵、畜禽粪与动物性下脚料发酵、饼粕类发酵脱毒饲料以及固态菌体发酵蛋白饲料；利用微生物在液态基质中大量生长繁殖的菌体以及生产单细胞蛋白（SCP）如酵母饲料、细菌饲料以及菌体蛋白（MBP），如丝状真菌菌体、食用菌菌丝体及光合细菌、微型藻饲料等；利用现代化的微生物工程，发酵积累微生物有用的中间代谢产物或特殊代谢产物，以此生产饲用氨基酸、酶制剂以及抗生素、维生素等；培养繁殖可以直接饲用的微生物，制备活菌制剂，又称微生态制剂、益生素等。

最常见的发酵原料包括薯类、籽实类、糠麸类、渣粕类（各种薯渣、玉米渣、脚粉、柑橘渣、甜菜渣、某些草粉等）、饼粕类（如棉籽饼、菜籽饼、油茶籽饼、蓖麻饼等）、秸杆类、粪便、及动物下脚料等。

2微生物发酵饲料常用的菌种及生长条件

我国微生物资源丰富，用于工业发酵的微生物主要包括细菌、放线菌、酵母菌和霉菌。饲料工业常用的细菌包括枯草芽孢杆菌、乳酸杆菌、醋酸杆菌、地衣芽孢杆菌、纳豆芽孢杆菌和蜡样芽孢杆菌等，其适宜生长温度是30～37 ℃，适宜pH 为7.0～7.2；常用的放线菌适宜生长温度是25～30 ℃，适宜pH 为7.0～7.2；常用的酵母菌包括啤酒酵母、假丝酵母和红酵母，适宜的生长温度是24～32 ℃，适宜pH 为3.0～6.0；常用的霉菌包括黑曲霉、米曲霉、白地霉和木霉，其适宜的生长温度是25～30 ℃，适宜pH 为 3.0～6.0。酵母或细菌等单细胞菌类能够产生单细胞蛋白（SPC），多细胞的丝状真菌类能够产生菌体蛋白（MBP）。

3微生物发酵的分类

微生物发酵根据获得产品的不同可分为微生物酶发酵、微生物菌体发酵、微生物代谢产物发酵、微生物的转化发酵、生物工程细胞的发酵。根据微生物的种

类不同可分为厌氧发酵和好氧发酵，厌氧发酵在发酵时不需要供给空气，如利用乳酸杆菌进行的丙酮、丁醇发酵等；好氧发酵需要在发酵过程中不断的通入一定量的空气，如利用黑曲霉进行的柠檬酸发酵、利用棒状杆菌进行的谷氨酸发酵、利用黄单胞菌进行的多糖发酵等。根据培养基的不同可分为固体发酵和液体发酵。根据设备不同可分为敞口发酵、密闭发酵、浅盘发酵和深层发酵。

4微生物发酵的优越性

4.1 发酵脱毒

多数情况下微生物的代谢产物可以降低饲料中毒素含量。甘露聚糖可以有效地降解黄曲霉B1等。有研究表明，曲霉属、串珠霉属等 5 个菌株能有效的降低发酵棉籽粕中游离棉酚的含量。

4.2 改变蛋白质的品质

微生物可以分解品质较差的植物性或动物性蛋白质，合成品质较好的微生物蛋白质，例如活性肽、寡肽等。微生物能把15% 以上的糖、半纤维、粗纤维及3% 以上的粗脂肪转化为30% 以上的粗蛋白、赖氨酸和蛋氨酸，有利于畜禽的消化吸收。

4.3 产生促生长因子

不同的菌种发酵饲料后所产生的促生长因子含量不同，这些促生长因子主要有有机酸、B 族维生素和未知生长因子等。

4.4 降低粗纤维

一般发酵水平可使发酵基料的粗纤维含量降低12%～16%，增加适口性和消化率。Carlson 等研究报道，发酵后饲料中的植酸磷或无机磷酸盐被降解或析出，变成了易被动物吸收的游离磷。

5微生物发酵饲料在畜禽生产中的应用

5.1 在反刍动物生产中的应用

赵华等试验发现，饲喂氨基酸发酵剂发酵饲料的试验组，每头泌乳牛平均日产标准乳21.68 kg，未饲喂发酵饲料的对照组，每头泌乳牛平均日产标准乳19.47 kg，试验组比对照组产奶量高11.4%。张乃锋等的肉羊饲喂试验表明，苹果发酵饲料能够提高肉羊增重速度，增加疾病抵抗力。

5.2 在猪生产中的应用

何谦等饲喂发酵饲料后动物肠道中大肠杆菌数下降，而肠道优势乳酸菌群数目上升。试验还发现，发酵后的基础日粮游离磷比发酵前提高了63.5%，提高了植酸磷的可利用水平，因而可减少植酸酶的添加，降低饲料成本。发酵后蛋白质

被乳酸菌降解利用，成为小分子的胨或肽，更有利于仔猪的消化吸收。Kobashi 等给仔猪饲喂液体发酵饲料，发现其可引起肠道内的乳酸菌数目的增加，这说明液体发酵饲料可能减少有害菌的滋生。

5.3 在家禽生产中的应用

在肉鸡日粮中适当添加玉米秸秆粉发酵饲料，不仅降低了饲料成本，而且改善了肉品质，为生产绿色肉鸡产品提供了一个有效途径。朱立国在用发酵饲料对肉鸭的饲养试验中发现，发酵饲料可以提高适口性、降低料肉比、提高屠宰性能、降低饲料成本等。有研究人员在雏鸡中分别饲喂和不饲喂乳酸杆菌制剂，进行鸡的白痢沙门氏菌攻毒试验，结果表明，饲喂乳酸杆菌的雏鸡组与对照组相比，死亡率明显降低20%。

5.4 在水产养殖中的应用

Luo 等对石斑鱼配合饲料中发酵豆粕和豆粕部分替代鱼粉的研究结果表明，在石斑鱼饲料中添加发酵豆粕14%，其增重率与对照组比较没有显著差异（P>0.05），随着豆粕添加量的上升，增重率显著下降（P<0.05）。周国忠在鱼饵料中补加35％瘤胃饲料节省精料可观，这对节粮养鱼有很大的经济饲用价值，很适于养鱼业推广应用。

6展望

随着当前饲料行业的蓬勃发展，饲料逐步向低药、低残留发展，畜禽、水产品也渐渐迈向绿色产业革命，因此，生物饲料也必然成为大势所趋。分子生物学、微生物学、发酵工程学、仪器科学、自动化科学等方面的发展，也将使微生物发酵饲料成为一种新型动物能源并广泛应用，造福人类。