发酵饲料研究进展

《中国饲料添加剂》

益生菌发酵饲料研究进展

刘瑞丽 刘登如 石孔泉 赵霞 方曙光

（润盈生物工程（上海）有限公司，上海 201700）

摘 要 近年来，益生菌发酵饲料再度兴起，并引起了广泛关注。益生菌发酵饲料的发展有优势，也存在一定的问题。本文阐述了益生菌发酵饲料的作用机理，介绍了其生产工艺，并对其品质评定方法做了概述。

关键词 益生菌，发酵饲料，作用机理，生产工艺，品质评定

我国畜牧养殖业发展突飞猛进，规模化、集约化的商品养殖成为趋势，且发展迅速，畜禽养殖规模和产值每年的递增速度超过10%[1]，但与此同时，由养殖业带来的人畜共粮问题、环境污染问题与食品安全问题等越来越严重。为解决这一难题，广大养殖工作者与科研人员都作出了很大努力。在该过程中，发酵饲料越来越受到青睐，并且以其适口性好、消化率高、无抗生素添加、可提高动物机体免疫力、无激素和药物残留等优点，使其使用越来越普遍。

发酵饲料已经历了相当长的发展历程，发酵工艺也日臻成熟。自1965年广西容县推广黑曲霉糖化发酵饲料以来，各种发酵饲料陆续出现。到上世纪80年代，以酵母发酵饲料为代表的固体发酵饲料兴起。90年代起，我国便开始了微生物发酵饲料的研究与生产。农业部1999年公布了12种可以直接使用的饲料级微生物添加剂菌种。以小型饲料厂生产发酵饲料再配制为浓缩饲料为主, 这样就使产品质量有了很大的提高。

1.发酵饲料的作用机理 1.1 发酵饲料的定义

发酵饲料是指在人工控制条件下, 微生物通过自身的代谢活动, 将植物性、动物性和矿物质中的抗营养因子分解、合成, 产生更能被畜禽采食、消化、吸收养分和无毒害作用的单一饲料, 称发酵饲料[2]。 1.2 发酵饲料的作用机理 1.2.1 缺氧和酸性环境抑制有害菌的生长 发酵饲料一般都在缺氧条件下，在饲料中添加枯草芽孢杆菌、植物乳酸杆菌、嗜酸乳杆菌、干酪乳杆菌、啤酒酵母菌等厌氧或兼氧有益微生物进行发酵。在发酵过程中会产生以乳酸为主的多种有机酸，使饲料的pH 值降低，一般在4.5左右。这就破坏了中性、好氧的有害菌生长的环境，抑制了其生长。

李维炯等研究证明，饲料发酵4天后，pH 值由7下降至5以下成为酸化饲料，有利于保持胃肠道的酸性环境，既减少了有害微生物的作用和对养分的消耗，又大大降低了消化道疾病尤其是

腹泻的发生率[3]。Rene L van Winsen 等研究表明，饲料经发酵后pH 值下降到4.0以下，发酵饲料

中沙门氏菌的大量减少可能就是因为乳酸和乙酸的增加以及低的pH 值[4]。

1.2.2 竞争性抑制

发酵饲料中的益生菌进入肠道内后，与病原菌和有害菌竞争营养物质、生存空间，抑制病原菌的生长、繁殖。

郑跃杰等研究表明，双歧杆菌与肠上皮细胞系Lovo 细胞粘附后对肠致病性大肠杆菌(EPEC) 及产毒性大肠杆菌(ETEC)粘附的竞争性抑制作用。发现双歧杆菌能完全抑制EPEC 与ETEC 的粘附, 这种作用可能是由于双歧杆菌的占位性保护机制, 在空间上阻止了病原菌与Lovo 细胞的进

一步接近[5]。

《中国饲料添加剂》1.2.3 抑菌物质的产生

许多乳酸菌和链球菌可以产生细菌素, 如乳酸链球菌肽等, 这些多肽类物质能抑制沙门氏 菌、志贺氏菌、绿脓杆菌和大肠杆菌等有害菌的生长。有些乳酸菌如嗜酸乳杆菌和保加利亚乳杆菌, 可以产生少量的过氧化氢, 从而抑制许多细菌, 尤其是革兰氏阴性病原菌的生长。另外, 有些有益微生物可以产生酶类, 如双歧杆菌和乳酸杆菌产生的胞外糖苷酶可以阻止细菌毒素在

上皮细胞黏附和侵入[2]。

1.2.4 营养作用

饲料发酵后产生的有机酸可促进矿物质的吸收和利用。另外很多益生菌繁殖时会产生各种酶，如蛋白酶、淀粉酶和脂肪分解酶、水解酶、果胶酶、葡聚糖酶、纤维素酶、植酸酶等活性消化酶，促进了动物对饲料的消化和利用[6]。另外，发酵饲料中的有益菌还在肠道内代谢产生几种B 族维生素。 王立克等人研究发现发酵后的数皮中含有大量的酵母菌蛋白（含蛋白质60%）, 氨基酸组成齐全, 特别是赖氨酸含量高, 维生素和酶含量丰富, 每克酵母约含硫胺素0.1—0.2mg 、核黄素0.04—0.06mg 、烟酸0.03—0.06mg 等, 此外, 尚含有维生素B 12、叶酸、肌醇、转化酶、麦芽糖酶等[7]。

1.2.5 增强免疫力

微生物发酵饲料中的有益微生物可以作为一种非特异免疫调节因子, 通过细菌本身或细胞壁成分刺激并激活宿主免疫细胞, 促进吞噬细胞活力或作为佐剂发挥作用。 刘欣等研究表明饲喂微生物发酵豆粕使仔猪血清IgG 降低21.43%(P<0.05) ,肠系膜淋巴结系数提高2.08%(P<0.05)。在刀豆素A 的刺激作用下,血液中刺激指数(SI)下降了63.73%(P<0.01);在脂多糖的刺激作用下, SI 下降了47.67%(P<0.01)[8]。L Heres 等人对鸡饲喂液态发酵饲料后，发现鸡对由沙门氏菌引起的肠炎的感染性下降[9][10]。 2. 发酵工艺 发酵饲料的研究历史已相当悠久，其发酵工艺也日臻成熟。随着发酵底物以及采用菌种等的不同，发酵方式也各有其特点。 2.1 固态发酵 固态发酵是指发酵料以固体的状态在微生物的作用下的发酵过程。固态发酵通常采用低值 的糠麸类和废渣粕类为原料，成本低，原料来源丰富。其生产过程比较简单，一般为：菌种扩 大培养、原料预处理、接种发酵、干燥灭活、成品包装。固态发酵通常是需氧发酵，物料的厚度要适当，要疏松以利通气，发酵过程产热，并有水分蒸发，因此需翻动物料，控制通风和空气适度。 固态发酵的缺点在于，菌种经多级培养和敞开式发酵易使杂菌感染，深层发酵不彻底，占地面积大，且机械化程度差。随着科学技术的发展，固态发酵技术有所提高，但缺点仍存在。 2.2 液态发酵 液态发酵是指发酵料以液体的状态在微生物的作用下的发酵过程。液态发酵通常采用糖蜜、味精废水、酒糟等工业废液为原料。其生产过程比较复杂，比固态发酵多了脱水、收集和干燥的环节。根据不同的菌种控制好不同的发酵条件，如营养成分，pH 值，温度，水分等都很关键。

液态发酵克服了固态发酵的某些缺点，具有发酵时间短，效率高，适合大规模工业化生产和易于控制等优点。但也存在着风险大，投资高等缺点。

2.3 固液结合发酵

既然固态发酵和液态发酵各有利弊，勤劳智慧的劳动人民和科学工作者把二者结合起来，扬长避短，以求获得更大效益。许志华等人采用液态发酵的方式生产液体发酵剂，然后用液体

发酵剂进行固态发酵，取得了良好的效果[11]。