微生物发酵饲料的生产及其应用

黄 波，赵 斌，陈 鹏，邱元华，樊学良

（成都大学机械工程学院，四川成都 610106）

0 引言

我国是农业大国，农业是支撑国民经济建设与发展的基础。饲料产业是联系种植业、养殖业和农产品加工业等产业的枢纽，在现代农业中发挥着至关重要的作用。伴随着改革开放和社会分工，我国饲料产业总产量已超过美国，跃居为世界第一大饲料生产国。《全国饲料工业“十三五”发展规划》把“推动微生物发酵技术在饲料产品中的应用，开发全发酵配合饲料产品”列入了“十三五”发展重点。

我国微生物发酵饲料技术起步较晚，在1987年国内才首次提出关于菌类发酵制备饲料的专利申请，在随后相当长的一段时间内，相关研究在国内都处于比较沉寂的状态。从2010年开始，国内企业和科研单位对微生物发酵饲料技术的研究才逐渐兴起。目前，我国微生物发酵饲料普及率低，并没有形成机械化、规模化生产，还存在着配料精度低、原料混合不均匀、发酵程度难掌握等工艺问题，优化现有微生物发酵饲料发酵工艺、推进发酵技术的理论创新、提高微生物发酵饲料营养价值、改善微生物发酵饲料适口性等，能有效促进我国饲料产业规模化、自动化、智能化发展。

1 微生物发酵饲料的生产

1.1 微生物发酵饲料

微生物发酵饲料是指在人工控制条件下，饲料原料中大分子物质和抗营养因子经过微生物新陈代谢和菌体繁殖而被分解或转化的饲料。微生物发酵饲料以微生物发酵技术为核心，其实质是饲料原料和微生物经发酵作用，再通过干燥、制粒等饲料加工工艺，最终制成富含活性益生菌，安全、无污染、无药物残留的优质饲料[1]。微生物发酵饲料能有效改善动物胃肠道微生态平衡、补充营养成分、提高饲料利用率、提高动物机体免疫力。

1.2 饲料原料

我国微生物发酵饲料原料种类非常多，除了一些较常规的粮食饲料原料外，其他非粮饲料原料也可应用在微生物发酵饲料的生产中。目前，我国微生物发酵饲料原料主要分为植物类、废渣类、混合原料、餐余类等。植物类是目前使用量最大的饲料原料，约占52.04%，其中又以秸秆最为常见；废渣类的使用仅次于植物类，约占28.23%，以粕类原料（如棉粕、豆粕等）使用最多；混合原料是指将植物类与废渣类混合在一起生产微生物发酵饲料的饲料原料；餐余类是指将餐饮业产生的餐余废弃物作为饲料原料；另外，一些使用极少的其他饲料原料（如工业废水、羽毛、淤泥等）仍可作为微生物发酵饲料生产的饲料原料。

1.3 发酵菌种

发酵菌种的选用是微生物发酵饲料技术的首要环节，其安全性和有效性是保证发酵质量的重要前提。根据我国农业部在《饲料添加剂品种目录》中的规定，可在微生物发酵饲料中使用的微生物菌株共计35种。目前，我国微生物发酵饲料生产常使用乳酸菌、芽孢菌、酵母菌和霉菌等。乳酸菌可提高饲料品质、改善动物消化道微生态环境、调节消化道免疫系统，可直接促进动物生长[2]。芽孢菌具有较强的蛋自酶、淀粉酶、脂肪酶活性，可明显促进动物对营养物质的吸收[3]。酵母菌可改善动物胃肠道环境和菌群结构，加强机体的免疫力和抗病力，并且使饲料具有酵母香味，改善饲料适口性[4]。霉菌可以分泌多种消化酶，促进饲料中的养分被消化和吸收利用，提高饲料利用率[5]。

1.4 生产工艺

除了发酵菌种的选用外，生产工艺也是决定微生物发酵饲料发酵质量的关键环节。发酵类型根据微生物对氧气的需求分为好氧发酵和厌氧发酵，根据水分的含量分为固体发酵和液体发酵。液体发酵在国外应用较多，主要是将液化的饲料原料经发酵后直接饲喂动物。在国内，液体发酵主要应用于酶制剂、微生态制、微量元素和药物等微生物制剂的生产。到目前为止，国内关于微生物发酵饲料生产方式主要为厌氧固体发酵，具体生产工艺主要包括青贮、塑料密封袋发酵和呼吸阀袋内发酵等。

青贮是指将青绿多汁的青储料在人为创造条件下，经微生物发酵作用，用于微生物发酵饲料生产的一种生产工艺。一般有收割、运输、切短、装窖、踩实、密封等加工环节，每个加工环节需连续进行，一次性完成。青贮的优点是技术成熟、制作简便、保存时间长，缺点是季节性强、不便于远距离运输、开封后需要在较短时间内饲喂完。塑料密封袋发酵是指将饲料原料接种后装入塑料密封袋中，再将袋口密封，经微生物发酵作用，用于微生物发酵饲料生产的一种生产工艺。一般有配料、接种、混合、密封、发酵等加工环节。其优点在于工艺简便、设置投资投资少、生产成本较低，缺点在配料精度低、发酵品质不稳地、对传统经验依懒性较高。呼吸阀袋内发酵是在传统密封发酵袋上设置有可调节气压的硅胶膜，当饲料原料接种装入后热合封口。在发酵初期，好氧菌快速繁殖产生大量气体可通过呼吸阀排出，当氧气耗尽，呼吸阀关闭开始厌氧发酵作用。加工环节一般包括配料、接种、混合、密封、发酵等，其优点在于可实现规模化流水线生产，且只要包装袋完好，保质期可达3年以上。

2 微生物发酵饲料的应用

2.1 改善原料适口性，提升动物生产性能

饲料原料的物理性状经微生物发酵作用而得到改变，在微生物生长和繁殖的过程中会分泌部分胞外酶，并产生维生素、酸、醇、酯等物质，从而改进原料口味，提升原料品质，改善原料适口性，提升动物生产性能。彭忠利等人[6]通过用微生物发酵饲料饲喂山羊研究表明，试验I组、II组相比于对照组平均日增重极显著提高（p＜0.01）。张红军等人[7]对蛋鸡饲料进行多种微生物菌种发酵处理，通过饲喂蛋鸡试验发现，试验组相比对照组料蛋比明显降低（p＜0.01），产蛋率提高了5.5%。

2.2 降解原料有毒成分和抗营养因子

植物性饲料原料、废渣类饲料原料中一般含有有毒成分和抗维生素因子、蛋白酶抑制因子、非淀粉多糖、植物凝集素和多酚类化合物等抗营养因子，对动物机体产生毒害作用，并影响动物对营养物质的吸收。利用微生物发酵技术对饲料进行发酵处理，可有效降解原料中的有毒成分和抗营养因子。乔晓艳等人[8]采用干酪乳杆菌和热带假丝酵母对棉粕发酵后，棉酚脱毒率为48.1%，植酸降低了1.54%，氨基酸提高10.81%，小肽含量提高10.97%。孙林等人[9]采用多菌种固态发酵菜籽粕，使其硫苷降解率达85.19%，硫苷降解率达53.11%，粗蛋白质含量提高了4.37%。

2.3 提高机体免疫力，调节肠道微生态平衡

饲料原料经微生物发酵作用后，有益微生物的免疫调节因子会刺激动物肠道免疫系统，从而提高动物细胞免疫和体液免疫应答效率，显著提高动物血清中免疫球蛋白的含量，增强机体免疫力和抗体水平，降低疾病发生的概率。同时，竞争性抑制消化道有害菌体的生长与繁殖，调节并维持动物肠道微生态平衡。大量试验研究表明，饲喂微生物发酵饲料可显著降低动物肠道内致病性大肠杆菌、沙门氏菌等有害微生物的繁殖[10]。

3 发展趋势及存在的问题

我国农副产品、轻工业副产业等非粮饲料原料丰富，具有发展微生物发酵饲料的资源优势，积极推进微生物发酵饲料向技术含量高、规模化、自动化与智能化方向发展，以提升成品品质、提高营养价值、改善适口性为目标，将是微生物发酵饲料发展的一大趋势。目前主要存在着以下几个问题。

（1）微生物发酵饲料种类繁多，尚未建立微生物发酵饲料评价体系。对不同菌种、不同饲料原料、不同发酵程度的微生物发酵饲料，未从营养成分、卫生条件等方面建立完善的、科学的、安全的微生物发酵饲料评价体系。

（2）发酵过程难掌握，发酵品质不稳定。采用青贮、密封发酵袋和呼吸阀袋内发酵等生产工艺，原料发酵时间和发酵过程中的温度、湿度等工艺参数受环境因素影响大，致使发酵品质不稳定。

（3）设备自动化程度低，企业生产效率低、成本高。微生物发酵饲料生产过程中的原料配料、混合搅拌、发酵控制等关键环节都是人工控制，致使原料配料精度较低，混合不均匀或过度混合，造成微生物发酵饲料生产企业竞争力差。

4 结语

饲料产业在现代农业中占有举足轻重的地位，积极推进饲料产业的现代化发展，可有效促进现代畜牧水产养殖业的发展。微生物发酵饲料作为工业饲料的重要组成部分，在我国具有巨大市场潜力，建立完善的、科学的、安全的微生物发酵饲料评价体系，改进现有微生物发酵饲料生产工艺、开发新饲料原料，促进微生物发酵饲料规模化、自动化、自动化生产，从而提升饲料品质，提高营养价值，改善适口性，具有巨大的社会效益和经济价值。