我國是畜禽養殖大國，飼料是畜禽養殖業的物質基礎。植物餅粕中多含有抗營養因子，如豆粕中的胰蛋白酶抑制因子，菜籽粕中的植酸和硫苷，棉籽粕中的游離棉酚等，都不利于畜禽消化吸收。因此，如何清除或減少植物餅粕中的抗營養因子是一直以來的研究方向。此外，在傳統養殖業中，抗生素的濫用不僅增加病菌的耐藥性，還會引起人體內抗生素富集，更對環境造成污染。當今我國畜牧行業還面臨著諸多不確定因素，如豆粕等優質飼料原料價格較高且過分依賴進口、血漿蛋白粉等動物源性飼料引起的同源污染、飼用抗生素全面禁用等，尋找和開發優質飼料原料及飼用抗生素替代品是我國飼料行業亟待解決的關鍵問題。生物飼料通過基因工程、蛋白質工程、發酵工程和生物提取等手段能夠提高植物餅粕利用率，改善畜禽產品品質，降低抗生素使用，能夠達到降低養殖成本的目的，從而較大程度地提高市場競爭力。

1、生物飼料定義

2018年1月1日由生物飼料開發國家工程研究中心起草發布的團體標準 T/CSWSL 001-2018《生物飼料產品分類》將生物飼料定義為：使用農業部飼料原料目錄和飼料添加劑品種目錄等國家相關法規允許使用的飼料原料和添加劑，通過發酵工程、酶工程、蛋白質工程和基因工程等生物工程技術開發的飼料產品總稱，包括發酵飼料、酶解飼料、菌酶協同發酵飼料和生物飼料添加劑等。本文主要就發酵類飼料進行闡述。

2、生物飼料對動物生產的作用

2.1 提高動物生產性能

生物飼料經發酵后，能大大降低底物中的抗營養因子，將不易被消化吸收的大分子物質轉化為小分子肽、游離氨基酸和低聚糖等，此外，生物飼料中的有益菌能產生許多促進動物營養吸收的產物，如蛋白酶，脂肪酶、淀粉酶、乳酸、維生素、氨基酸等，產生的酸類物質能降低消化道ph，刺激內源酶的分泌，較低的pH能夠促進動物對鈣、磷、鐵的吸收與利用。有研究發現，經植物乳桿菌和枯草芽孢桿菌發酵后的棉籽粕，其酸溶蛋白含量顯著提高，游離棉酚含量及pH顯著降低。生物飼料發酵后產生的風味物質能改善飼料適口性，提高采食量。使用生物飼料后飼料轉化率可提高5%~10%，同時在使用生物飼料后，商品豬的成活率提高5%，母豬繁殖性能提高5%。通過對比試驗可知，對母豬飼喂生物飼料，仔豬平均日增重提高了2.32%；對保育豬飼喂生物飼料，仔豬成活率提高1.39%，每頭仔豬凈增重增加1.47kg、日增重增加35g。對育肥豬飼喂生物飼料，平均增重及日增重上分別提高了10.02%、10.01%。且各階段豬只的死亡率均有所降低。有研究表明，發酵豆粕可替代魚粉等動物性蛋白質飼料應用于保育豬的生長發育，飼喂10%和15%濕發酵豆粕仔豬平均日增重分別提高了16.6%和23.0%，料重比分別降低了9.7%和11.4%；在肉雞前7天飼糧中添加3%乳酸菌或枯草芽孢桿菌發酵豆粕的研究表明，前7天飼糧中使用發酵豆粕可顯著提高后期肉雞的平均日增重、飼料轉化率和35日齡體重，說明前期飼喂發酵飼糧有后續效應且可促進后期生長。Nie等研究發現，在肉雞飼糧中添加6%的熱帶假絲酵母發酵棉籽粕，與添加6%的未發酵棉籽粕相比，可顯著降低肉雞腹部脂肪和甘油三酯含量，改善肉品質。當發酵底物為全價料、豆粕或棉籽粕時，其與對照組相比生長性能有較大提高。近年來，很多學者就發酵豆粕替代魚粉對魚蝦類生長發育免疫等方面的影響做了諸多研究。Ding等用25%、50%、75%和100%的混菌發酵豆粕替代日本沼蝦中的魚粉，結果表明，發酵豆粕替代魚粉不會影響日本沼蝦的生長性能。

2.2 降低養殖對環境的污染

近年來，隨著畜牧養殖的不斷擴大，養殖污染已經成為環境污染問題的重點對象，生物飼料是環境友好型飼料，推廣使用生物飼料，符合我國對各行各業提出的環境保護要求，在生態環境受到足夠重視的大前提下，生物飼料是必然趨勢。生物飼料具有減少飼用抗生素、銅和鋅使用量，降低畜禽氮、磷和有害氣體排放量，達到減少畜牧場污染的作用。使用生物飼料能夠促進動物對營養物質的吸收利用，減少排泄物中有害物質的含量，降低糞便臭味對養殖效果的影響，改善養殖場內的飼養環境。生物飼料中乳酸菌等發酵菌可在動物腸道中代謝產生過氧化氫和有機酸等物質，從而抑制腐敗菌生長，減少內毒素物質的產生；飼料中的枯草芽孢桿菌也可產生氨基轉移酶、氨基氧化酶和硫化物分解相關酶，將吲哚和硫化物氧化分解為無毒無臭物質，降低糞便中的氨、吲哚和硫化氫等有害物質排放量。劉志云等用乳酸菌和地衣芽孢桿菌混合發酵的全價料飼喂平均體重22kg的生長豬，發現生物飼料組與抗生素組在糞便菌群結構、平均日增重和飼料轉化率上均無顯著差異，但生物飼料組顯著降低糞便臭味物質中的吲哚含量。廖云瓊等發現給奶牛飼喂有效微生物群生物飼料能夠顯著降低牛糞中氮磷含量及牛舍中硫化氫和氨氣濃度，從而降低養殖污染。

2.3 減少有害物質的殘留

目前，我國的經濟水平逐年增高，人民群眾對肉蛋奶的需求量和品質要求也在逐漸提高，含有抗生素殘留的食品受到了越來越多消費者的抗拒，食品安全問題亟待解決，生物飼料的使用不僅能夠改善產品風味，提高其品質，生物飼料發酵過程中還能產生酸，作用于動物體內起到一定的抑菌作用，從而可以降低抗生素和藥物的使用，減少豬肉中的藥物殘留。

2.4 提高機體免疫力

生物飼料能提高機體免疫力，主要通過以下方面調節：

1）生物飼料中有益菌激活宿主免疫細胞，提高吞噬細胞活力，促進體液免疫，激活腸上皮內淋巴細胞和自然殺傷性細胞；

2）生物飼料中益生菌在腸道定植，通過競爭性抑制作用抑制有害菌生長；

3）益生菌制造的厭氧環境可抑制致病菌的生長與繁殖。研究表明，21日齡斷奶仔豬飼喂發酵中藥渣后能顯著提高其血液中谷胱甘肽過氧化物酶和超氧化物歧化酶活性，同時血液免疫球蛋白G、免疫球蛋白M和免疫球蛋白A含量均顯著提高，這表明經發酵后的中藥渣能夠提高斷奶仔豬的抗氧化及免疫能力。

飼料中的枯草芽孢桿菌能夠提高虹鱒魚的血清溶菌酶活性，使其免疫力增強，滅活的乳酸菌能夠增強動物T細胞活性，促進干擾素和白細胞介素等活性物質的產生，并且乳酸菌分泌的過氧化氫也可作為誘導腸道上皮細胞過氧化氫酶分泌增加的信號分子，進而引發過氧化物酶體增殖物活化受體y（PPAR-y）激活，調節腸道上皮細胞對腸道炎癥的免疫應答。

2.5 調節腸道菌群平衡保護腸道健康

健康動物的腸道內有多種微生物群落，各個微生物群落之間存在著相互依存、相互制約的關系，使腸道內微生態系統處于一個平衡的狀態，在健康狀況下對抵御病原體的侵襲具有積極的作用。生物飼料發酵菌種多為乳酸菌、芽孢桿菌、酵母菌等，生物飼料中的活菌及其代謝產物是調節動物腸道菌群平衡、改善腸道健康的主要物質。益生菌在腸道內能形成微生物屏障，抑制有害菌繁殖，維持菌落生態平衡，保證腸道健康。例如生物飼料中的乳酸菌利用與小腸更高的親和性與有害菌競爭小腸上的結合位點，其代謝產物乳酸能降低小腸pH，且可以合成細菌素和過氧化氫等抑菌物質來抑制有害菌生長，使腸道微生物區系更加健康穩定；芽孢桿菌可分解腸道中碳水化合物并產生短鏈脂肪酸，促進腸道發育，其產生的抗菌肽還有抗菌作用。

3、生物飼料在應用中存在的問題與建議

3.1 菌種選擇

菌種對于生物飼料來說至關重要，是生物飼料的核心。生產過程中，常見菌株來源不明、不純和菌種退化等現象。耐藥基因轉移、有害代謝產物、黏膜損傷、超敏反應等來自菌種的威脅也增加。所以，我們首先要保證菌種的安全性，確保菌種及其產物對動物、人體及環境無害。再者，我們要保證菌種的有用性，針對不同的原料篩選出高效降解菌，針對動物不同消化階段刪選適應性好，定植能力強的菌株，針對特定功能性代謝產物，篩選高效表達菌株。菌種不僅要在原料中發揮降解、代謝作用，在加工、運輸中保證活性，還要在消化道內有較強適應性，保證能在腸道內發揮作用。

研究方面亟需系統評價菌種特性。并且需要提出統一的產品質量標準。發酵飼料主要以改善原料品質為目標，生產富含高活性益生菌及其代謝產物的生物飼料產品。因此，菌種來源規范性以確保菌種、菌株安全性和明確應用菌種/菌株的特性居首要地位。

3.2 菌株的組合

生產過程中，常見菌株來源不明、不純和菌種退化等現象。耐藥基因轉移、有害代謝產物、黏膜損傷、超敏反應等來自菌種的威脅也增加。生物飼料發酵菌種組合研究還在探索階段，不同菌種按不同比例組合后發酵效果不同，所以要根據原料特點，菌種的生存條件、代謝途徑、發酵產物和混合菌種之間可能存在的相互關系并根據發酵目的，結合菌種發酵效果，選用菌種的種類和添加比例。

3.3 雜菌污染

我國生產生物飼料多采用敞開式發酵床固體發酵技術，其在增大發酵體積、加快發酵效率的同時，也加大了雜菌污染的幾率。生物飼料發酵是一個持續的過程，雜菌污染不僅會影響生物飼料品質，在后續運輸保存中也會造成發霉、結塊等問題。所以我們要加強質量控制，建立相應的標準。

4、小結

生物飼料對提高飼料利用率，提高動物生長性能方面有較好的效果，還有減少抗生素使用及替代優質原料的潛力。但是生物飼料在實際生產應用中還存在許多問題與不足，生物飼料質量的控制，菌種選擇與組合方面還需進一步建立與研究。