微生物發酵飼料研究進展
隨著畜牧養殖業的快速發展，“人畜共糧”的矛盾日益凸顯，為了解決這個重要的問題，世界各國不管是科技界還是工業界都在探尋新的飼料來源，其中，蛋白質飼料尤其受到重視。自20世紀50年代開始，動物日糧中添加抗生素等物質可有效促進動物的生產，對畜牧養殖業的快速發展做出了很大的貢獻。但是隨著時間的增長，人們發現在飼料中添加抗生素帶來的危害也是非常顯著的，也受到了社會各界人士的廣泛關注。歐盟自2006年1月起全面禁止在畜禽飼料中添加抗生素，我國在飼料中允許添加的抗生素種類也在逐漸減少。飼料資源短缺的問題長期制約著我國畜牧業的發展，即發展安全、健康的養殖環境是當務之急，其中微生物發酵飼料正在受到人們的關注和青睞。
微生物發酵飼料是指在人為控制條件下，以微生物為飼料發酵的菌劑，將發酵飼料原料中抗營養因子進行分解或轉化，生成多種有機酸、維生素等營養物質，在發酵過程中還可產生淡淡的香味，增加了動物的適口性，還可以提高動物的抵抗力。
1 微生物發酵飼料的種類
微生物發酵飼料根據含有水分的多少可以分為液體發酵飼料和固體發酵飼料。國外一般使用液體飼料較多，而國內廣泛使用的還是固體發酵飼料。除此之外，還有單細胞蛋白和菌體蛋白飼料、氨基酸、酶制劑以及微生物等代謝產物；微生態制劑和益生素等類別。
1.1 固體發酵飼料
固體發酵又稱為固態發酵，是將粗飼料作為發酵原料，添加混合有益菌種進行發酵的過程，發酵產物中營養成分高、適口性好，還可對原料中有毒物質進行降解。發酵微生物菌種主要有霉菌、酵母菌及細菌的一些類群。
1.2 液體發酵飼料
液體發酵飼料中發酵原料的粒度要小的多，添加一定比例的水，增加了與菌種之間接觸的表面積，從而加快發酵的速度；液體發酵飼料混合均勻，避免動物挑食，在預防仔豬腹瀉等方面有著重要的作用。但由于發酵調控、有效性、經濟性等問題，限制了其推廣應用。
2 發酵飼料選用菌種種類
2009年美國聯邦食品藥品管理局和美國飼料控制官員協會允許46種微生物菌種可作為飼料添加劑使用。而我國農業部發布的公告“飼料添加劑品種目錄”中包括：地衣芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌、兩歧雙歧桿菌、嗜酸乳桿菌、乳酸片球菌等15種可以直接飼喂動物、允許使用的飼料級微生物飼料添加劑菌種。發酵飼料的生產菌種很多，主要有乳酸菌、酵母菌、芽孢桿菌和霉菌4大類。
2.1 乳酸菌
乳酸菌是一類能利用可發酵碳水化合物產生大量乳酸的無芽孢革蘭氏陽性菌，在自然界分布廣泛，乳酸菌大部分是人體及動物體內必不可少的菌群。按乳酸代謝途徑可大致分為：同型乳酸菌、專性異型乳酸菌、兼性乳酸菌和雙歧桿菌四類。而且乳酸菌可抑制腸道內腐敗菌的生長和腐敗產物的產生，可產生多種消化酶，制造營養物質，提高飼料消化率，保持動物體內的微生態平衡。
2.2 酵母菌
酵母菌是一類可將糖類分解為酒精和二氧化碳肉眼看不見的兼性厭氧單細胞真菌。飼料用酵母菌主要分為熱帶假絲酵母、產朊假絲酵母、釀酒酵母、紅酵母、畢赤酵母等。酵母可以將大分子物質分解成細胞新陳代謝易利用的小分子物質，屬于異養生物，酵母菌含有豐富的蛋白質、維生素和氨基酸等物質，有效促進動物的生長發育，縮短飼養期，獨特的酵母香味還可以改善肉質，增強幼畜禽的抗病能力。
2.3 芽孢桿菌
芽孢桿菌作為最理想的微生物添加劑，屬兼性厭氧菌，對外界有害因子抵抗力較強。芽孢桿菌在增殖的同時可釋放出高活性的分解酵素，還能產生多種營養物質，如維生素、氨基酸、促生長因子等促進動物機體的物質代謝，可抑制有害菌等有害微生物的生長，減少抗營養因子對動物消化利用的影響。
2.4 霉菌
飼料中常用的霉菌有根霉、黑曲霉、米曲霉等。霉菌可分解纖維素和淀粉。
3 微生物發酵飼料的作用原理和特點
微生物發酵飼料選用的菌種均屬于有益菌，發酵后的飼料在畜禽腸道內的作用機理一般都是綜合作用的結果，目前得出的普遍觀點有以下幾點。
3.1 改善腸道內的微生態平衡
發酵飼料進入動物腸道后，飼料中的乳酸菌、酵母菌、芽孢桿菌等有益菌之間進行協調作用，維持腸道的健康。動物采食后，芽孢桿菌等需氧菌不斷消耗氧而形成厭氧環境，從而導致好氧菌死亡。
3.2 補充營養成分，提高飼料利用率
微生物飼料經混合菌種發酵后可產生多種營養物質，包括多種不飽和脂肪酸、芳香酸等，發酵產物有特殊的香味可有效改善飼料的適口性；發酵過程中菌種可將大分子物質降解為動物易吸收的小分子物質及多種促生長因子，這些營養物質被畜禽機體吸收利用，促進動物的生長和增重，可最大限度的利用發酵飼料，提高飼料利用率。
3.3 提高畜禽機體免疫功能
微生物發酵飼料中的有益微生物可以作為一種非特異免疫調節因子，通過細菌本身或細胞壁成分刺激并激活宿主免疫細胞，促進吞噬細胞活力或作為佐劑發揮作用。乳酸桿菌、芽孢桿菌等在發酵過程中還可產生細菌素，抑制有害病原菌在動物腸道內的生長繁殖。
3.4 降解飼料中的抗營養因子
許多乳酸菌和鏈球菌可以產生細菌素，這些多肽物質對革蘭氏陽性細菌有抑制作用。微生物對飼料原料進行生物加工，可以降解其中的棉酚、硫苷、脲酶等抗營養因子。同時飼料中的一些抗原物質被微生物分解利用，減輕了對動物腸道的抗原性刺激。
3.5 防止有害物質產生
微生物發酵飼料中不含任何抗生素，動物飼喂有益菌可降低畜禽舍內氨氣、硫化氫等有毒氣體的濃度，可有效減少糞便中氨氮物質的含量，畜禽養殖舍內的氨氣含量明顯降低，凈化畜禽環境。再者，直接飼用微生態制劑有益菌在腸道內可形成致密性膜菌群，形成生物屏幕，防止對有害物質和廢物的吸收。
4 微生物發酵飼料目前存在的問題及未來的發展趨勢
4.1 微生物發酵飼料存在的問題
微生物發酵飼料雖然有很多的優點，但是在目前的發展過程中還存在一些問題，勢必會經歷一個逐步完善的過程。
4.1.1 設備落后，硬、軟件條件差
現在生產發酵飼料的多為小型飼料廠，因此較易缺乏專業人員和發酵設備，對于微生物知識和發酵工藝了解較少。生產條件、衛生管理較差，這將導致飼料安全存在極大的隱患。
4.1.2 菌種來源復雜
由于現在發酵飼料都是一些小企業，經濟實力較差，沒有足夠的資金從正規的單位購買菌種，專業技術人員的專業知識片面，沒有專業的人員進行技術指導，發酵飼料的質量問題有待解決。
4.1.3 生料發酵
按照嚴格的生物發酵法發酵原料必須經過消毒，而所謂的“生料”是指沒有進行消毒的原料。小型的發酵飼料廠認為一般霉變的原料，在經過微生物發酵后就能脫毒，就可以提高飼料的利用率、改善飼料的適口性，說明生產廠家對“發酵”的基礎專業知識了解太少。
4.1.4 營養水平低
一些飼料廠的濃縮飼料中幾乎都是發酵飼料，與豆粕、魚粉等濃縮飼料相比其中的營養不平衡，導致發酵飼料的飼料報酬較低。
4.1.5 產品標準問題
由于生物發酵飼料在發酵過程中產生多種代謝物質，其具體對動物的作用機理并不是很清楚，且其中的有效成分缺乏研究，對微生物發酵飼料的產品品質很難有統一的鑒定標準，因此，建立完善的行業檢測標準和檢測方法十分有必要。
4.1.6 微生物發酵飼料效果不穩定
微生物菌種在培養、保存、分裝、發酵及機械、制粒過程中其數量和活性均受到影響，難以獲得穩定、一致的效果，因此根據不同動物種類、不同生產水平等因素選擇一種既經濟又有效的微生物發酵飼料十分有必要。
4.2 微生物發酵飼料的發展趨勢
我國是農業大國，畜牧養殖業所占比重較大，目前發展的微生物發酵飼料也是飼料產業發展中的一次偉大的革新，為了保障養殖業和飼料行業的有序發展，國家也出臺了一系列的政策和對未來行業發展的總體目標。逐漸要實現安全、高效、協調發展，確保飼料的質量和安全問題；生物技術與發酵飼料在保障畜產品安全及飼料產業健康可持續發展的過程中有著重要的作用；同時也是我國未來飼料行業發展的長期目標。
微生物發酵飼料的發酵原料可以利用目前人們不注重的農林廢棄物，把大量的廉價基質轉化為有價值的產品，降低飼料成本和養殖成本，有益菌群的添加可有效改善畜禽腸道微生態平衡，改善畜產品的質量和安全問題，同時還可以降低畜禽糞便對環境的污染，易于推廣。
雖然目前的微生物發酵飼料在質量上還存在一定的問題，但是隨著各界人士的深入研究，將會有更加專業的研究解決辦法和行業標準，對微生物發酵飼料的生產更加規范，發酵飼料作為蛋白質的替代品，在未來的飼料行業中必將受到更多的重視。
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