豆粕的粗蛋白质、氨基酸含量高，富含活性成分，动物消化率高，已在畜禽及水产动物生产中广泛应用[1]。豆粕含有多种抗营养因子，营养物质无法很好地被吸收利用，引起动物胃肠功能紊乱，影响机体正常代谢，从而降低豆粕的饲用价值[2]。目前，常使用物理、化学和生物法去除豆粕中的抗营养因子，其中微生物发酵豆粕能够发挥微生物的营养作用[3-4]。微生物发酵豆粕利用微生物的生长繁殖和新陈代谢，积累菌体、酶和中间代谢产物发酵豆粕，具有去除豆粕抗营养因子、改善适口性、提高营养价值、安全性高等优势[5-6]。添加微生物发酵豆粕能够提高饲料利用率，促进肠道发育，改善肠道功能，调节肠道菌群，改善畜禽生长性能，增强畜禽的抗氧化功能和免疫功能[7]。本文介绍了豆粕抗营养因子的种类、作用原理以及豆粕抗营养因子的微生物降解技术，论述微生物发酵豆粕在动物生产中的应用，为微生物发酵豆粕在生产实践中的应用提供参考。1微生物发酵豆粕的工艺1.1固态发酵固态发酵是指利用自然底物为碳源及能源或利用惰性底物做固体支持物，体系无水或接近无水的发酵过程。辛娜等[8]利用纳豆芽孢杆菌及米曲霉对豆粕进行固态发酵，发现28 ℃发酵3 d、翻盘2次、厚层通风发酵、原料灭菌的发酵效果较好。张亚辉[9]研究发现，酿酒酵母菌、枯草芽孢杆菌、植物乳杆菌和罗伊氏乳杆菌的比例为1∶1∶1∶1、总接种量为10%、水分添加量为40%、发酵4 d时，可以降低豆粕粗脂肪含量，提高粗蛋白质、氨基酸、可溶性蛋白含量，降解56.30%的大分子蛋白，表明微生物固态发酵豆粕可显著提高豆粕营养价值。1.2液态发酵液态发酵为培养基呈液态的微生物发酵过程。刘洋等[10]研究发现，枯草芽孢杆菌接种量为10%、pH值为5、40 ℃培养48 h时，豆粕水解率达78.80%。罗娟等[11]研究发现，豆粕添加量20%、玉米黄粉添加量2%、KH2PO4添加量1%、枯草芽孢杆菌接种量10%、培养温度36 ℃时，可显著提高豆粕发酵效率。但液态发酵的费用高，易造成污染，微生物发酵豆粕以固态发酵为主。2微生物发酵豆粕的优势微生物发酵豆粕可以去除豆粕中的抗营养因子，提高豆粕营养价值，改善豆粕适口性[12-13]。2.1去除抗营养因子，消除蛋白抗原性豆粕中抗营养因子主要包括胰蛋白酶抑制因子、大豆抗原蛋白、寡糖、植酸、凝集素等[14-15]。抗营养因子可降低机体对氮的利用率，破坏能量代谢，降低维生素的效价，造成肠道菌群失调，导致肠道损伤，引起胃肠胀气和腹泻，加速分解尿素引起胺中毒，导致甲状腺代偿性增生肿大[16-17]。微生物发酵豆粕可使抗原蛋白大豆球蛋白和β-伴大豆球蛋白含量降低67%、62%[18]，基本消除豆粕中的胰蛋白酶抑制因子、植酸、凝集素[19]。2.2降解大分子蛋白，提高营养价值微生物发酵豆粕可将大分子蛋白分解为小肽或氨基酸，提高豆粕消化率[20]。微生物发酵过程中产生大量益生菌、寡肽、乳酸、维生素、矿物质元素等物质，降低中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量，促进动物对蛋白质、糖分、脂肪的吸收，提高饲料利用率[21]。微生物发酵豆粕产生的益生菌可抑制有害菌繁殖，调节肠道菌群，改善肠道功能，提高肠道免疫屏障功能[22]。微生物发酵豆粕显著提高大豆异黄酮含量，增强抗氧化活性，提高动物抗氧化能力，改善肠道健康，增强机体免疫力[23-24]。2.3改善饲料适口性，减少环境污染豆粕经微生物发酵，一些苦味肽基团被修饰和重组，使豆粕具有酸香味，改善了饲粮的适口性[25]。与化学和物理方法相比，微生物发酵豆粕的过程更加安全、无污染，可以减少畜禽粪便的恶臭味，改善饲养环境，降低环境污染[26]。3微生物发酵豆粕的主要菌种发酵豆粕的微生物主要有酵母菌、芽孢杆菌、乳酸菌、曲霉菌四类。降解豆粕抗营养因子微生物的特点和降解效果见表1。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2022.12.034.T001表1降解豆粕抗营养因子微生物的特点和降解效果菌种特点降解效果文献来源酵母菌蛋白质含量高，能够合成菌体蛋白，具有芳香味，在有氧和无氧环境下均可繁殖降低植酸、胰蛋白酶抑制因子、寡糖含量谢鹏等[27]、魏满红[28]芽孢杆菌产酶能力强，含有活性物质，可抑制病原菌、促进厌氧菌生长，合成部分机体所需的酶，但只能在有氧环境下繁殖降低大豆抗原蛋白、胰蛋白酶抑制因子、凝集素、植酸、寡糖的含量和脲酶活性刘萍[29]、李杰等[30]乳酸菌具有产酸作用，可降低豆粕pH值，抑制有害菌的生长和繁殖，耐胆盐，产生芳香气味，改善豆粕的风味和适口性降低胰蛋白酶抑制剂、寡糖、脲大豆抗原蛋白、凝集素的含量和脲酶活性魏炳栋等[31]、刘海燕[32]曲霉菌产酶能力强，易获得，只能在有氧环境下繁殖降低大豆抗原蛋白、植酸、寡糖含量陈中平等[33]、高有领等[34]单一菌种对豆粕中抗营养因子的去除效果受菌种的生物学特性、产酶能力以及产生酶系的影响，与发酵条件具有很大关系。多菌种混合发酵豆粕的发酵效果优于单一菌种，可高效降解豆粕中的抗营养因子，但需注意复合微生物的种类、用量和优次菌种[35]。王腾浩等[36]研究发现，在蜡样芽孢杆菌菌液∶粪肠球菌菌液比例为2∶1、发酵初始含水量45%、发酵时间54 h、好氧与厌氧时间比2∶1的条件下，抗原蛋白降解率超过90%。李锡阁等[37]研究发现，在枯草芽孢杆菌和米根霉接种比例为2∶1、发酵总接种量10%、发酵温度40 ℃、料液比1.0∶1.4 mg/L、发酵时间96 h的条件下，大豆球蛋白、β-伴大豆球蛋白和胰蛋白酶抑制因子含量显著降低。刘迎春等[38]利用乳酸菌∶屎肠球菌∶枯草芽孢杆菌为1∶1∶1发酵豆粕，豆粕中水苏糖和棉籽糖含量显著降低。4微生物发酵豆粕在动物生产中的应用4.1微生物发酵豆粕在猪生产中的应用饲粮中添加微生物发酵豆粕可以促进猪肠道发育，改善肠道功能，调节肠道菌群，改善猪生产性能，增强免疫功能和抗氧化功能[39]。张煜[40]研究发现，10%枯草芽孢杆菌发酵豆粕等氮替代基础日粮的豆粕可以显著提高仔猪采食量和日增重，显著提高空肠绒毛高度和绒毛高度/隐窝深度，显著提高空肠胰蛋白酶和淀粉酶活性，显著提高日粮磷消化率，显著降低空肠和回肠中炎症因子白细胞介素-4和白细胞介素-6的转录水平。熊云霞等[41]研究发现，复合益生菌固态发酵豆粕9%替代豆粕饲喂“杜×长×大”三元杂交断奶仔猪可使仔猪十二指肠和空肠中钠依赖性葡萄糖协同转运蛋白1以及空肠碱性氨基酸转运载体mRNA相对表达量显著提高，回肠中小肽转运载体1、水通道蛋白1的mRNA相对表达量显著提高，具有提高肠道菌群物种多样性和丰富度的作用，表明复合益生菌固态发酵豆粕可改善自主肠道形态和吸收功能，调节肠道菌群，改善仔猪生长性能。岳晓敬等[42]研究发现，复合益生菌发酵豆粕添加量为8%和12%可以显著降低断奶仔猪血清D-乳酸、内毒素含量和二胺氧化酶活性，复合益生菌发酵豆粕添加量为12%可显著提高仔猪胰脏和十二指肠内容物脂肪酶和胰蛋白酶活性，显著提高十二指肠内容物淀粉酶活性，显著提高空肠和回肠黏膜乳糖酶和麦芽糖酶活性，表明复合益生菌发酵豆粕可改善仔猪肠道通透性，提高消化酶活性，改善仔猪生长性能。刘栩州等[43]研究发现，利用9.74%发酵豆粕替代12%的豆粕可显著提高断奶仔猪干物质、总能、粗蛋白质及有机物的表观消化率，显著提高血清免疫球蛋白A（IgA）、免疫球蛋白M（IgM）含量和超氧化物歧化酶、谷胱甘肽过氧化物酶活性以及总抗氧化能力，表明益生菌发酵豆粕可促进动物对营养物质的吸收，增强仔猪抗氧化功能和免疫功能。4.2微生物发酵豆粕在禽类生产中的应用饲粮中添加微生物发酵豆粕可以调节禽类肠道菌群，改善肠道功能，提高机体免疫力，改善屠宰性能和肉品质[44]。李阳[45]研究发现，解淀粉芽孢杆菌发酵豆粕分别替代基础日粮中25%和50%豆粕可显著提高肉鸡平均日增重，提高血清IgA、IgM和IgG含量以及血清超氧化物歧化酶活性，降低血清中肌酐和丙二醛含量，显著提高空肠上皮细胞闭合蛋白和闭锁蛋白的基因表达以及盲肠食糜微生物多样性，表明微生物发酵豆粕能够通过改善盲肠微生物结构和提高肠道黏膜屏障功能，促进肉鸡生长。史媛媛[46]研究发现，饲喂蜡样芽孢杆菌、乳杆菌、酿酒酵母、米曲霉发酵豆粕可使1日龄的固始蛋仔鸡空肠sIgA含量以及静脉血白细胞中IL-6、IL-8和CD3+的相对表达量显著提高，试验全期鸡粪中氮含量和试验末期鸡粪中粪臭素含量显著降低，表明益生菌发酵豆粕可提高蛋仔鸡免疫功能，减少鸡粪便臭味，改善养殖环境。阿布都如苏力·艾尔肯等[47]研究发现，嗜酸乳杆菌发现发酵豆粕可显著提高肉鸡全净膛率和胸肌率，极显著提高腿肌率，极显著降低腹脂率，表明嗜酸乳杆菌发酵豆粕可改善肉鸡屠宰性能。刘举[48]研究发现，添加2%真菌发酵豆粕可以显著提高文昌鸡种母鸡腿肌氨基酸含量，显著提高腿肌硬脂酸、二十碳四烯酸、肌苷酸含量，表明真菌发酵豆粕可改善蛋鸡肌肉中成味氨基酸、脂肪酸、肌苷酸等相关风味品质。杨卫兵等[49]利用芽孢杆菌、乳酸菌、宇佐美曲霉和米曲霉等发酵豆粕替代饲粮中的豆粕饲喂1日龄樱桃谷肉鸭，发现替代量为2%时可以显著提高肉鸭胸肌和腿肌的粗蛋白质和粗脂肪的质量分数，降低腿肌pH值和胸肌24和48 h滴水损失，表明微生物发酵豆粕可改善樱桃谷肉鸭的肉品质，促进肌肉蛋白和脂肪沉积。4.3微生物发酵豆粕在反刍动物生产中的应用饲粮中添加微生物发酵豆粕可以促进反刍动物营养物质吸收，减轻断奶应激，改善生长性能[50-51]。张建营[52]研究发现，芽孢杆菌发酵豆粕饲喂1~45日龄荷斯坦犊牛可显著提高其日增重、饲料转化率和粗蛋白质、粗脂肪的消化率以及血清总蛋白、白蛋白含量，显著降低血清尿素氮含量和犊牛腹泻指数，表明芽孢杆菌发酵豆粕可以提高犊牛的营养物质消化率，减少腹泻，提高生长性能。Kim等[53]研究发现，发酵豆粕可通过改善血清中促炎症因子、肿瘤坏死因子α、IL-1β、IL-6及肝糖蛋白-应激蛋白的含量减轻犊牛的断奶应激反应。4.4微生物发酵豆粕在水产动物生产中的应用饵料中添加微生物发酵豆粕可改善水产动物的肠道健康，提高生长性能和免疫功能[54-55]。王若愚[56]研究发现，以20%和60%比例的地衣芽孢杆菌发酵豆粕替代鱼粉可以显著提高凡纳滨对虾抵抗白斑病毒（WSSV）感染的能力，利于维持对虾肠道微生物群落稳定性。李春梅等[57]研究发现，枯草芽孢杆菌和植物乳杆菌发酵豆粕替代50%饵料对大黄鱼的生长性能、肠道蛋白酶和淀粉酶活性、血清非特异性免疫指标和抗氧化指标以及肝脏健康状况无显著影响。钟国防等[58]研究发现，利用芽孢杆菌发酵豆粕替代饵料中20%的鱼粉可使大口黑鲈幼鱼增重率显著升高，血清总蛋白和球蛋白含量显著升高，血清谷丙转氨酶和谷草转氨酶活性显著升高，肠绒毛密度和高度以及后肠肠壁厚度显著降低，表明芽孢杆菌发酵豆粕替代鱼粉可促进大口黑鲈生长，改善其肠道健康。此外，微生物发酵豆粕还可促进牛蛙对营养物质的吸收，改善其肠道健康，提高生产性能[59]。陈明哲等[60]研究发现，以发酵豆粕替代鱼粉饲喂牛蛙可显著提高牛蛙十二指肠、空肠和回肠蛋白酶活性，显著提高血清过氧化氢酶、超氧化物歧化酶、谷丙转氨酶活性，降低血清丙二醛含量，适宜添加比例为50%~75%。5展望微生物发酵豆粕可有效去除豆粕中的胰蛋白酶抑制因子、大豆抗原蛋白、寡糖、植酸、凝集素等抗营养因子，提高豆粕营养价值。单菌发酵效果有限，复合菌种发酵豆粕的不同菌种配比、发酵条件、不同动物不同生长阶段用量有待确定。发酵菌种易受保藏条件、生产环境的影响发生变化，影响产品安全性。随研究不断深入，筛选性质稳定、发酵效果好的发酵菌种将为发酵豆粕在生产中的应用提供参考。