中国畜牧兽医年鉴有关数据统计显示,我国肉类总产量在2020年达到7 748.4万t[1]。随着畜牧养殖的规模化、集约化以及科学饲养水平、技术装备水平不断提升,畜牧养殖的安全性也广受关注。饲料行业面临无抗、环保、原料紧缺以及食品安全等多重挑战和压力,因此,开发新型绿色环保饲料,实现安全环保健康养殖,是现阶段我国饲料行业的重点研究方向。2018年,生物饲料领域第一个团体标准发布,首次明晰了菌酶发酵饲料的概念。该标准将菌酶协同发酵饲料定义为使用农业农村部《饲料原料目录》和《饲料添加剂品种目录》等国家相关法律法规允许使用的饲料原料、微生物和酶制剂,通过发酵工程和酶工程技术协同作用生产的单一或混合饲料[2]。菌酶协同发酵饲料结合微生物发酵饲料和酶解饲料的工艺特点,在改善饲料营养价值、提高饲料利用率、增加饲用效果、改变动物肠道微环境以及增强动物机体抗病力等多方面发挥了菌制剂和酶制剂“1+1>2”的协同效应[3-5]。文章简述菌酶协同发酵饲料的工艺、优势以及其在畜禽生产中的应用,以期为今后养殖业中菌酶协同发酵的相关应用提供参考。1菌酶协同发酵饲料1.1菌酶协同工艺发酵饲料生产实践中,存在微生物酶活性不高、种类缺少、数量不够等问题,导致对饲料原料分解不充分,酶解饲料无法保证生成有益微生物代谢产物。菌酶协同工艺弥补了单纯发酵或酶解饲料的缺点,不仅能够充分降解大分子物质,还能够产生有益代谢产物,应用价值高[6]。潘进权等[7]分别利用不同来源的蛋白酶水解黑豆粕,并通过复配比例优化最佳蛋白酶组合,结果表明,最佳复合蛋白酶(胰蛋白酶、碱性蛋白酶、橘青霉蛋白酶)配比为1∶3∶2,在优化工艺条件下,多肽生成率高达82.44%,且多肽分子质量大部分小于3.3 kDa,其氨基酸组成基本保持不变。尹珺伊等[8]开展复合生物菌酶制剂对玉米秸秆青贮品质影响的试验,结果表明,菌酶协同玉米秸秆青贮具有改善感官品质的作用,能够显著降低酸性洗涤纤维含量(P0.05),显著提升粗蛋白质和乳酸含量(P0.05),还能够抑制和杀灭多种有害菌,延长青贮成品保质期。刘芦鹏等[9]研究发现,日粮中添加100 U/g碱性蛋白酶和50 U/g木聚糖酶时,还原糖生成量和干物质酶解效率均有所提升。毛银等[10]研究报道,菌酶协同(植物乳杆菌和中性蛋白酶)提高了发酵豆粕中粗蛋白、小肽以及总酸的含量,蛋白质体外消化率也有所提高。1.2菌酶协同发酵饲料优势1.2.1降解抗营养因子畜禽营养中常见的抗营养因子主要包括植物源性饲料原料中的非淀粉多糖、酶抑制剂(如胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶和α-淀粉酶抑制剂)、单宁、植酸、凝集素等[11]。因菌酶协同发酵兼具发酵和酶解功能,对饲料原料中的抗营养因子具有降解作用[12],能够提高饲料的营养价值,提高饲料适口性。周爽等[13]采用枯草芽孢杆菌和中性蛋白酶协同发酵处理豆粕,结果发现,二者协同可降低豆粕中抗营养因子含量,并提高豆粕的营养价值。万江春等[14]利用纤维素酶和益生菌处理棉花秸秆,结果发现,青贮处理能够有效降低棉花秸秆中的游离棉酚含量。帖余等[15]通过黑曲霉和酶解两步法经固态发酵后处理菜粕,结果发现,与对照组相比,菜粕的硫苷含量降低33.20%,脂酸含量降低96.18%,小肽含量提高673.36%。1.2.2提高饲料营养价值和饲料利用率菌酶协同发酵代谢产物含有丰富的活性微生物和高活性酶,能够提高大分子物质的利用率,为菌株提供合成菌体蛋白的能量,进而提升饲料营养价值和饲料利用率[16]。赵小惠等[17]研究发现,枯燥芽孢杆菌和中性蛋白酶协同作用可使金枪鱼暗色肉的小肽含量由28.89 mg/g增加至185.59 mg/g,平衡氨基酸组分,有效降解大分子蛋白。李雯等[18]采用室内控温堆肥发酵法,研究菌酶协同处理对玉米秸秆堆肥品质的影响,结果发现,通过菌酶协同处理可以减少玉米秸秆堆肥损失,促进物料营养物质的转化。刘辉等[19]研究表明,玉米秸秆饲料经纤维素酶和酵母菌协同处理后,其粗蛋白含量升高4.67倍。1.2.3改善饲料品质、提高采食量菌酶协同发酵过程中,酶可加速分解底物,调节乳酸生成和pH值变化,改善饲料香味,提高饲料适口性。此外,菌类可加快酶解反应进程,共同促进底物酵解促进动物采食[20-21]。刘辉等[22]以玉米秸秆为研究对象,利用布氏乳杆菌和纤维素酶协同处理,结果发现,玉米秸秆中乙酸与水溶性碳水化合物含量明显增加,饲料品质得到提升。刘显琦[12]有关菌酶协同制备低抗原性豆粕工艺的研究发现,协同发酵能够更加充分水解大豆抗原蛋白,提高产品品质稳定性,提高饲料的适口性,维持肠道稳态。吴立坡等[23]利用黄孢原毛平革菌、纤维素酶、木聚糖酶协同发酵玉米秸秆,结果表明,菌酶协同能够改善发酵饲料的适口性,利于促进动物采食。2菌酶协同发酵饲料在畜牧养殖中应用2.1菌酶协同发酵饲料在猪生产中的应用大量研究表明,菌酶协同发酵饲料已广泛应用于猪生产[24],不仅能够提高猪的生长性能,对猪的肠道健康也具有积极作用。桑静超[25]研究表明,饲喂混菌固态发酵饲料能够显著提高生长猪的平均日采食量、平均日增重、蛋白消化率以及血清免疫球蛋白A(IgA)、免疫球蛋白M(IgM)的水平(P0.05),显著降低了生长猪粪便中大肠杆菌含量以及生长猪的发病率(P0.05)。张煜等[26]研究发现,由混合菌(酿酒酵母、枯草芽孢杆菌、乳酸菌混菌)和复合酶组成菌酶协同发酵饲料替代10%的基础日粮后,仔猪平均日增重和采食量得到提高。冯江鑫等[27]研究表明,与对照组相比,菌酶协同发酵饲料可显著提高仔猪平均日采食量以及仔猪干物质、粗脂肪、粗灰分、粗蛋白质、总磷、总能的消化率(P0.05),显著降低腹泻率(P0.05),改善肠道健康,实现替代抗生素的更优效果。周相超等[28]以10%原料进行湿菌酶协同并探究其替抗效果,结果发现,生长育肥猪的生长性能和抗腹泻功能均有所提高,饲料成本降低,菌酶协同效果与抗生素相近。2.2菌酶协同发酵饲料在反刍动物生产中的应用冯文晓等[29]以绵羊为研究对象,探究菌酶处理对绵羊营养物质表观消化率和血清生化指标的影响,结果表明,菌酶协同试验组羊干物质、有机物、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维消化率较对照组分别提高38.40%、22.02%、50.45%、91.97%(P0.05),合理菌酶配伍对提高营养物质的消化利用具有积极作用。李秀丽[30]以肉牛为研究对象开展研究也得到相似结论,10 g/d的菌酶混合型添加剂的饲料能够显著提高肉牛的平均日增重、营养物质表观消化率和经济效益。李远林等[31]围绕木薯渣展开研究,经菌酶协同发酵后,微生物菌体蛋白及有益代谢产物增多,营养成分增加,对增强羊抗病能力、提高生长发育性能具有促进作用。拉加[32]研究发现,多酶益生素喷洒于青稞秸秆上,经2~3 d发酵,可显著提高羔羊采食量,降低饲料成本。刘兴琳等[33]研究发现,与对照组相比,饲喂经菌酶协同处理的日粮能够显著提高荷斯坦犊牛的末重、平均日增重(P0.05),显著降低鲜粪粗蛋白质含量及干粪的有机物、碳水化合物含量(P0.05)。2.3菌酶协同发酵饲料在禽类生产中的应用林谦等[34]研究报道,与对照组相比,菌酶合剂处理黄羽肉鸡血清总蛋白、白蛋白、球蛋白含量均有所改善,并且具有优于抗生素饲料添加剂组的趋势。Goodarzi等[35]研究发现,日粮中的菌酶协同发酵饲料添加量为300 g/kg时,可提高肉鸡回肠粗蛋白质和粗脂肪的消化率和饲料转化率。Jazi等[36]研究表明,菌酶协同作用发酵棉籽粕在改善肉鸡的生长性能、腹脂量、肠道菌群数以及十二指肠和空肠中绒毛数量等方面均具有积极作用。Cheng等[37]研究显示,在日粮中添加10%的枯草芽孢杆菌和蛋白酶协同发酵饲料可促进肉鸡β-伴球蛋白的α和β亚基分解,降低肉鸡血清中大豆过敏原抗体IgG水平,抑制肉鸡的过敏性免疫反应,提高肉鸡机体免疫功能。陈丹蝶等[38]研究表明,日粮中添加菌酶复合制剂能够提高肉鸡生长性能,对肉鸡血清白细胞介素-6(IL-6)含量、过氧化氢酶(CAT)活性和肝脏超氧化物歧化酶(SOD)活性均具有显著影响,还能够显著降低肉鸡粪便中尿酸含量,达到替抗效果。巫梦佳等[39]研究发现,日粮中添加1%~3%茶叶渣菌酶协同发酵饲料可显著增加肉鸡日增重;添加水平3%时,肌肉风味增加最多。此外,也有相关研究表明,菌酶协同能够促进肉鸡对新城疫病毒和禽流感病毒的免疫反应,降低抗体滴度[40]。3结论综上所述,菌酶间协同作用明显,在加快大分子物质降解速度、降低抗营养因子水平、提升生长性能、改善肠道健康等多方面均具有积极作用。但菌种、酶种的种类繁多,作用机制复杂,菌酶协同仍存在广阔的研究空间。此外,我国非常规饲料原料资源丰富,但面临饲用价值低、营养不均衡、品质不稳定等问题,导致非常规饲料原料资源未能得到充分的开发和利用。因此,利用菌酶协同开发新资源亟须开展更加深入的研究。

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