随着饲料原料价格持续上涨，养殖企业有必要寻找新的低成本饲料原料[1]。青贮饲料极大地降低生产成本，但还存在较多问题，如营养损失较多、容易发霉。微生物发酵TMR（total mixed ration，TMR）可以提高饲料质量[2]。TMR青贮可以稳定瘤胃功能[3]。乳酸菌可以改善青贮发酵过程，使青贮具有较好的营养价值，是青贮饲料中常用的添加剂[4]。枯草芽孢杆菌能够产生纤维分解酶和抗真菌化合物。作为饲料接种剂，枯草芽孢杆菌能够提高青贮的有氧稳定性，产生淀粉酶、阿魏酸酯酶等[5]。研究表明，单独接种枯草芽孢杆菌或与乳酸菌联合接种可以提高乳酸菌浓度，降低霉菌和酵母数量，提高玉米青贮的有氧稳定性，改善营养价值[6]，提高肠道有益菌群数量和营养物质的消化率[7]。乳酸菌与枯草芽孢杆菌共培养可提高TMR质量。微生物发酵饲料将植物性农副产品等原料通过微生物的发酵作用分解成部分多糖、蛋白质和脂肪等一些大分子物质，生成有机酸和可溶性小肽等小分子物质，形成营养丰富、适口性好的生物饲料[8]。微生物发酵饲料在动物生产中使用价值高、价格低廉。微生物发酵饲料所用的原料种包括玉米、豆粕、棉籽粕、菜籽粕、苹果渣、马铃薯渣和作物秸秆等。上述原料中抗营养因子含量高，很难被动物直接消化吸收，导致饲料利用率低。采用微生物发酵技术能够有效去除饲料中的抗营养因子，提高饲料的利用率[9]，且发酵后的饲料风味更加浓烈、适口性更好[10]。乳酸菌、芽孢杆菌和酵母菌是发酵饲料中最常见的微生物，可以有效抑制内源性病原体的生长[11]。益生菌对动物机体的有益作用受多种因素的影响，如复合益生菌制剂的定植能力、剂量比等。因此，有必要通过评价发酵饲料对动物机体的健康状况来研究细菌定植和益生菌的剂量效应。菌株在发酵过程中会产生有机酸、特殊酶和细菌等一系列代谢产物，刺激免疫系统、消化酶活性和肠道微生物群，从而提高动物的生长性能[12]。肠道内活跃的微生物构成了复杂的生态系统，因此评估饲料对动物肠道菌群的影响至关重要。1微生物发酵饲料的生产工艺种类1.1按照发酵工艺分类发酵饲料工艺按照发酵工艺发酵分为固态发酵和液态发酵。固态发酵是指在微生物生长的培养基中无可以流动的游离水。固态发酵的发酵物质来源广泛，具有发酵终产物浓度较高、易于保存、发酵过程产生的废水较少等特点。液态发酵是指在生化反应器中，通过人工的方式将菌株生长所需要的糖、氮盐以及无机盐等营养物质全部溶在水中作为培养基，灭菌后进行接种。液体发酵具有原料来源广泛、菌体生长快速、生产周期短等特点。1.2按照所用菌种类分类发酵饲料工艺根据发酵所用菌种类分为单菌发酵和混菌发酵。单菌发酵所用菌主要有乳酸杆菌、枯草芽孢杆菌、酵母菌，发酵时只选择其中1种株菌；混菌发酵主要使用黑曲霉、木霉和乳杆菌、芽孢杆菌、酵母菌等，菌种之间按照比例混合，用于菜籽粕、棉粕、大豆秸秆、茶叶渣、玉米片等杂粕或农产品副产物发酵[13]。1.3按照对氧气的需要情况分类按照微生物对氧气的需要情况可将发酵饲料工艺分为好氧发酵、厌氧发酵及两段式发酵。好氧发酵最实用，在我国生物发酵中的应用较为广泛。好氧发酵周期短、物料转化率高。厌氧发酵的特点在于发酵呼吸耗损少、香味醇厚。大多情况下可以进行两段式的发酵，先进行好氧发酵，再进行厌氧发酵。2微生物发酵饲料的作用机理2.1产生化学屏障饲料中添加的益生菌中乳酸菌占很大比例，会产生乳酸、乙酸、丙酸、丁酸等有机酸。病原微生物在酸性环境下，生长受到抑制，尤其是沙门氏菌和大肠杆菌的生长繁殖能力大幅减弱，因此可以维持动物肠道微生物菌群的平衡，提高动物机体的健康水平。2.2产生生物屏障饲料中添加的有益微生物通过竞争性作用抑制有害微生物在肠道黏膜上的定植，如嗜酸乳杆菌率先附着在肠道上，可以使大肠杆菌与肠道上皮结合的位点减少，从而在肠道中建立优势菌群。2.3产生营养屏障微生物发酵饲料将大分子的多糖、蛋白质降解成为小分子的有机酸、小肽、维生素等营养物质，从而更容易被动物体所消化吸收。3微生物发酵对饲料品质的影响3.1微生物发酵对饲料形态、色泽、气味的影响李绍章等[14]使用植物乳酸菌发酵饲料，发现液态转固态发酵的效果最理想，随发酵时间的延长，饲料质地逐渐变得松散；饲料色泽在发酵72 h内呈现淡黄色或黄白色，72 h后逐渐呈现灰黄色；饲料气味随发酵时间的增长，由酸香味变为香甜味，最后出现醇香味。吴进东等[15]使用乳酸菌对毛苕子进行发酵，发现添加乳酸菌的饲料颜色随接种量的增加，饲料颜色从黄褐色变成黄色再到黄绿色，气味由开始的轻微酸味过渡到芳香味、酒酸味；添加乳酸菌的饲料柔软松散。3.2微生物发酵对饲料pH值及有机酸的影响魏立民等[16]使用复合酪酸芽孢杆菌对木薯渣进行发酵，发现pH值、丙酸含量显著降低，乳酸和乙酸含量显著升高，丁酸含量升高，但差异不显著，且丁酸随着菌液添加量的增多略有下降。刘圈炜等[17]使用复合酶制剂对玉米秸秆进行青贮发酵，发现发酵后产物较未发酵相比，pH值显著降低，乳酸、乙酸、丙酸含量均有不同程度的升高，丁酸含量呈现下降趋势。3.3微生物发酵对饲料常规营养成分的影响程方等[18]使用黑曲霉和啤酒酵母对马铃薯渣进行发酵，发现马铃薯渣的粗蛋白（CP）含量、蛋白酶活性、纤维素酶活性均显著提高，粗纤维（CF）含量显著降低。魏立民等[16]研究发现，在木薯渣中添加复合酪酸芽孢杆菌，其CP、粗脂肪（EE）含量均显著增加，干物质（DM）、中性洗涤纤维（NDF）、酸性洗涤纤维（ADF）以及钙的含量均显著降低。孟碟方等[19]使用乳酸菌对平菇菌糠进行发酵，发现发酵产物中的氨态氮、可溶性碳水化合物、NDF、ADF含量与对照组相比均不显著，可能因为随着发酵时间的延长，适合乳酸菌生长的底物物质消耗太多，导致有益菌生长变慢，与有害菌的竞争作用减弱，有害菌生长加快，最终影响发酵品质。陆永祥等[20]使用植物乳杆菌对玉米进行发酵处理，发现发酵产物中的氨态氮含量显著上升，与上述结果不同的原因可能是乳酸菌菌株不同，对发酵底物的消耗较少，从而保证有益菌的正常生长代谢，发酵效果良好。吴鹏昊等[21]在全株玉米中添加复合乳酸菌制剂，发现青贮淀粉含量显著增加，有氧稳定性优于对照组，储存时间更长。4微生物发酵饲料在动物生产中的应用4.1微生物发酵饲料在猪生产中的应用Lin等[22]研究发现，添加6%发酵玉米芯饲料可以显著提高猪的日采食量（DI）、平均日增重（ADG）；猪的屠宰性能、肉质等指标均有明显的改善；肥育猪肠道中乳酸菌等有益细菌数量显著增加，肠道和粪便中大肠杆菌等致病菌数量显著减少；肥育猪的肠隐窝深度、回肠黏膜免疫力显著提高；细胞因子含量及分泌型IgA（sIgA）、白细胞介素8（IL-8）、肿瘤坏死因子α（TNF-α）基因表达显著升高。熊莹等[23]研究表明，将发酵豆粕添加到保育猪基础日粮中，猪的ADG显著提高，料重比、腹泻率显著下降，血清中的免疫球蛋白M（IgM）、免疫球蛋白A（IgA）含量显著升高，改善了保育猪的生长性能和免疫力。陈玉龙等[24]研究发现，饲喂发酵豆粕后，保育猪腹泻率与发酵豆粕的添加比例呈负相关，血尿素氮（BUN）含量呈下降趋势，血清中的白蛋白（ALB）、球蛋白（GLB）含量与发酵豆粕的添加比例呈正相关，谷丙转氨酶（ALT）的活性在添加15%的发酵豆粕后显著降低。辛小召[25]研究发现，饲喂发酵豆粕后，泌乳母猪的采食量、断奶仔猪重、成活率显著提高，母猪断奶发情间隔时间缩短，哺乳期间仔猪的腹泻率降低，可以促进母猪机体对CP、EE、钙、磷等营养物质的消化吸收；乳蛋白、乳糖、乳脂肪的含量提高，母猪血清中总胆固醇、BUN含量及谷草转氨酶（AST）活性均显著降低。Choi等[26]研究发现，使用发酵的开菲尔饲喂断奶仔猪，仔猪的生产性能得到改善，粪便中大肠杆菌数量减少，IL-6促炎细胞因子含量减少，IgM含量增加，可以增强机体的免疫力。4.2微生物发酵饲料在鸡生产中的应用阿布都如苏力·艾尔肯等[27]研究发现，在生长后期饲喂嗜酸乳杆菌发酵的豆粕，肉鸡料重比、腹脂率显著降低，全净膛率、腿肌率显著提高。陈婷等[28]发现，添加复合益生菌发酵饲料，雪峰乌骨鸡胸肌率、胸肌亮度显著增加，胸肌pH值、蒸煮损失、滴水损失显著降低。Gungor等[29]研究发现，饲喂生石榴渣和发酵石榴渣不会改变肉鸡血清中的谷胱甘肽过氧化物酶、超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）活性，但会降低母乳中的丙二醛（MDA）含量，高添加量的生石榴渣及高、低添加量的发酵石榴渣均会显著降低盲肠产气荚膜梭菌数量，低添加量生石榴渣的隐窝深度高于对照组和高添加量组。Huang等[30]研究发现，添加植酸酶发酵的麦麸，可以提高鸡蛋蛋壳的重量、厚度、强度，血清中的SOD、CAT活性显著提高，显著降低了蛋鸡粪便中的磷含量。4.3微生物发酵饲料在羊生产中的应用玉霞等[31]研究发现，饲喂发酵玉米秸秆后，肉羊生长性能略有提高，心脏的重量、瘤胃氨态氮、丙酸的含量显著提高，乙酸/丙酸的比例显著下降。邱玉朗等[32]研究发现，饲喂秸秆与玉米浆混合微生物发酵饲料，肉羊ADG显著提高，料重比显著降低；血液中总蛋白（TP）、ALB、BUN等血液生化指标数值均显著提高。王小平等[33]研究发现，在青贮玉米中加入乳酸菌和酵母菌的复合菌剂，滩羊的日均采食量极显著提高，ADG、末增重、料重比降低，但与上述趋势相同。Ouyang等[34]研究表明，在青贮稻草中加入青贮植物乳杆菌、木霉属木霉菌和麦麸的混合添加剂，可以显著提高羔羊瘤胃液中的菌体蛋白（MCP）、总挥发性脂肪酸（TVFA）、乙酸、丁酸和戊酸含量。此外，稻草青贮饲料与植物乳杆菌，三叶草和小麦麸皮可以改善羔羊整体生长性能和瘤胃发酵能力。4.4微生物发酵饲料在牛生产中的应用余淼等[35]研究发现，在饲料中添加乳酸菌、酵母菌，肉牛血清中TP、ALB、IgA、IgG和IgM含量显著提高，血清中MDA含量、AST、ALT活性显著降低，总抗氧化能力、总SOD的活性极显著增强。Suryanto等[36]给肉牛饲喂可可豆壳发酵日粮，发现肉牛肉骨比、肋部眼肌面积和胴体率等生产性能显著增加，肉品质得到显著改善。吴小燕等[37]使用乳酸菌、枯草芽孢杆菌和酵母菌等益生菌对食品工业副产物进行发酵，发现奶牛的全期产奶量显著提高，乳密度、乳糖、乳蛋白、乳脂肪的含量显著提高。Vailati-Riboni等[38]研究发现，在添加酵母菌发酵产物应对奶牛乳房炎挑战时，酵母菌发酵产物能够降低直肠温度、体细胞评分和感染季的温度。酵母菌发酵产物补充剂可以上调与免疫细胞抗菌功能、上皮组织保护和抗炎活性相关的乳腺基因表达，上调奶牛对乳腺炎反应中TNF-α、热休克蛋白（heat shock protein，HSP）的反应和其他解毒和细胞保护功能通路以及紧密连接通路。Wanapat等[39]给肉牛饲喂桑麻青贮，发现肉牛瘤胃内TVFA和单独的挥发性脂肪酸（VFA）含量极显著升高；氮利用效率和尿嘌呤衍生物含量极显著提高。金红岩等[40]研究发现，微生态制剂会提高围产期牦牛瘤胃中乙酸、丙酸含量，降低丁酸含量，但未达到显著水平。结果原因可能是围产期会为泌乳期提供能量准备，乙酸、丙酸等通过糖异生途径为机体提供能量，有生成有消耗，导致效果不明显[41]。Neves等[42]研究发现，添加益生菌组的阉牛ADG提高，各组间采食量差异不明显，背最长肌面积和背脂厚度均增大。结果表明，益生菌可以改善生产性能，有助于提高纤维消化率，改善胴体指标。4.5微生物发酵饲料在其他动物生产中的应用吴灵丽等[43]研究发现，在獭兔日粮中添加发酵苹果渣可以极显著提高养分消化率、ADG，极显著降低料重比，显著降低腹泻率。He等[44]研究发现，添加10%的发酵大米蛋白代替饲料中的鱼粉效果最好，石斑鱼的生长性能提高，差异不明显；肠道中的消化酶（淀粉酶、胰蛋白酶）活性高于对照组；TNF-α、IL-2等免疫相关基因等表达下调，肠道菌群α多样性与对照组差异不显著。5微生物发酵饲料存在的问题微生物的代谢产物是抗原，随着动物采食饲料进入动物体内，机体会产生抗体，消耗自身的能量与蛋白，此时饲料报酬会降低。发酵饲料在消毒、干燥的时的高温会导致维生素遭到破坏，矿物质的形态和分布发生改变。6展望目前，对生物发酵饲料的研究力度逐渐加大，发酵技术从固态发酵逐渐倾向于液态发酵发展。研发更加优质的发酵饲料，能够尽快实现无抗养殖，为人类提供更加安全健康的畜产品。