发酵饲料是指在人工控制的条件下(含氧量、温度、pH值等),使用微生物将原材料中的抗营养因子和大分子物质进行转化和分解,产生适口性好、富含大量活性益生菌及代谢产物的饲料[1]。其中,国家允许使用的发酵菌种众多,如乳酸菌、酵母菌等。发酵饲料中的有机酸、维生素含量及消化酶活性较高,可以促进动物的消化吸收,改善肠道健康[2]。李福厚[3]研究发现,青贮接种产阿魏酸酯酶能够明显改善青贮饲料的发酵品质,降解苜蓿纤维,增加苜蓿青贮的总抗氧化能力及抗氧化酶的活性。发酵饲料的品类根据生物饲料产品分类团体标准,可划分为单一饲料和混合饲料,单一饲料中包含蛋白饲料、能量饲料和粗饲料[4]。我国饲料的开发经历糖化饲料、酵母饲料和发酵饲料3个阶段。发酵饲料具有饲料营养价值高、适口性好和产物利用率高的优势。发酵饲料的应用降低了抗生素的使用,维持了动物的生产性能,保证动物机体的健康水平,缓解养殖业对环境的污染。因此,文章就发酵饲料在畜禽养殖生产中的应用及对生态环境的影响进行总结,为未来发酵饲料的研究提供参考。1发酵饲料的营养成分发酵饲料能够增加饲料原料的微生物含量,降解大分子和抗营养物质,提高动物机体的消化率。发酵饲料pH值低、乳酸含量高,对动物肠道健康和生产性能起积极作用[5]。Wang等[6]研究表明,微生物发酵会使发酵豆粕(FSBM)中的粗蛋白质、酸溶性蛋白质、乳酸、枯草芽孢杆菌、干酪乳杆菌和无核汉森酵母(Hansenula anomala)含量均高于豆粕(SBM);且FSBM比SBM中除甘氨酸、丙氨酸和蛋氨酸外的大多数氨基酸的含量均有所增加;FSBM中的抗原蛋白(大豆球蛋白和β-伴大豆球蛋白)可以通过微生物发酵降解和酶水解。Wang等[7]在母猪哺乳期饲喂发酵玉米豆粕混合料(FMF),FMF中的CP、灰分、钙和总磷含量比未发酵饲料(MF)高,但粗脂肪含量比MF低;FMF的微生物发酵降解了MF中78%的β-伴大豆球蛋白和86.7%的大豆球蛋白。特殊的发酵工艺可以改善饲料的口感,延缓饲料变质时间,增加原料的营养物质。Özyurt等[8]评估酸化或发酵对弃鱼青贮,经过60 d的储存期,青贮饲料的氨浓度维持较低水平,发酵青贮饲料中的酪胺含量增加,并比酸化青贮饲料的增加幅度高(分别为23~48 mg/100 g和5~10 mg/100 g)。2发酵饲料在动物生产中的应用2.1发酵饲料在家禽生产中的应用发酵饲料能够促进家禽肠胃蠕动,增加消化吸收能力,提高动物的生产性能。丰富的益生菌能够改善动物的肠道环境,增强机体的免疫功能。魏莲清等[9]分别添加3%、6%、9%发酵棉粕替代豆粕饲喂科宝肉鸡,发现日粮中添加适量发酵棉粕替代豆粕可明显提高科宝肉鸡生长性能和屠宰性能。罗利龙[10]研究表明,发酵饲料可以提高文昌鸡的生长性能。孙波等[11]研究表明,复合益生菌(主要成分为乳酸菌、芽孢杆菌、酵母菌等微生物和动植物蛋白氨基酸)发酵饲料能够明显改善那雍土鸡的生长性能、屠宰性能和肉品质。周露等[12]使用酿酒酵母菌、植物源性乳酸菌、蜡样芽孢杆菌混合菌液发酵文昌鸡的育肥期全价饲料,结果表明,试验组文昌鸡的平均日增重、料重比、外观颜色、风味物质均有所改善。陈婷等[13]研究表明,使用100%复合益生菌发酵饲料替代日粮能够提高雪峰乌骨鸡对日粮营养物质的表观消化率,改善肉品质。丁小青等[14]以多种原料(茶渣、豆粕、麸皮)为发酵底物,使用枯草芽孢杆菌、酿酒酵母和黑曲霉为发酵菌株,结果表明,底物和发酵菌种配合可以降低蛋鸡的料蛋比和破软蛋率,改善鸡蛋哈夫单位、蛋壳厚度和蛋黄颜色等指标,改善机体抗氧化能力,增强机体蛋白质合成代谢能力。发酵饲料中存在大量的益生菌,能够增加菌群多样性,促进有益菌的繁殖,抑制有害菌的生长,增强动物自身的免疫能力。张孟阳等[15]使用含有乳酸菌的发酵饲料饲喂仔鸡,结果表明,肠道中脱硫弧菌属、螺杆菌等致病菌的数量有所下降,间接证明乳杆菌可以抑制脱硫弧菌增殖,预防肠道疾病。李锦等[16]使用乳酸菌发酵饲料饲喂14日龄雏鸡,研究发现,发酵饲料组雏鸡的料重比降低,日增重提高;T淋巴细胞转化率、B淋巴细胞转化率、白细胞介素-2(IL-2)等免疫指标含量提高。2.2发酵饲料在猪生产中的应用在日粮中添加适量比例的发酵饲料可以提高单胃动物的生长性能,并且发酵饲料特殊的气味和口感会增加动物的采食量。罗怡琳等[17]研究发现,复方中药发酵料可以有效调理猪群肠道健康,提高饲料消化利用率,降低粪臭味,改善猪场环境。赵丰文[18]在“杜×长×大”猪的日粮中添加含有10%酵母菌发酵饲料,结果显示,育肥期试验组的平均日增重显著提高,料重比显著降低。发酵饲料中含有丰富的益生菌能够分解蛋白质和粗纤维等大分子物质,有效提高单胃动物的饲料利用率[19]。不同发酵微生物产生的代谢物不同,发酵饲料效果也会出现差异。徐秀景等[20]研究表明,乳酸菌发酵饲料对生长肥育猪的生长性能无明显影响;但育肥猪的平均日增重显著增加,料重比降低。韦良开等[21]研究发现,添加8%的发酵饲料能够显著提高育肥猪的平均日增重和平均日采食量,降低料重比。吕雨轩等[22]研究表明,发酵饲料对保育猪的生长性能有明显的改善作用,试验组保育猪平均日增重比对照组高15%,平均日采食量比对照组高7.96%,说明添加发酵饲料能够极显著提高猪的生长性能,增加猪场经济效益(P0.01)。2.3发酵饲料在反刍动物生产中的应用反刍动物在生理结构上拥有特有的微生物区系,发酵饲料可通过分解后的产物增加个体肠道吸收,并且发酵饲料中的微生物可增加动物有益微生物的数量。张文佳[23]使用产朊假丝酵母和白地霉混合固定发酵豆渣生产反刍动物饲料,结果表明,发酵底物的微生物活菌总量、瘤胃有效降解率均得到明显提高,并且在发酵过程中降低了原材料的不良气味,提高了发酵原料的适口性和营养价值,延长了储存时间。张敏等[24]和丛明柱[25]将红曲霉素和中药添加到延边黄牛的日粮中,发现瘤胃发酵内环境得到改善,微生物比例明显提高。郝凌魁[26]研究表明,酵母发酵饲料促进了黄色瘤胃球菌、产琥珀酸丝状杆菌、牛链球菌等微生物的生长繁殖,降低了反刍动物甲烷杆菌的数量和瘤胃细菌的多样性。肖怡[27]分别用3种益生菌(地衣芽孢杆菌、热带假丝酵母、植物乳酸杆菌)饲喂肉羊,研究表明,肉羊的甲烷排放量分别为2.4×109、4.0×108、5.0×1010/(只·d),说明各种动物的发酵饲料需要经过试验选择最适宜的菌种。李月明[28]在育肥牛日粮中添加活性干酵母制剂(ADY),研究发现,ADY可以明显提高牛肉的大理石花纹、肌内脂肪含量、嫩度和抗氧化能力。发酵饲料中丰富的微生物能够使动物的瘤胃内环境得到改善,降低乳酸含量。杨泽坤[29]在奶牛的日粮中额外添加微生物酶复合制剂(淀粉酶、纤维素酶、β-葡聚糖酶和木聚糖酶)可在一定程度上提高奶牛瘤胃酶活性,显著提高奶牛产奶高峰期的产奶量。对饲料进行发酵处理也可以扩大原料的适用范围,微生物的分解和降解提高了难消化物质的利用率。王智[30]研究表明,杂交构树发酵饲料可提高奶山羊的采食量和产奶量,且添加10%的杂交构树发酵比例效果最佳。2.4发酵饲料在水产动物生产中的应用发酵饲料在水产养殖中能够改善鱼体生长性能和肌肉品质,增强机体的免疫功能。钟小群[31]研究表明,以5%发酵饲料等蛋白替代基础日粮中的菜粕能够降低鲤鱼的饲料系数,改善肠道消化能力,提高了饲料利用率;能够增强鲤鱼血浆免疫相关酶活性,进而增强机体免疫能力。未成年动物机体系统发育不完善,日粮中的抗营养因子含量过高会引起消化道发育不良,从而影响动物生长性能和机体健康。徐奕晴等[32]研究表明,添加10%发酵饲料,中华绒螯蟹幼蟹的特定生长率和饲料效率均高于全鱼粉对照组,并且肝胰腺中的总抗氧化能力(T-AOC)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性在添加10%发酵饲料时达到最高。Zhang等[33]研究表明,激发试验后,补充发酵辣木叶(FMLs)组幼年银鲫的脾脏中观察到toll样受体2(TLR2)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白细胞介素(IL)-1β和IL-8 mRNA转录水平显著下调;日粮F40和F60对嗜水气单胞菌感染的相对存活率(RPS)显著高于对照组(分别为48.72%和43.59%);FMLs通过TLR2途径促进了异育银鲫的生长、抗氧化和免疫反应,并调节了免疫相关基因的表达,提高了异育银鲫对嗜水气单胞菌的抗病性;40%的鱼粉替代效果最好。Dawood等[34]使用发酵家禽副产品粉(FPBM)对罗非鱼进行饲喂试验,结果表明,在日粮中添加11.17%~25.14%的FPBM可有效改善罗非鱼的生长性能和健康状况。Rahimnejad等[35]研究表明,使用40%的短小芽孢杆菌发酵豆粕喂食鲈鱼,表现出较高的补体C3含量,SM80组的补体C3活性最低。Rangacharyulu等[36]使用3种配方饲喂鲤鱼,结果显示,饲喂发酵蚕蛹(SWP)青贮饲料的成活率、饲料转化率和特定生长率分别为84.20%、2.10%和2.39%,除饲料转化率外均高于鱼粉青贮饲料和未处理的SWP饲料。3发酵饲料对生态环境的影响动物在饲养过程中添加抗生素能够提高养殖效率,降低饲养成本,但却造成环境污染,对动物机体造成损伤[37]。发酵饲料的使用能够有效改善生态环境[38]。3.1减少氮、磷排放适宜的发酵饲料组合可以提高饲料利用率,减少氮、磷排放[39]。发酵饲料中包含丰富的微生物和小分子物质等,增加动物的吸收效率,有效减少废弃物排放[40]。水产养殖中,通过使用生物饲料可以使鱼虾肠道的代谢更快,进食量和消化率均得以提升,减少水体内残留的饵料和有毒、有害气体排放量[41]。Cheng等[42]研究发现,在仔猪日粮中添加8%的发酵豆粕可以促进微生物固氮,且尿素排放途径由血液到尿转变成血液到粪,从而明显降低猪圈中的氨气、PM2.5和PM10的浓度。日粮中加入一定量的发酵饲料可以促进营养物质的消化吸收以及无机氮转化为有机氮,从而降低畜禽氨气的排放,保护环境和畜禽健康[43]。3.2降低养殖舍内有害气体含量发酵饲料通过增加益生菌数量帮助动物肠道物质吸收,降低养殖舍内有害气体含量,提高动物福利[44]。盛清凯等[45-47]研究表明,在全价配合饲料中添加枯草芽孢杆菌和乳酸菌进行发酵后饲喂母猪,猪粪中的粪臭素浓度极显著降低;在日粮中添加纳豆芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌,有害气体浓度极显著低于对照组,该菌种通过调整猪粪菌群能够降低臭味物质浓度。黄健等[48]公开1种环保减排型猪发酵饲料能够降低猪舍内有害气体的排放,改善动物生长环境。孙左才[49]发明1种养殖泥鳅的生物发酵饲料,利用生物厌氧发酵技术使用水体中有害气体与有害物质转化成促进浮游动植物生长、繁殖的物质。3.3降低重金属污染发酵饲料可以提高微量元素的利用率,降低重金属污染。盛清凯等[45]研究表明,添加乳酸菌和枯草芽孢杆菌厌氧发酵饲料使猪粪中微量元素的含量明显降低。廖云琼等[50]研究发现,在全价配合饲料中添加枯草芽孢杆菌和乳酸菌进行发酵后饲喂母猪,发酵饲料和猪粪中醋酸提取态的铜、铁、锌、锰含量以及还原态的铜、铁含量均明显增加,氧化态的铜、铁含量均明显减少,残渣态的铜含量无明显变化,表明饲料发酵改变了饲料和猪粪中铜、铁、锌、锰的化学形态,与饲料中添加有机微量元素的效果类似。4展望发酵饲料的开发和应用技术已经较为成熟,并且发酵饲料对动物生产和环境保护均有明显的改善作用。未来,应重视不同种类发酵微生物的培养以及原料的开发,为养殖业的快速发展提供参考。

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