农副产物发酵饲料在动物养殖中的应用研究进展

Progress on the utilization of fermented feeds from agricultural by-products in animal breeding

摘要

目的 为农业副产物资源在动物生产中的饲料化利用提供理论依据。 方法 查阅相关文献，简述农副产物发酵饲料的优势，综述农副产物发酵饲料在动物生产中的应用。 结果 利用微生物发酵农副产物，不仅能减少农副产物中的毒素和抗营养因子，提高农副产物的适口性，而且还能促进畜禽对农副产物营养成分的消化吸收等。 结论 微生物发酵技术可以促进农副产物的饲料化利用，为畜牧业的稳定发展提供了有力保障。

关键词

农副产物 / 微生物发酵 / 优势 / 动物生产 / 应用

Key words

agricultural by-products / microbial fermentation / advantages / animal production / utilization

近年来，我国畜牧业的快速发展，使得蛋白饲料原料的需求量迅速增加，饲料原料短缺问题逐渐凸显^[1]。然而，我国作为农业大国，农产品加工副产物丰富，但其适口性差、抗营养因子和有毒有害物质的存在，严重制约了动物对它们的消化和利用。此时，微生物发酵技术的优势得以展现，它不仅可以降低农副产物中抗营养成分和有毒有害物质，还能促进农副产物的饲料化利用^[2-3]。为此，本文综述了近年来国内外关于农副产物发酵饲料应用的研究，总结其在动物生产中的应用效果，以期为农副产物的饲料化开发和利用提供理论参考。

1 农副产物发酵饲料的概述

1.1 可饲用农副产物的分类及特点

可饲用农副产物原料大致可分为农作物秸秆、饼粕和糟渣三大类。其中，农作物秸秆（如豆类、薯类、油料、禾谷类等）种类丰富多样，且产量高。但其粗纤维含量高（35%～40%），适口性差，导致其作为饲料方面的应用受到限制。饼粕类原料主要有菜籽饼、葵花籽饼、花生饼、油茶饼、大豆饼、棉籽饼、芝麻饼等。它们富含植物蛋白，蛋白质含量一般在30%以上。然而，并非所有的饼粕都能直接饲喂动物。例如，棉粕等含有毒素，不能作为蛋白饲料直接饲喂动物。糟渣类原料是指对农产品（粮食、果品、蔬菜）进行加工、酿造、制糖等工艺后的剩余物质。常见的糟渣包括薯类淀粉渣、酒糟、酱油糟、甜菜渣、菠萝渣和甘蔗渣等。它们因含有抗营养因子、粗纤维含量较高等缺点，若直接作为饲料利用会造成畜禽对其的采食量降低，导致糟渣类原料的浪费。

1.2 农副产物发酵饲料常用的菌种

在利用微生物发酵农副产物生产蛋白饲料过程中，选择合适的发酵菌种是发酵的关键。近几年，用于发酵农副产物的菌种主要有乳酸菌、芽孢杆菌、酵母菌和曲霉共4类^[4]。

其中，乳酸菌可以促进乳酸、乙酸、丙酸等有机酸的产生，降低饲料pH值。芽孢杆菌在发酵的过程中能产生多种酶类，降解农副产物中的复杂多糖，同时还能产生维生素B₁、B₂、B₆和维生素C等多种维生素。酵母菌在发酵的过程中产生羟基化合物、脂肪衍生物、酚类化合物、乙醇、挥发性脂肪酸等，其中假丝酵母属和酿酒酵母属使用最为广泛。霉菌在发酵过程中分泌多种酶类，可以分解农副产品原料中的纤维素和半纤维素，并将多糖水解为低聚糖，从而提高动物对农副产物的消化利用率。对于秸秆和糟渣来说，其膳食纤维含量高，曲霉是发酵的优选菌种^[5]。常用于固态发酵的曲霉是米曲霉和黑曲霉。

1.3 用微生物发酵农副产物的方式

用微生物发酵农副产物的方式可分为液态发酵和固态发酵两大类型。液态发酵是指将发酵底物与水按照（1:1.5）～（1:4.0）比例混合，使得微生物能够均匀分布在发酵液中。这种发酵方式的特点是，微生物分布均匀，营养物的浓度也相对均衡。固态发酵则是微生物在无游离水或基本没有游离水的固态基质上进行发酵。

2 农副产物发酵饲料的优势

2.1 提高农副产物原料营养价值

农副产物原料经益生菌发酵后，其益生菌数量得以显著增加。这些益生菌不仅能对大分子蛋白进行分解，提高活性小肽、乳酸和寡糖等功能性物质的含量，而且在发酵过程中还能产生消化酶和维生素等多种有益成分^[6]。

2.2 降低农副产物中毒素和抗营养因子

微生物发酵可以降低农副产物中毒素和抗营养因子的含量，尤其是在饼粕类饲料中效果显著。魏满红等^[7]用酵母菌固态发酵棉粕后，蛋白酶、纤维素酶、果胶酶、植酸酶活性均显著升高，增长率分别是374.25%、30.13%、302.51%和70.48%，粗蛋白和多肽增长率是28.97%和375.14%，游离棉酚的含量明显下降，达71.00%。

2.3 富含益生菌并改善动物肠道功能

经发酵处理的农副产物饲料中含有丰富的益生菌，这些益生菌能形成致密性膜菌群，从而竞争性地抑制有害微生物生长和繁殖，有助于维持动物肠道菌群的平衡并减少腹泻等不良症状的发生。杨树梅^[8]采用发酵花生粕替代仔猪常规日粮中鱼粉，结果显示，试验组与对照组相比，仔猪肠道大肠杆菌总量减少约8%（P < 0.05），同时乳酸杆菌总量增加约7.4%（P < 0.05）。这一结果表明，发酵饲料对提高仔猪肠道菌群健康具有积极作用。

3 农副产物发酵饲料在动物生产中的应用

3.1 猪

目前，农副产物发酵饲料已在断奶仔猪、生长育肥猪和母猪生产中广泛应用。不同生长阶段的猪饲喂农副产物发酵饲料后，其效果明显不同。

相关研究表明，在保证基本能量和蛋白质需求的前提下，适量添加农副产物发酵饲料可改善仔猪肠道健康，提高免疫性能以及降低腹泻率，有利于提高断奶仔猪的生长性能^[9]。彭俏丽等^[10]研究发现，发酵香菇渣可以提高断奶仔猪肠道消化酶活性和挥发性脂肪酸含量，同时调节肠道微生物菌群，改善肠道健康。Huang等^［11］利用枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌固态发酵酒糟饲喂断奶仔猪，发现相对于对照组而言，发酵饲料在一定程度上提高了仔猪机体免疫力，降低了腹泻率，并且料重比明显降低。

农副产物发酵饲料在生长肥育猪日粮中用量最多，添加量可达15%。杨海天等^[12]在高松辽黑猪肥育猪日粮中添加6%发酵玉米秸秆替代基础日粮，研究结果显示，发酵玉米秸秆可以提高松辽黑猪饲料养分消化率、肉品质、生长性能及经济效益，其中添加6%发酵玉米秸秆替代基础日粮效果最佳。

此外，农副产物发酵饲料在母猪生产中的应用还有助于提高母猪的抗病能力和繁殖性能。崔英杰等^[13］利用发酵大豆皮等量替代未发酵大豆皮，研究发现发酵大豆皮可改善母猪的生理代谢，提高母猪的繁殖性能及其血浆免疫球蛋白含量。赵子恵等^[14]把32头妊娠母猪分为4组，包括基础日粮组（对照组）和分别添加5%、10%和15%发酵苹果渣饲料组。研究表明，日粮中添加10%的发酵苹果渣能够提高妊娠母猪血清中总蛋白的含量及血液孕酮浓度，促进妊娠母猪的生长发育，提高妊娠母猪的繁殖性能。

3.2 家禽

农副产物发酵饲料应用于家禽中，可以调节家禽肠道菌群平衡，增强机体免疫力，提升家禽的生长性能等。李阳^[15]在肉鸡日粮中用发酵豆粕代替25%豆粕，研究发现肉鸡平均日增质量和料肉比、血清免疫球蛋白的含量以及血清超氧化物歧化酶活性都有所增加，血清中肌酐和丙二醛含量减少。Ashayerizadeh等^［16］研究发现，饲喂由嗜酸乳杆菌、枯草芽孢杆菌和黑曲霉菌发酵的菜籽粕的肉鸡回肠和盲肠中的乳酸菌数量明显增加，鼠伤寒沙门氏菌数量减少（P < 0.05）；饲喂发酵菜籽粕也能显著提高雏鸡的体质量和饲料转化率。

3.3 反刍动物

农副产物发酵饲料不仅广泛应用于猪和家禽日粮中，近年来，随着发酵技术发展，微生物发酵农副产品在反刍动物生产中也得到了广泛应用。饲喂农副产物发酵饲料不仅可以改善反刍动物的肠道菌群，提高采食量和日增质量，提升动物生长性能，还可显著提高产奶量，改善乳品质。马玉勤等^[17]用发酵玉米秸秆饲喂西门塔尔育肥牛，发现育肥牛的肉品质和生长性能等都有显著的改善。何炜等^[18]在肉羊日粮中添加不同比例的发酵玉米秸秆，结果显示，添加组肉羊的生长性能、养分消化率、胴体性能等都明显高于对照组，发酵玉米秸秆添加量为50%时效果最佳。王晓飞等^[19]研究也发现，试验组羔羊饲喂发酵玉米秸秆，羔羊的采食量、日增质量和肌肉品质等都有显著提高。此外，有研究发现用多功能微生物菌液处理玉米秸秆后饲喂奶牛与青贮玉米秸秆饲喂奶牛相比，前者日采食量提高0.69 kg，平均日产奶量提高0.57 kg，经济效益日提高1.15元^[20]。

4 农副产物发酵饲料存在的问题

近年来，我国农副产物发酵饲料在动物生产中应用越来越广泛，其优势逐渐凸显。但是，我国农副产物发酵饲料的研发和产业化水平还存在许多不足，需要进一步改进和提高。在发酵菌种方面，盲目选择菌种导致发酵效果不理想^[21]。在生产设备和技术方面，一些饲料发酵生产厂家没有购置化验检测设备和消毒设备等，菌种易被杂菌污染；此外，中小发酵饲料厂技术人员对发酵饲料专业知识掌握甚少，经验不足，发酵饲料质量得不到保证。在农副产物原料方面，有的饲料发酵厂没有严格挑选优质原料，有时采用发霉的秸秆、山芋藤或有毒的木薯渣等，导致生产的发酵饲料品质较差，易引起动物腹泻。

5 农副产物发酵饲料发展的对策

5.1 加强技术创新，精准选择高效发酵菌种

根据不同性质的农副产物原料精准选择高效发酵菌株或组合菌，建立健全发酵饲料菌种库，规范菌种保藏和使用方法。此外，还可以结合现代生物工程技术手段，如基因工程技术、代谢工程等，进行抗逆益生菌的驯化、选育和基因工程菌构建，进一步提高发酵效果。

5.2 优化发酵工艺，提高发酵饲料质量

根据不同原料的特性和发酵目的，调整发酵的温度、pH值、通气量等参数，确保在适宜的条件下进行发酵，提高菌株的生长速度和代谢活性。同时还要提高生产工艺和设备的规范性和科学性，严格挑选优质原料，确保发酵饲料的品质和安全性。

5.3 做好质量监管，确保发酵饲料安全

加强对农副产物发酵饲料中有毒有害物质的监测和评估工作，建立有毒有害物质快速检测预警系统，及时发现和处理问题产品。同时，要加强对发酵饲料中微生物污染的监测和控制，确保发酵饲料安全。

参考文献

[1] 宋广星， 孙超， 原雪峰， 菌酶协同发酵饲料在畜牧业中的应用进展[J]. 现代畜牧兽医， 2022，408（11）：68-71.

[2] 赵金标， 周行健， 李佳， 非常规饲料原料营养价值及其在生猪高效养殖中的应用策略[J]. 中国猪业， 2022，17（2）：17-23.

[3] 齐德旭， 姚兴成. 发酵饲料在生猪养殖中的应用——以花生壳发酵和豆粕发酵饲料为例[J]. 养殖与饲料， 2023，22(8)：17-20.

[4] 陈彤, 董玲, 许晴， 微生物发酵非常规饲料原料在畜禽生产中的应用进展[J]. 饲料工业， 2022，43(8)：18-23.

[5] 劳俊, 曹佩磊， 戴生雷. 益生菌发酵小麦秸秆对肉牛生长性能、养分表观消化率及经济效益的影响[J]. 中国饲料, 2020(19)：115-117, 121.

[6] 寇茜茜, 韩坤, 岳远瑞， 发酵豆粕质量评价的综合分析[J]. 饲料研究, 2023,46(8)：130-134.

[7] 魏满红, 韦票, 袁凯鑫， 高产中性蛋白酶酵母菌固态发酵棉粕的参数优化[J]. 家畜生态学报， 2021，42(12)：44-50.

[8] 杨树梅. 发酵花生粕对断奶仔猪生产性能及相关指标的影响[D]. 新乡： 河南科技学院， 2021.

[9] 马雪锋. 发酵液体饲料对断奶仔猪生长性能、腹泻率和粪便微生物的影响[J]. 中国饲料， 2023(12)：85-88.

[10] 彭俏丽， 柒启恩， 周国勇， 发酵香菇渣对断奶仔猪生长性能、结肠挥发性脂肪酸含量及微生物结构的影响[J]. 中国畜牧兽医， 2021，48(11)：3985-3995.

[11] HUANG L L, REN P P, OUYANG Z C, et al. Effect of fermented feed on growth performance, holistic metabolism and fecal microbiota in weanling piglets[J/OL]. Animal feed science and technology, 2020, 266：114505[2023-09-05].

[12] 杨海天， 车东升， 姜海龙， 添加发酵玉米秸秆对松辽黑猪养分消化、肉品质及生长性能的影响[J]. 吉林农业大学学报， 2021，43(6)：727-733.

[13] 崔英杰， 高开国， 杨雪芬， 发酵大豆皮对妊娠母猪繁殖性能、血浆生化及免疫指标的影响[J]. 动物营养学报， 2022，34(9)：5609-5619.

[14] 赵子惠, 崔光亚, 成伟伟， 日粮中添加发酵苹果渣对妊娠母猪繁殖性能和血清指标的影响[J]. 饲料研究, 2022，45(6)：30-33.

[15] 李阳. 解淀粉芽孢杆菌发酵豆粕工艺及其对肉鸡生长影响的机理研究[D]. 北京： 中国农业科学院， 2020.

[16] ASHAYERIZADEH A, DASTAR B, SHARGH M S, et al. Fermented rapeseed meal is effective in controlling Salmonella enterica serovar Typhimurium infection and improving growth performance in broiler chicks[J]. Veterinary microbiology, 2017, 201：93-102.

[17] 马玉勤, 陶波. 发酵玉米秸秆对育肥牛生长性能、屠宰性能、肉品质和免疫指标的影响[J]. 饲料研究， 2023,46(5)：15-18.

[18] 何炜， 李向臣. 日粮添加发酵玉米秸秆对肉羊生长性能、养分消化率、血液生化指标及屠宰性能的影响[J]. 饲料研究， 2021，44(13)：18-22.

[19] 王晓飞， 高源， 田丰， 膨化秸秆微生物发酵饲料对杜寒杂交肉羊生长性能和胃肠道发育的影响[J]. 畜牧与饲料科学， 2022，43(2)：28-34.

[20] 段军红. EM发酵玉米秸秆和青贮玉米秸秆对奶牛生产性能的对比试验[J]. 中国奶牛， 2012(3)：48-49.

[21] 王宝维, 王秉翰. 我国发酵饲料产业面临的困境与创新发展策略[J]. 中国禽业导刊， 2023，40(3)：20-25.

基金资助

安徽省高校优秀人才支持计划项目(gxyq2020091)