隨著畜牧養(yǎng)殖業(yè)的快速發(fā)展，“人畜共糧”的矛盾日益凸顯，為了解決這個(gè)重要的問(wèn)題，世界各國(guó)不管是科技界還是工業(yè)界都在探尋新的飼料來(lái)源，其中，蛋白質(zhì)飼料尤其受到重視。自20世紀(jì)50年代開(kāi)始，動(dòng)物日糧中添加抗生素等物質(zhì)可有效促進(jìn)動(dòng)物的生產(chǎn)，對(duì)畜牧養(yǎng)殖業(yè)的快速發(fā)展做出了很大的貢獻(xiàn)。但是隨著時(shí)間的增長(zhǎng)，人們發(fā)現(xiàn)在飼料中添加抗生素帶來(lái)的危害也是非常顯著的，也受到了社會(huì)各界人士的廣泛關(guān)注。歐盟自2006年1月起全面禁止在畜禽飼料中添加抗生素，我國(guó)在飼料中允許添加的抗生素種類也在逐漸減少。飼料資源短缺的問(wèn)題長(zhǎng)期制約著我國(guó)畜牧業(yè)的發(fā)展，即發(fā)展安全、健康的養(yǎng)殖環(huán)境是當(dāng)務(wù)之急，其中微生物發(fā)酵飼料正在受到人們的關(guān)注和青睞。
微生物發(fā)酵飼料是指在人為控制條件下，以微生物為飼料發(fā)酵的菌劑，將發(fā)酵飼料原料中抗?fàn)I養(yǎng)因子進(jìn)行分解或轉(zhuǎn)化，生成多種有機(jī)酸、維生素等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，在發(fā)酵過(guò)程中還可產(chǎn)生淡淡的香味，增加了動(dòng)物的適口性，還可以提高動(dòng)物的抵抗力。
1 微生物發(fā)酵飼料的種類
微生物發(fā)酵飼料根據(jù)含有水分的多少可以分為液體發(fā)酵飼料和固體發(fā)酵飼料。國(guó)外一般使用液體飼料較多，而國(guó)內(nèi)廣泛使用的還是固體發(fā)酵飼料。除此之外，還有單細(xì)胞蛋白和菌體蛋白飼料、氨基酸、酶制劑以及微生物等代謝產(chǎn)物；微生態(tài)制劑和益生素等類別。
1.1 固體發(fā)酵飼料
固體發(fā)酵又稱為固態(tài)發(fā)酵，是將粗飼料作為發(fā)酵原料，添加混合有益菌種進(jìn)行發(fā)酵的過(guò)程，發(fā)酵產(chǎn)物中營(yíng)養(yǎng)成分高、適口性好，還可對(duì)原料中有毒物質(zhì)進(jìn)行降解。發(fā)酵微生物菌種主要有霉菌、酵母菌及細(xì)菌的一些類群。
1.2 液體發(fā)酵飼料
液體發(fā)酵飼料中發(fā)酵原料的粒度要小的多，添加一定比例的水，增加了與菌種之間接觸的表面積，從而加快發(fā)酵的速度；液體發(fā)酵飼料混合均勻，避免動(dòng)物挑食，在預(yù)防仔豬腹瀉等方面有著重要的作用。但由于發(fā)酵調(diào)控、有效性、經(jīng)濟(jì)性等問(wèn)題，限制了其推廣應(yīng)用。
2 發(fā)酵飼料選用菌種種類
2009年美國(guó)聯(lián)邦食品藥品管理局和美國(guó)飼料控制官員協(xié)會(huì)允許46種微生物菌種可作為飼料添加劑使用。而我國(guó)農(nóng)業(yè)部發(fā)布的公告“飼料添加劑品種目錄”中包括：地衣芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌、兩歧雙歧桿菌、嗜酸乳桿菌、乳酸片球菌等15種可以直接飼喂動(dòng)物、允許使用的飼料級(jí)微生物飼料添加劑菌種。發(fā)酵飼料的生產(chǎn)菌種很多，主要有乳酸菌、酵母菌、芽孢桿菌和霉菌4大類。
2.1 乳酸菌
乳酸菌是一類能利用可發(fā)酵碳水化合物產(chǎn)生大量乳酸的無(wú)芽孢革蘭氏陽(yáng)性菌，在自然界分布廣泛，乳酸菌大部分是人體及動(dòng)物體內(nèi)必不可少的菌群。按乳酸代謝途徑可大致分為：同型乳酸菌、專性異型乳酸菌、兼性乳酸菌和雙歧桿菌四類。而且乳酸菌可抑制腸道內(nèi)腐敗菌的生長(zhǎng)和腐敗產(chǎn)物的產(chǎn)生，可產(chǎn)生多種消化酶，制造營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，提高飼料消化率，保持動(dòng)物體內(nèi)的微生態(tài)平衡。
2.2 酵母菌
酵母菌是一類可將糖類分解為酒精和二氧化碳肉眼看不見(jiàn)的兼性厭氧單細(xì)胞真菌。飼料用酵母菌主要分為熱帶假絲酵母、產(chǎn)朊假絲酵母、釀酒酵母、紅酵母、畢赤酵母等。酵母可以將大分子物質(zhì)分解成細(xì)胞新陳代謝易利用的小分子物質(zhì)，屬于異養(yǎng)生物，酵母菌含有豐富的蛋白質(zhì)、維生素和氨基酸等物質(zhì)，有效促進(jìn)動(dòng)物的生長(zhǎng)發(fā)育，縮短飼養(yǎng)期，獨(dú)特的酵母香味還可以改善肉質(zhì)，增強(qiáng)幼畜禽的抗病能力。
2.3 芽孢桿菌
芽孢桿菌作為最理想的微生物添加劑，屬兼性厭氧菌，對(duì)外界有害因子抵抗力較強(qiáng)。芽孢桿菌在增殖的同時(shí)可釋放出高活性的分解酵素，還能產(chǎn)生多種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，如維生素、氨基酸、促生長(zhǎng)因子等促進(jìn)動(dòng)物機(jī)體的物質(zhì)代謝，可抑制有害菌等有害微生物的生長(zhǎng)，減少抗?fàn)I養(yǎng)因子對(duì)動(dòng)物消化利用的影響。
2.4 霉菌
飼料中常用的霉菌有根霉、黑曲霉、米曲霉等。霉菌可分解纖維素和淀粉。
3 微生物發(fā)酵飼料的作用原理和特點(diǎn)
微生物發(fā)酵飼料選用的菌種均屬于有益菌，發(fā)酵后的飼料在畜禽腸道內(nèi)的作用機(jī)理一般都是綜合作用的結(jié)果，目前得出的普遍觀點(diǎn)有以下幾點(diǎn)。
3.1 改善腸道內(nèi)的微生態(tài)平衡
發(fā)酵飼料進(jìn)入動(dòng)物腸道后，飼料中的乳酸菌、酵母菌、芽孢桿菌等有益菌之間進(jìn)行協(xié)調(diào)作用，維持腸道的健康。動(dòng)物采食后，芽孢桿菌等需氧菌不斷消耗氧而形成厭氧環(huán)境，從而導(dǎo)致好氧菌死亡。
3.2 補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)成分，提高飼料利用率
微生物飼料經(jīng)混合菌種發(fā)酵后可產(chǎn)生多種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，包括多種不飽和脂肪酸、芳香酸等，發(fā)酵產(chǎn)物有特殊的香味可有效改善飼料的適口性；發(fā)酵過(guò)程中菌種可將大分子物質(zhì)降解為動(dòng)物易吸收的小分子物質(zhì)及多種促生長(zhǎng)因子，這些營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)被畜禽機(jī)體吸收利用，促進(jìn)動(dòng)物的生長(zhǎng)和增重，可最大限度的利用發(fā)酵飼料，提高飼料利用率。
3.3 提高畜禽機(jī)體免疫功能
微生物發(fā)酵飼料中的有益微生物可以作為一種非特異免疫調(diào)節(jié)因子，通過(guò)細(xì)菌本身或細(xì)胞壁成分刺激并激活宿主免疫細(xì)胞，促進(jìn)吞噬細(xì)胞活力或作為佐劑發(fā)揮作用。乳酸桿菌、芽孢桿菌等在發(fā)酵過(guò)程中還可產(chǎn)生細(xì)菌素，抑制有害病原菌在動(dòng)物腸道內(nèi)的生長(zhǎng)繁殖。
3.4 降解飼料中的抗?fàn)I養(yǎng)因子
許多乳酸菌和鏈球菌可以產(chǎn)生細(xì)菌素，這些多肽物質(zhì)對(duì)革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌有抑制作用。微生物對(duì)飼料原料進(jìn)行生物加工，可以降解其中的棉酚、硫苷、脲酶等抗?fàn)I養(yǎng)因子。同時(shí)飼料中的一些抗原物質(zhì)被微生物分解利用，減輕了對(duì)動(dòng)物腸道的抗原性刺激。
3.5 防止有害物質(zhì)產(chǎn)生
微生物發(fā)酵飼料中不含任何抗生素，動(dòng)物飼喂有益菌可降低畜禽舍內(nèi)氨氣、硫化氫等有毒氣體的濃度，可有效減少糞便中氨氮物質(zhì)的含量，畜禽養(yǎng)殖舍內(nèi)的氨氣含量明顯降低，凈化畜禽環(huán)境。再者，直接飼用微生態(tài)制劑有益菌在腸道內(nèi)可形成致密性膜菌群，形成生物屏幕，防止對(duì)有害物質(zhì)和廢物的吸收。
4 微生物發(fā)酵飼料目前存在的問(wèn)題及未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)
4.1 微生物發(fā)酵飼料存在的問(wèn)題
微生物發(fā)酵飼料雖然有很多的優(yōu)點(diǎn)，但是在目前的發(fā)展過(guò)程中還存在一些問(wèn)題，勢(shì)必會(huì)經(jīng)歷一個(gè)逐步完善的過(guò)程。
4.1.1 設(shè)備落后，硬、軟件條件差
現(xiàn)在生產(chǎn)發(fā)酵飼料的多為小型飼料廠，因此較易缺乏專業(yè)人員和發(fā)酵設(shè)備，對(duì)于微生物知識(shí)和發(fā)酵工藝了解較少。生產(chǎn)條件、衛(wèi)生管理較差，這將導(dǎo)致飼料安全存在極大的隱患。
4.1.2 菌種來(lái)源復(fù)雜
由于現(xiàn)在發(fā)酵飼料都是一些小企業(yè)，經(jīng)濟(jì)實(shí)力較差，沒(méi)有足夠的資金從正規(guī)的單位購(gòu)買菌種，專業(yè)技術(shù)人員的專業(yè)知識(shí)片面，沒(méi)有專業(yè)的人員進(jìn)行技術(shù)指導(dǎo)，發(fā)酵飼料的質(zhì)量問(wèn)題有待解決。
4.1.3 生料發(fā)酵
按照嚴(yán)格的生物發(fā)酵法發(fā)酵原料必須經(jīng)過(guò)消毒，而所謂的“生料”是指沒(méi)有進(jìn)行消毒的原料。小型的發(fā)酵飼料廠認(rèn)為一般霉變的原料，在經(jīng)過(guò)微生物發(fā)酵后就能脫毒，就可以提高飼料的利用率、改善飼料的適口性，說(shuō)明生產(chǎn)廠家對(duì)“發(fā)酵”的基礎(chǔ)專業(yè)知識(shí)了解太少。
4.1.4 營(yíng)養(yǎng)水平低
一些飼料廠的濃縮飼料中幾乎都是發(fā)酵飼料，與豆粕、魚(yú)粉等濃縮飼料相比其中的營(yíng)養(yǎng)不平衡，導(dǎo)致發(fā)酵飼料的飼料報(bào)酬較低。
4.1.5 產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題
由于生物發(fā)酵飼料在發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生多種代謝物質(zhì)，其具體對(duì)動(dòng)物的作用機(jī)理并不是很清楚，且其中的有效成分缺乏研究，對(duì)微生物發(fā)酵飼料的產(chǎn)品品質(zhì)很難有統(tǒng)一的鑒定標(biāo)準(zhǔn)，因此，建立完善的行業(yè)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)和檢測(cè)方法十分有必要。
4.1.6 微生物發(fā)酵飼料效果不穩(wěn)定
微生物菌種在培養(yǎng)、保存、分裝、發(fā)酵及機(jī)械、制粒過(guò)程中其數(shù)量和活性均受到影響，難以獲得穩(wěn)定、一致的效果，因此根據(jù)不同動(dòng)物種類、不同生產(chǎn)水平等因素選擇一種既經(jīng)濟(jì)又有效的微生物發(fā)酵飼料十分有必要。
4.2 微生物發(fā)酵飼料的發(fā)展趨勢(shì)
我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，畜牧養(yǎng)殖業(yè)所占比重較大，目前發(fā)展的微生物發(fā)酵飼料也是飼料產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的一次偉大的革新，為了保障養(yǎng)殖業(yè)和飼料行業(yè)的有序發(fā)展，國(guó)家也出臺(tái)了一系列的政策和對(duì)未來(lái)行業(yè)發(fā)展的總體目標(biāo)。逐漸要實(shí)現(xiàn)安全、高效、協(xié)調(diào)發(fā)展，確保飼料的質(zhì)量和安全問(wèn)題；生物技術(shù)與發(fā)酵飼料在保障畜產(chǎn)品安全及飼料產(chǎn)業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展的過(guò)程中有著重要的作用；同時(shí)也是我國(guó)未來(lái)飼料行業(yè)發(fā)展的長(zhǎng)期目標(biāo)。微生物發(fā)酵飼料的發(fā)酵原料可以利用目前人們不注重的農(nóng)林廢棄物，把大量的廉價(jià)基質(zhì)轉(zhuǎn)化為有價(jià)值的產(chǎn)品，降低飼料成本和養(yǎng)殖成本，有益菌群的添加可有效改善畜禽腸道微生態(tài)平衡，改善畜產(chǎn)品的質(zhì)量和安全問(wèn)題，同時(shí)還可以降低畜禽糞便對(duì)環(huán)境的污染，易于推廣。雖然目前的微生物發(fā)酵飼料在質(zhì)量上還存在一定的問(wèn)題，但是隨著各界人士的深入研究，將會(huì)有更加專業(yè)的研究解決辦法和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)微生物發(fā)酵飼料的生產(chǎn)更加規(guī)范，發(fā)酵飼料作為蛋白質(zhì)的替代品，在未來(lái)的飼料行業(yè)中必將受到更多的重視。