生物发酵饲料与生猪健康养殖

导读：在饲料全面禁抗和环境保护双重压力下，如何保障生猪健康、优质、安全生态养殖成为行业面临的巨大挑战。生物发酵饲料可通过益生菌发酵改变饲料底物的理化性质，获得益生性中间代谢产物和扩大培养饲用的微生物体，从而改善饲料利用效率和肠道健康、提高生产性能、改善猪肉品质，最终达到饲料资源开发、生猪健康养殖和优质猪肉生产的目的。本期特邀浙江大学汪以真教授就生物发酵饲料的发酵菌株与饲料资源开发利用、发酵改善饲料品质的机制，以及发酵饲料在改善猪生产性能、肠道健康和猪肉品质等方面的应用做了详细阐述，并对未来生物发酵饲料的研究和应用提出待解决的问题和思考，为生物发酵饲料在生猪健康生态养殖中的应用和研究提供理论依据。

养猪业是关乎国计民生的重要产业，在我国占有十分重要的地位。但当前，我国生猪养殖面临着严峻的挑战。非洲猪瘟疫情严重影响着我国生猪养殖，导致猪肉价格大幅上升，生物安全越来越成为行业关注的重点。2020年7月1日我国饲用抗生素全面禁用，短期内可能带来猪生长性能下降、仔猪死亡率和腹泻率上升、治疗用药物增加等一系列问题。此外，生猪养分消化吸收率低，粪污处理难度大，再加上相关环保政策压力，进一步加剧了生猪生态养殖的难度。生物发酵饲料是一种含有益生菌及其代谢产物的生物活性饲料，微生物发酵可以通过改变饲料底物的理化特性，提高饲料的消化利用率。同时在发酵过程中，可以扩大培养益生菌菌体，并提供其中间代谢产物，进而通过益生作用，维持肠道微生物稳态，改善肠道功能和机体免疫，最终达到饲料资源开发、动物机体健康提升和优质安全畜产品生产的目的。因此，使用生物发酵饲料是非洲猪瘟、饲料禁抗和环保压力背景下实现生猪健康绿色生态养殖的重要举措。本文主要围绕发酵饲料进展、发酵菌株及功能、饲料资源开发利用和发酵饲料养分改善机制，以及发酵饲料对猪生产性能、肠道健康和猪肉品质的影响进行综述。

1 生物发酵饲料应用进展

近年来生物发酵饲料发展迅速，产量从刚开始的小规模生产已经快速增长到年产量约400万吨（2019年），目前我国从事生物发酵饲料的企业达1 000余家。虽然微生态制剂和酶制剂的市场趋于饱和，但发酵豆粕、酵母培养物、发酵糟渣和发酵构树叶等发酵产品呈稳定增长趋势，在饲料和养殖行业得到广泛应用。据生物饲料开发国家工程中心估计，2030年我国发酵饲料产量将达到8 000万吨，约50%猪场会使用发酵饲料。另外，以“Fermented feed”为关键词在Pubmed数据库中搜索，可以发现发酵饲料的相关研究文献已经从2000年的91篇快速增长到2020年的671篇，提示生物发酵饲料研发的快速发展和关注度日益提升。

生物饲料领域第1个团体标准《生物饲料产品分类》于2018年1月1日发布，《发酵饲料技术通则》于2018年9月7日发布，正式结束了发酵饲料市场混乱、产品质量良莠不齐的局面。《哺乳母猪用菌酶协同发酵饲料》、《生长育肥猪用菌酶协同发酵饲料》、《饲料原料——酵母水解物》和《饲料添加剂——丁酸梭菌》等与生物发酵饲料有关的12个团体标准于2019年发布。2020年3月10日，国家发展改革委员会、农业农村部联合印发的《关于支持民营企业发展生猪生产及相关产业的实施意见》中提到，要加大本土可利用饲料资源和非粮饲料原料开发力度，加快生物饲料开发应用，调整优化饲料配方结构。发酵饲料市场需求逐年提升，发酵蛋白饲料、发酵能量饲料和发酵粗饲料产品快速增量，地源性饲料原料发酵产品快速增多。2020年4月15日，农业农村部畜牧兽医局发出“关于《养殖者自行配制饲料有关规定》公开征求意见的通知”，发酵饲料在颗粒饲料生产中添加进入了规范制备和应用时代，这些政策和标准的建立对我国生物饲料行业的规范性和健康发展做出了重要贡献。

2 发酵菌株及功能

2013年我国农业农村部发布的2045号公告规定，允许用于饲料微生物添加剂的菌种有34种，主要包括酵母菌、乳酸菌、芽孢杆菌和霉菌四类。饲料发酵常用的益生菌主要有芽孢杆菌、乳酸菌、酵母菌和霉菌等，如地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、凝结芽孢杆菌、丁酸梭菌、粪肠球菌、屎肠球菌、干酪乳杆菌、植物乳杆菌、戊糖片球菌、产朊假丝酵母、酿酒酵母、黑曲霉、米曲霉等。

芽孢杆菌是一类能够内生孢子、在有氧和无氧环境下均可存活的革兰氏阳性菌，也有部分芽孢杆菌为革兰氏阴性菌，出芽形成孢子的芽孢杆菌可耐高温，孢子可在适应环境下重新形成营养体。在微生物发酵饲料过程中，芽孢杆菌的主要作用一方面是消耗发酵体系中的氧气，为乳酸菌的繁殖以及代谢产物乳酸的产生提供合适的厌氧条件；另一方面，芽孢杆菌自身代谢产生相关酶类，参与发酵过程，从而提升发酵效果。乳酸菌在自然界中广泛分布，是最早用于生产发酵饲料的一种益生菌。研究表明，乳酸菌具有多种优良的功能，如抗菌活性、维持肠道上皮屏障、调节肠道菌群平衡以及抗氧化作用等。其作为补充剂添加到饲料中具有良好的应用效果，乳酸菌广泛用于液体发酵和固态发酵的生产，主要因为能在饲料发酵过程中产生有机酸（主要是乳酸）以及降低底物的pH值。

酵母菌是一类单细胞、兼性厌氧型真菌，细胞壁中的甘露寡糖、有机酸、酯类和醇类以及酵母内容物中的氨基酸、蛋白质、多肽、核酸、维生素、矿物质等营养物质，不仅能改善日粮口感、提高动物采食量，而且能调节动物肠道微生态平衡，增强机体免疫力并提高动物的生产性能。另外，酵母菌表面可与肠杆菌结合，阻止有害菌与肠上皮的粘附。霉菌因在生长代谢过程中可分泌酶类，而广泛用于生物发酵。目前应用于饲料行业的霉菌主要有曲霉和根霉等。育肥猪日粮中添加灭活的米曲霉，不仅提高其生长性能，而且提高背最长肌中肌内脂肪含量，改善肉品质。

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