生物发酵饲料与生猪健康养殖

目前益生菌发酵饲料过程中的机制探讨尚不深入，有研究初步解析了枯草芽孢杆菌和乳酸菌发酵玉米、豆粕和黄酒糟复合饲料过程中关键养分的变化规律：纤维于8~12 h发生降解，蛋白质于12~24 h降解；分泌的生物酶主要有中性蛋白酶、木聚糖苷酶和β-葡聚糖内切酶等。芽孢杆菌在好氧发酵的前12 h快速增殖，抑制了饲料中有害菌，降低了饲料中菌群丰度，而厌氧发酵增加了乳酸菌等有益菌数量，显著提高了饲料中细菌丰度，芽孢杆菌、乳酸菌是发酵的优势菌属，其主要的微生物代谢功能包括细胞生长、运动和物质转运等细胞处理以及通路互作、转导和细胞膜转运等环境信息处理功能。有效磷与芽孢杆菌呈显著正相关，而与饲料原籍菌呈显著负相关，可能是发酵过程中的调控菌群关键。

5 生物发酵饲料在生猪健康养殖中的应用

5.1 生物发酵饲料对猪生产性能的影响

本课题组从PubMed和Web of Science（检索范围为2000年1月1日至2019年4月4日）收集了3 271篇文章，根据其中30篇（3 562头猪）的数据进行meta分析发现，发酵饲料显著提高断奶仔猪和生长猪的平均日增重、饲料转化率以及干物质、氮、能量消化率，但发酵饲料对育肥猪生长性能和养分消化率无显著影响。此外，发酵饲料可以提高猪肉亮度、红度、大理石纹和风味，并减少滴水损失。进一步分析发现，发酵原料主要提高断奶仔猪和生长猪的生长性能，发酵中草药则提高了不同阶段猪的生长性能。剂量效应分析发现发酵原料和发酵中草药的最佳添加量分别为8%和0.15%。

5.2 生物发酵饲料对肠道健康的影响

发酵饲料一方面使饲料物理结构变得松散，另一方面提高机体消化酶水平促进养分消化吸收效率。用枯草芽孢杆菌和粪肠球菌发酵后的玉米、豆粕混合饲料饲喂仔猪，总氨基酸和赖氨酸的回肠表观消化率分别提高了5.32%及6.78%，同时，饲料中磷的表观全肠道消化率和标准全肠道消化率分别提高了21.03%和19.83%。添加15%玉米、豆粕混合发酵饲料可显著提高母猪对总能、干物质和总磷的表观全肠道消化率。此外，枯草芽孢杆菌发酵豆粕，可以提高仔猪空肠蛋白酶和淀粉酶活性，促进养分吸收。

发酵饲料中富含的益生菌和益生元，可以调控猪肠道微生态平衡，目前报道较多的是肠道内乳酸菌丰度的提高。在断奶仔猪日粮中添加发酵豆粕，可在属水平提高了粪便中乳酸菌、双歧杆菌相对丰度，同时提高了结肠中乳酸菌的相对丰度，生长育肥猪饲喂发酵饲料，其十二指肠乳酸菌数量升高。枯草芽孢杆菌和粪肠球菌混合发酵饲料可提高泌乳母猪肠道中的乳酸菌和琥珀酸菌含量，并增加肠道微生物的DNA修复、蛋白质重组、糖解与糖代谢合成和线粒体修复等功能。

发酵饲料中的益生菌及其代谢物可以改善猪的肠道屏障功能。Ruiz等发现益生菌和肠道上皮层的相互作用增强了肠道上皮细胞之间的紧密连接蛋白表达。Woo等对大麦、大豆等饲料原料进行了菌酶协同发酵，发现发酵饲料以剂量依赖的方式缓解DSS诱导的结肠炎症，维持肠绒毛和肠道屏障的完整性。益生菌可以直接与肠道黏膜、肠道上皮细胞和肠道相关淋巴组织相互作用，以发挥其益生功能。生物发酵饲料中含有较为丰富的小肽等物质，而小肽可激活宿主免疫细胞发挥特异性免疫作用，增强淋巴细胞功能。乳酸菌发酵饲料可通过降低促炎细胞因子的表达来减轻断奶仔猪的沙门氏菌感染。张秀林等的研究也证实，芽孢杆菌、乳酸菌混菌发酵的玉米、豆粕复合饲料，可以提高断奶仔猪肠道黏膜中免疫细胞的数目，改善肠道黏膜免疫相关基因的表达并增强结肠黏膜sIgA的水平。

5.3 生物发酵饲料对猪肉品质的影响

发酵饲料主要通过提高肉色红度，肌内脂肪含量和肌肉嫩度，改善猪肉脂肪酸（油酸、亚油酸、亚麻酸等）、风味氨基酸（谷氨酸、天冬氨酸等）、挥发性风味物质（醇、醛、酮）等提高猪肉品质。其机制主要是发酵菌株和发酵活性因子通过提高肌肉抗氧化水平，调节脂肪代谢相关的菌群代谢产物如短链脂肪酸、脂多糖、氧化三甲胺、胆汁酸代谢物及色氨酸衍生物等，调控猪的脂质代谢。

Hao等研究发现，添加8%发酵玉米豆粕复合饲料可以提高肉色红度、肌内脂肪含量和肌肉嫩度，改善猪肉不饱和脂肪酸，如油酸、亚油酸、二十碳二烯酸、花生四烯酸含量；增加肌肉鲜味氨基酸，如谷氨酸、丝氨酸、甘氨酸、丙氨酸、蛋氨酸和苯丙氨酸含量；提高肌肉中挥发性风味物质如异辛醇、壬醇等醇类物质含量，己醛、庚醛、辛醛、壬醛、2，4-葵二烯醛、苯甲醛等醛类物质含量，以及显著提高苯乙酮、3-羟基-2-丁酮、甲基庚烯酮等酮类物质的含量。同时发酵饲料能提高育肥猪肌肉中酚类物质，降低肌肉中酸类和酯类化合物。此外，发酵非常规原料在生长育肥猪上应用也十分广泛。在饲粮中补充0.4%的发酵大蒜粉可以提高生长育肥猪肉色红度；发酵苹果渣可提高育肥猪背部脂肪组织中亚油酸、亚麻酸和花生酸水平，降低棕榈酸、棕榈烯酸和十七烯酸水平；添加5%和10%发酵糟渣可提高肌肉中天冬氨酸、精氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸、丝氨酸和赖氨酸等氨基酸含量。日粮中添加0.4%发酵中草药（石榴、银杏、甘草）可降低猪的采食量和背膘厚，增加瘦肉产量，提高背最长肌中ω-3脂肪酸含量，延长猪肉货架期。饲粮中添加10%和15%发酵茶渣可降低猪肉滴水损失和剪切力。

6 结语

生物发酵饲料可以提高饲料利用效率，促进生猪生长性能，改善肠道健康和猪肉品质，将在生猪健康优质安全生态养殖过程中发挥重要作用。但是发酵饲料目前存在整体研发和产业化水平不高、产品质量标准不够完善、发酵工艺和饲喂模式有待提升等问题。未来发酵饲料的研发将围绕抗营养因子降解及定植能力强、代谢产物丰富的特色菌株筛选，针对原料消化吸收利用、机体健康改善及畜产品品质提升等生物学效价评定，发酵过程及产品品质的动态监测等方向展开。

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