■陳 彤 董 玲 許 晴 熊文鈺 鄧秋怡 張杭超 區(qū)玉興 高春起*

（1.華南農業(yè)大學動物科學學院，廣東 廣州 510642；2.遼寧省農牧業(yè)機械研究所有限公司，遼寧 沈陽 110036）

1 我國非常規(guī)飼料產量

我國畜禽日糧主要以“玉米-豆粕”型為主，但目前我國豆粕和玉米的產量遠遠無法滿足生產需求。2020 年我國玉米產量維持在2.6 億噸，進口量增至1 130 萬噸，增幅135.7%；大豆國內產量僅為1 960 萬噸，進口量突破1 億噸。2021 年前5 個月我國進口玉米1 173.2萬噸，更是超過2020年全年玉米進口總量，增長369.7%。我國玉米和豆粕的供需缺口越來越大，嚴重制約畜牧產業(yè)發(fā)展。同時，我國非常規(guī)飼料資源豐富，但利用率低，若能合理應用，不僅可推動畜牧業(yè)和飼料產業(yè)發(fā)展，還可緩解飼料資源短缺和人畜爭糧問題。

非常規(guī)飼料原料大致可分為非常規(guī)餅粕類、糟渣類、秸稈秕殼等3 類（見表1），多數(shù)存在營養(yǎng)價值較低、抗營養(yǎng)因子含量高、成分復雜或不穩(wěn)定而又缺乏營養(yǎng)價值評定標準等問題?，F(xiàn)有的非常規(guī)飼料原料常以填埋方式進行處理，不僅造成資源浪費，而且導致環(huán)境污染。如何更好地開發(fā)和利用這些非常規(guī)飼料資源，是我國畜牧產業(yè)亟待解決的問題。

表1 我國常用非常規(guī)飼料原料的基本情況

微生物發(fā)酵處理可消除雜粕、糟渣和秸稈等非常規(guī)飼料原料中的不利因素，顯著降低其抗營養(yǎng)因子和霉菌毒素含量，微生物代謝產生的各類活性物質還可極大提高其營養(yǎng)價值。發(fā)酵非常規(guī)飼料可改善動物的腸道微生物區(qū)系，提高生產性能，緩解畜禽飼料原料短缺的問題，進而實現(xiàn)畜牧產業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。

2 飼料微生物發(fā)酵常用菌種及其主要特性

根據(jù)《飼料添加劑品種目錄》，多種微生物被批準用于畜禽生產。在飼料微生物發(fā)酵中常用的菌種主要包括乳酸菌、芽孢桿菌、酵母菌和曲霉共4 類。乳酸菌為革蘭氏陽性無芽孢菌，屬兼性菌，包括乳桿菌屬、鏈球菌屬和雙歧桿菌屬等；芽孢桿菌屬是革蘭氏陽性有芽孢的好氧菌，其中最常用是枯草芽孢桿菌；酵母菌和曲霉都為飼料微生物發(fā)酵常用真菌，酵母以釀酒酵母屬和假絲酵母屬在飼料微生物發(fā)酵中應用最廣；曲霉屬多為用于固態(tài)發(fā)酵的黑曲霉和米曲霉。

飼料微生物發(fā)酵的常用菌種具有以下特性：①分泌淀粉酶、蛋白酶、果膠酶、纖維素酶和植酸酶等多種水解酶，用以分解利用非常規(guī)飼料原料的大分子營養(yǎng)物質和硫代葡萄糖苷、棉酚、非淀粉多糖、粗纖維等抗營養(yǎng)因子，提高動物對飼料的消化利用率。②具有殺菌、抑菌和降解黃曲霉毒素作用；進入動物體內，可通過調節(jié)腸道菌群平衡，促進動物生長。③酵母菌和曲霉產生的真菌多糖具有調節(jié)動物機體免疫力和增強抗菌和抗氧化能力作用。④培養(yǎng)條件較為簡單（如芽孢桿菌生成芽孢后抗逆性強，易于生產和保存），但發(fā)酵過程應避免雜菌污染進而確保飼料品質和飼喂效果。

3 微生物發(fā)酵對非常規(guī)飼料原料營養(yǎng)價值的影響（見表2）

表2 微生物發(fā)酵對非常規(guī)飼料營養(yǎng)成分的影響

3.1 微生物發(fā)酵對餅粕類飼料原料營養(yǎng)價值的影響

餅粕等在黑曲霉及其分泌酶（如纖維素降解酶、植酸酶等）的作用下可顯著降解非常規(guī)飼料原料的抗營養(yǎng)因子，亦或通過微生物發(fā)酵代謝產物結合抗營養(yǎng)物質，降低其對動物的不利影響。發(fā)酵后餅粕中硫代葡萄糖苷、游離棉酚（free gossypol，F(xiàn)G）、粗纖維（crude fiber，CF）和植酸等含量顯著降低，粗蛋白（crude protein，CP）含量顯著增加，部分蛋白質轉化為易吸收的小肽，利用率顯著提高。Duan等（2021）研究表明，菜籽蛋白經微生物分泌酶的作用，可釋放生物活性肽。孫宏（2013）報道，發(fā)酵后棉籽肽的抗氧化功能顯著增強。但也有研究表明，發(fā)酵后蛋白質含量下降可能只是干物質含量下降的反映。

因不同飼料原料經過的發(fā)酵條件與所用菌種不同，微生物發(fā)酵對餅粕類原料營養(yǎng)價值的影響不同，發(fā)酵菌種的篩選與最佳發(fā)酵條件需適合原料底物，進而更有針對性地降低其抗營養(yǎng)因子，提高其營養(yǎng)價值。

3.2 微生物發(fā)酵對糟渣類飼料原料營養(yǎng)價值的影響

糟渣具有含高纖維、高水分、抗營養(yǎng)物質且易變質等缺點，在實際應用中用量少。經微生物發(fā)酵處理后，糟渣的粗蛋白和有機酸等含量顯著提高，適口性及營養(yǎng)價值得到改善，可有效降低飼料成本。為了達到更好的發(fā)酵效果，糟渣類常與輔料搭配發(fā)酵。

多項研究提出發(fā)酵糟渣對改善動物腸道環(huán)境有積極的影響。吳丹等（2011）報道微生物發(fā)酵可降解白酒糟中的木質素，改善反芻動物的瘤胃發(fā)酵。果渣經發(fā)酵可實現(xiàn)蛋白質富集，其中的多酚化合物使發(fā)酵產物具有抗氧化等功能，從而提高動物機體的免疫力。

3.3 微生物發(fā)酵對秸稈類飼料原料營養(yǎng)價值的影響

微生物發(fā)酵能提升秸稈的飼用價值，處理方式以青貯為主，發(fā)酵菌種多為可降解纖維素的真菌類。發(fā)酵后秸稈的木質素含量降低，蛋白質含量顯著提高，碳氮比下降，更適于飼喂。Guo等（2013）研究表明，對玉米秸稈進行預處理后再發(fā)酵，效果更好。

4 微生物發(fā)酵非常規(guī)飼料在畜禽生產中的應用

總體而言，發(fā)酵非常規(guī)飼料在肉用畜禽的應用研究比蛋禽、乳畜的更多，餅粕經發(fā)酵后在單胃動物的應用效果相比反芻動物更好。除混菌發(fā)酵和菌酶協(xié)同發(fā)酵外，多底物混合發(fā)酵也是非常規(guī)飼料有效利用的思路之一，既降低抗營養(yǎng)因子的不良影響，又可改善動物機體健康、降低飼料成本。

4.1 微生物發(fā)酵非常規(guī)飼料在家禽生產中的應用

禽類消化系統(tǒng)較為簡單，消化時間較短，對攝入的營養(yǎng)物質利用率偏低。非常規(guī)飼料經微生物發(fā)酵后可溶性非淀粉多糖含量降低，氨基酸組成更平衡，對禽類的腸道微生物菌群和飼料轉化效率均具改善作用。菜籽蛋白經微生物轉化后可提供更多含硫氨基酸，可影響禽類肌肉的生長和羽毛質量，但具體應用效果有待進一步研究。

發(fā)酵非常規(guī)飼料在肉雞生產中的作用效果主要體現(xiàn)為生長性能、肉品質和腸道健康的改善。飼喂發(fā)酵雜粕可顯著改善肉雞腸道形態(tài)、菌群結構，提高營養(yǎng)利用率，生長性能相比飼喂未發(fā)酵雜粕時顯著提高，腹脂含量不同程度地降低。一般而言，在肉雞日糧中添加10%～15%發(fā)酵雜粕或替代8%～10%的豆粕均對其生長性能和肉質品質無負面影響。發(fā)酵雜粕在肉雞育成期最高可添加至30%，育雛期應低于10%，避免影響生長性能?？傮w上看，發(fā)酵雜粕的安全添加量隨肉雞的生長而逐漸增加，這可能與幼齡動物對抗營養(yǎng)因子比成年動物更敏感有關。

雜粕和糟渣中高含量的抗營養(yǎng)因子易影響產蛋雞的蛋品質，總體上在蛋雞（特別是蛋雛雞）中的相關研究較少，而研究證明果渣經過發(fā)酵對蛋雞生產性能改善較為顯著。蛋雞日糧中添加少量發(fā)酵糟渣可增強機體蛋白質合成代謝，提高產蛋性能，降低料蛋比。丁小青等（2020）還發(fā)現(xiàn)將豆粕茶渣混合物經發(fā)酵后飼喂，仙居雞的抗氧化能力顯著增強，蛋品質得到改善（見表3）。

表3 微生物發(fā)酵非常規(guī)飼料在家禽生產中的應用效果

4.2 微生物發(fā)酵非常規(guī)飼料在豬生產中的應用

在母豬生產中應用的主要是發(fā)酵餅粕，作用效果主要體現(xiàn)在維持腸道健康和提高繁殖性能方面（如表4所示）。發(fā)酵非常規(guī)飼料原料在母豬生產中用量不宜過高，一般不超5%。Grela 等（2019）發(fā)現(xiàn)，飼喂發(fā)酵菜籽粕可顯著增加母豬（特別是初產母豬）的產仔性能，對母豬（特別是妊娠后期）和仔豬的腸道微生物區(qū)系產生積極影響。這可能與發(fā)酵餅粕中抗營養(yǎng)因子的減少和蛋白質的降解率增加有關，也可能與多肽、有機酸等生物活性物質含量增加有關。

表4 微生物發(fā)酵非常規(guī)飼料在養(yǎng)豬生產中的應用效果

表3（續(xù)） 微生物發(fā)酵非常規(guī)飼料在家禽生產中的應用效果

諸多研究證實，發(fā)酵非常規(guī)飼料可改善仔豬腸道健康，降低腹瀉死亡率，緩解斷奶應激。Shi等（2016）研究發(fā)現(xiàn)，飼喂發(fā)酵菜籽粕的仔豬，其生產性能和養(yǎng)分消化率均與飼喂豆粕組相似，并由此認為發(fā)酵菜籽粕可作為仔豬飼料豆粕的替代原料。Satessa 等（2020）和Vadolapas 等（2020）研究表明，飼喂適量發(fā)酵菜籽粕有望成為增強仔豬腸道免疫的綠色方案，實現(xiàn)更安全的養(yǎng)豬生產。當前，關于斷奶仔豬日糧中發(fā)酵餅粕的用量結論尚不統(tǒng)一。Satessa 等（2020）認為在仔豬日糧中發(fā)酵菜籽粕的適宜添加量為8%～10%，也有研究發(fā)現(xiàn)發(fā)酵菜籽粕添加量達25%時對仔豬生長亦未見不良影響。發(fā)酵糟渣對斷奶仔豬生長性能的影響效果也存在爭議。有研究認為飼喂2%～8%的發(fā)酵糟渣對仔豬生長性能無不良影響，但黎智華等（2018）發(fā)現(xiàn)長期高劑量添加對仔豬生長不利。這可能與發(fā)酵非常規(guī)飼料的營養(yǎng)成分與抗營養(yǎng)因子水平存在差異有關。微生物發(fā)酵非常規(guī)飼料在生長育肥豬日糧中用量最大、應用最多，可達15%而無不良影響。發(fā)酵糟渣對生長育肥豬體增重無不良影響，調節(jié)腸道微生物區(qū)系，改善生長育肥豬的消化性能、料重比和抗氧化能力，并對肉質有一定改善作用（見表4）。

表4（續(xù)） 微生物發(fā)酵非常規(guī)飼料在養(yǎng)豬生產中的應用效果

綜上所述，在保證不同階段的基本能量和蛋白質需求的前提下，適量添加發(fā)酵非常規(guī)飼料可改善豬只健康和生產性能。目前的研究大多滿足于追求發(fā)酵非常規(guī)飼料在養(yǎng)殖生產中的經濟效益，而在肉品質、環(huán)保方面的應用價值及具體作用機理有待深入探討。

4.3 微生物發(fā)酵非常規(guī)飼料在反芻動物生產中的應用

非常規(guī)飼料可直接作粗飼料飼喂反芻動物，但適口性差、營養(yǎng)價值低，且存在容易發(fā)霉變質等弊端，對飼養(yǎng)管理水平要求較高。經微生物發(fā)酵后其粗纖維含量顯著降低，營養(yǎng)利用率得到改善。目前，發(fā)酵非常規(guī)飼料在反芻動物生產中的應用相對集中于發(fā)酵糟渣，用于降低生產成本，增加養(yǎng)殖的經濟效益（見表5）。發(fā)酵糟渣在育肥期肉牛的最適添加量報道不一。陳光吉等（2015）報道發(fā)酵白酒糟替代25%精料時牦牛日增重提高，但曹廣等（2020）認為發(fā)酵酒糟的最佳替代量為2.5%，這可能與糟渣本身營養(yǎng)價值差異、菌種和發(fā)酵工藝不同及輔料配伍種類多有關。姚凱勇（2019）研究表明，發(fā)酵黃酒糟不僅不影響奶牛的生產性能，還能提高抗氧化能力，降低奶牛熱應激情況下炎癥的發(fā)生。李元新等（2020）發(fā)現(xiàn)，飼喂發(fā)酵蘋果渣能提高肉牛的腸道有益菌含量，對生產性能和免疫機能均有所改善。綜上，飼喂少量發(fā)酵糟渣可改善反芻動物生產性能、瘤胃發(fā)酵性能和抗氧化能力。因此開發(fā)與推廣發(fā)酵非常規(guī)飼料在反芻動物生產中的應用具有實際意義。

表5 微生物發(fā)酵非常規(guī)飼料在反芻動物生產中的應用效果

5 小結

玉米和豆粕等飼料原料漲價導致飼料成本大幅增加，如何科學應用非常規(guī)飼料原料成為飼料生產企業(yè)關注焦點。微生物發(fā)酵非常規(guī)原料在畜禽日糧使用的可行性已被大量試驗證實，其在提高畜禽生產性能、維持腸道健康和抗生素代替方面發(fā)揮重要作用。然而，非常規(guī)飼料營養(yǎng)價值差異大、發(fā)酵工藝無統(tǒng)一標準、對復合菌種的配伍和用量不清，發(fā)酵非常規(guī)原料的代謝產物及其作用機制亟待研究。從需求看，豆粕成本的提高促使非常規(guī)飼料資源開發(fā)成為行業(yè)發(fā)展必由之路。從發(fā)酵工藝看，菌酶聯(lián)合發(fā)酵相比微生物發(fā)酵或酶解單獨處理更加高效。從應用看，對非常規(guī)飼料經發(fā)酵后產生的代謝物質及其功能展開更多研究，對微生物發(fā)酵非常規(guī)飼料作為替抗產品的應用具有重要價值。

表5（續(xù)） 微生物發(fā)酵非常規(guī)飼料在反芻動物生產中的應用效果