導(dǎo) 語(yǔ)

我國(guó)是養(yǎng)豬大國(guó)，2017年我國(guó)豬存欄量為4.41億頭。以豬為例的畜禽屬于耗糧型動(dòng)物，2018年全國(guó)糧食總產(chǎn)量為6.57億噸，比2017年減少了371萬噸，下降0.6%，其中谷物產(chǎn)量較2017年下降了0.8%。飼料原料保障能力的不足，會(huì)加劇畜種結(jié)構(gòu)上“人畜爭(zhēng)糧”的矛盾，使我國(guó)養(yǎng)殖業(yè)面臨更加嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。另外，過度依賴糧食供應(yīng)，也反映了我國(guó)畜牧業(yè)原料替代性不足及較弱的抗風(fēng)險(xiǎn)能力。我國(guó)非常規(guī)飼料資源豐富，年產(chǎn)近40億噸，如能科學(xué)利用此類飼料資源，則可顯著緩解玉米、豆粕等糧食飼料的供應(yīng)壓力，對(duì)降低畜禽飼養(yǎng)成本、增加養(yǎng)殖效益，推進(jìn)畜牧業(yè)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的發(fā)展進(jìn)程和提高我國(guó)畜牧業(yè)在經(jīng)濟(jì)全球化中的競(jìng)爭(zhēng)力等具有重要的意義。

非常規(guī)飼料原料普遍存在營(yíng)養(yǎng)價(jià)值較低，木質(zhì)素與硅酸鹽含量高以及礦物質(zhì)不平衡，適口性差，營(yíng)養(yǎng)成分變異大，含有抗?fàn)I養(yǎng)因子或毒物等缺點(diǎn)，這便極大地影響動(dòng)物采食和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化利用。微生物發(fā)酵技術(shù)采用現(xiàn)代生物技術(shù)和營(yíng)養(yǎng)理論相結(jié)合的方法，可顯著提高非常規(guī)飼料的飼用價(jià)值和添加量，在非常規(guī)飼料資源的開發(fā)利用中發(fā)揮著極其重要的作用。

1 發(fā)酵糟渣類飼料

糟渣類飼料主要指農(nóng)副產(chǎn)品加工的廢棄物以及工業(yè)下腳料中可以作為飼料資源的部分。常見的種類有釀造業(yè)糟渣（白酒糟、啤酒糟、醋糟、醬油糟等）、水果加工業(yè)糟渣（蘋果渣、柑橘皮渣等）、制糖業(yè)糟渣（甘蔗渣、甜菜渣、糖蜜渣等）、薯類淀粉渣（紅薯、馬鈴薯、木薯等）及菌糠等。通常此類非常規(guī)飼料資源具有粗纖維含量較高、能量低，含有一定的抗?fàn)I養(yǎng)因子（如蘋果渣含有單寧，豆渣含有胰蛋白酶抑制素）、適口性差等營(yíng)養(yǎng)缺點(diǎn)，直接飼喂會(huì)降低動(dòng)物對(duì)其的采食量和營(yíng)養(yǎng)利用率，易造成飼料資源的浪費(fèi)。加之此類飼料資源含水量高（通常在30%~80%）、酸度大，這就導(dǎo)致其時(shí)效性差而不便運(yùn)輸與貯藏，且腐敗變質(zhì)后會(huì)加重環(huán)境承載力。相關(guān)研究表明，生物發(fā)酵處理法可有效提高糟渣類飼料的蛋白質(zhì)含量，改變其細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)，釋放生物活性物質(zhì)、降低或去除抗?fàn)I養(yǎng)因子、改善適口性，是開發(fā)利用糟渣類飼料資源最具潛力的加工技術(shù)。常用的發(fā)酵菌種主要有芽孢桿菌（枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、納豆芽孢桿菌、凝結(jié)芽孢桿菌）、酵母菌（產(chǎn)朊假絲酵母、釀酒酵母、白地霉）、霉菌（曲霉、根霉、木霉、青霉）和乳酸菌等。

1.1 營(yíng)養(yǎng)價(jià)值評(píng)價(jià)（見表1）

糟渣類飼料經(jīng)發(fā)酵菌種作用后，其物理結(jié)構(gòu)發(fā)生明顯改變，營(yíng)養(yǎng)成分中的蛋白質(zhì)和氨基酸含量得到顯著提高，粗纖維含量下降，其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值得到明顯改善。王聰試驗(yàn)結(jié)果還發(fā)現(xiàn)固態(tài)發(fā)酵可提高酒糟與甜高粱秸稈混合底物的發(fā)酵品質(zhì)、微生物的數(shù)量、細(xì)菌群落和真菌群落的相對(duì)豐度。糟渣類飼料經(jīng)發(fā)酵后，除可作為一種高質(zhì)量的蛋白質(zhì)飼料原料外，還可獲得高活性的有益微生物和其他功能生物。如肖毅等研究發(fā)現(xiàn)，發(fā)酵后的糟渣含有豐富的酶類、益生菌及活性多糖多肽，并具有一定的抗病毒活性。唐巧娟等以食用菌復(fù)合配比固態(tài)發(fā)酵醬渣、豆渣、醋渣和啤酒渣，研究表明其發(fā)酵產(chǎn)物均有清除DPPH自由基、超氧陰離子、羥基自由基的能力，說明四種糟渣皆可用于開發(fā)具有抗氧化活性的生物飼料。王倩倩以紅酵母和好食脈孢霉發(fā)酵多種糟渣（醋糟、豆腐渣、馬鈴薯渣、蘋果渣、梨渣），發(fā)現(xiàn)除可提高糟渣的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值外，還可高產(chǎn)類胡蘿卜素，與江成英等研究結(jié)果一致，這便為糟渣開發(fā)高附加值功能生物飼料提供了理論依據(jù)。

1.2 飼用價(jià)值評(píng)價(jià)

周曉容等試驗(yàn)結(jié)果表明，在飼糧中添加33.8%的新鮮發(fā)酵甘薯渣對(duì)“約×榮”生長(zhǎng)豬的日采食量和日增重與飼喂玉米-麥麩-豆粕型日糧的對(duì)照組相比無顯著差異，但料重比降低了14.7%，且單位增重成本節(jié)約了2.4元。劉中華等發(fā)現(xiàn)在生長(zhǎng)豬飼糧中添加2%、6%的發(fā)酵木薯酒精糟皆可顯著提高試驗(yàn)豬的生長(zhǎng)性能和養(yǎng)殖效益，其中干物質(zhì)消化率較對(duì)照組提高了8.62%、7.50%，粗蛋白質(zhì)消化率較對(duì)照組提高了11.43%、9.50%。黎智華等研究表明，在斷奶仔豬試驗(yàn)中，添加2%發(fā)酵白酒糟不影響10 kg仔豬對(duì)干物質(zhì)的表觀消化率，并有助于生長(zhǎng)性能的提高，但當(dāng)仔豬體重增加至25 kg 時(shí)，長(zhǎng)期高劑量添加發(fā)酵白酒糟可在一定程度上降低斷奶仔豬對(duì)常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分（粗蛋白質(zhì)、總能、氮）的消化代謝。張旺宏等試驗(yàn)得出發(fā)酵白酒糟可增加育肥豬（60 kg）的抗氧化能力，同時(shí)也表明在飼糧中添加15%的發(fā)酵白酒糟可顯著改善75 kg和110 kg育肥豬的機(jī)體氮代謝能力。黎智華等發(fā)現(xiàn)在飼糧中添加發(fā)酵中藥渣對(duì)母豬的繁殖性能無明顯影響，但隨著添加時(shí)間的增加，發(fā)酵中藥渣組的血漿總蛋白（TP）、血漿高密度脂蛋白-膽固醇（HDL-C）、血漿過氧化氫酶（CAT）活性顯著升高，說明在一定程度上可提高妊娠母豬的抗氧化功能。

2 發(fā)酵餅粕類非常規(guī)飼料資源

我國(guó)餅粕類非常規(guī)飼料資源豐富，主要有菜籽餅粕、棉籽餅粕、花生粕、芝麻餅粕、油茶餅粕、葵花籽餅粕、亞麻籽餅粕、紅花籽粕等。餅粕富含蛋白質(zhì)，一般都在30%以上，且產(chǎn)量高，是重要的蛋白質(zhì)飼料原料，但是餅粕中的一些抗?fàn)I養(yǎng)因子和毒素限制了其廣泛應(yīng)用，造成了目前我國(guó)飼料行業(yè)蛋白質(zhì)原料嚴(yán)重短缺的現(xiàn)狀。利用生物發(fā)酵技術(shù)生產(chǎn)餅粕類非常規(guī)發(fā)酵飼料，可以降解抗?fàn)I養(yǎng)因子和毒素，提高非常規(guī)餅粕的飼用價(jià)值及用量，可有效解決我國(guó)蛋白質(zhì)飼料資源短缺問題，其應(yīng)用前景廣闊。

2.1 營(yíng)養(yǎng)價(jià)值評(píng)價(jià)（見表2）

餅粕類飼料經(jīng)菌種發(fā)酵后，可顯著提高粗蛋白質(zhì)、粗脂肪、還原糖、小肽、總氨基酸含量，并可顯著降低植酸、單寧和粗纖維含量，從而達(dá)到改善餅粕類飼糧品質(zhì)的目的。張昆以菌酶協(xié)同固態(tài)發(fā)酵雜粕，發(fā)現(xiàn)原料經(jīng)發(fā)酵后，顯著降低了抗?fàn)I養(yǎng)因子（游離棉酚、硫甙）含量，真蛋白質(zhì)含量和賴氨酸含量分別較發(fā)酵前提高了3.55%和49.6%，小肽含量提高了1.84倍，顯著提高了蛋白品質(zhì)，與蔡國(guó)林等在微生物發(fā)酵花生粕營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的初步研究中結(jié)果一致。張韋唯通過體外模擬消化實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，發(fā)酵菜籽粕肽在小腸中的水解程度可從發(fā)酵前的4.96%增加至18.32%，表面疏水性從61.33%降低到53.48%，并且其DPPH 自由基清除率、-OH離子清除率和還原力均顯著增加，因此經(jīng)消化后更有助于腸道吸收，其原理可用來解釋徐鑫研究中混菌固態(tài)發(fā)酵有效提高了菜籽餅養(yǎng)分消化利用率的結(jié)果。方潔等以混菌發(fā)酵菜籽餅，硫苷、異硫氰酸酯、植酸和芥子堿的降解率分別達(dá)到75.12%、82.47%、87.56%、56.00%，脫毒效果顯著。與王春芳在固態(tài)發(fā)酵棉粕對(duì)游離棉酚含量影響的研究中結(jié)果一致。劉建成以篩選出的枯草芽孢桿菌-1和釀酒酵母復(fù)合固態(tài)發(fā)酵棉籽粕，可將其粗蛋白質(zhì)的55%降解生成32.13%的棉粕寡肽，有提高機(jī)體免疫和抗氧化的作用。

2.2 飼喂價(jià)值評(píng)價(jià)

吳東等研究表明，發(fā)酵菜籽粕等營(yíng)養(yǎng)替代4%和5%豆粕，對(duì)生長(zhǎng)豬和肥育豬的生長(zhǎng)性能、血清生化指標(biāo)和腸道菌群皆無負(fù)面影響，而徐鑫試驗(yàn)結(jié)果顯示，生長(zhǎng)階段發(fā)酵菜籽餅替代30%豆粕和育肥階段發(fā)酵菜籽餅替代50%豆粕對(duì)豬的生長(zhǎng)性能無不良影響，且改善了機(jī)體蛋白質(zhì)和糖代謝及腸道大腸桿菌和乳酸菌組成。兩者結(jié)果的差異可能與添加劑量有關(guān)。孫佩佩等在生長(zhǎng)豬飼糧中添加16%發(fā)酵菜籽粕等氮替代日糧，可降低血清中總膽固醇和三碘甲狀腺原氨酸、甲狀腺素的含量，提高了抗氧化能力，同時(shí)對(duì)免疫功能無負(fù)面影響。關(guān)紅民等對(duì)保育豬、生長(zhǎng)豬和肥育豬分別飼喂2%、6%和9%發(fā)酵棉籽粕等量代替基礎(chǔ)飼糧中豆粕的飼糧，結(jié)果表明，不同生理階段豬的日增重皆得到顯著提高，料重比、腹瀉率、發(fā)病率和死亡率皆得到顯著降低，與解佑志等在發(fā)酵花生粕中的試驗(yàn)結(jié)果相同，且后者得出在生長(zhǎng)豬基礎(chǔ)日糧中添加8%的發(fā)酵花生粕可使試驗(yàn)組粗蛋白質(zhì)、鈣和磷的消化率分別較對(duì)照組顯著提高了216%、425%和600%。王春芳在生長(zhǎng)豬飼糧中添加20%和30%的發(fā)酵棉籽粕，結(jié)果發(fā)現(xiàn)皆可顯著降低豬血液中游離棉酚殘留量，有利于動(dòng)物機(jī)體的健康。

3 發(fā)酵農(nóng)作物秸稈類飼料

對(duì)于畜牧業(yè)而言，秸稈飼料是一種重要的粗飼料資源，我國(guó)農(nóng)作物秸稈產(chǎn)量高，年產(chǎn)量高達(dá)6~8億噸，但因其適口性差和細(xì)胞壁特殊的復(fù)合體結(jié)構(gòu)，影響動(dòng)物的采食和消化吸收，使其利用受限。利用生物發(fā)酵技術(shù)，改變秸稈的化學(xué)結(jié)構(gòu)，降解秸稈中纖維素、半纖維素和木質(zhì)素等成分，提高其利用率，改善其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和適口性，進(jìn)而生產(chǎn)出秸稈生物飼料，是秸稈綜合利用的一條有效途徑。

3.1 營(yíng)養(yǎng)價(jià)值評(píng)價(jià)（見表3）

據(jù)相關(guān)研究報(bào)道，微生物和酶制劑的生物降解功能可破解秸稈細(xì)胞壁中的纖維組分，改變不同層次中纖維素的空間結(jié)構(gòu)，進(jìn)而提高秸稈的利用效率。因?yàn)閺?fù)合微生物處理秸稈效果較單一微生物顯著，大多試驗(yàn)皆以此進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì)。如趙政等研究了在稻草青貯過程中同時(shí)添加乳酸菌制劑和纖維素酶制劑，可使稻秸青貯飼料中的NDF和ADF含量降低10.92%和0.48%，氨態(tài)氮與總氮質(zhì)量比降低27.05%，丁酸與總酸的摩爾比降低32.6%，明顯提高了稻秸青貯飼料的發(fā)酵品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。陶蓮等和王玉榮試驗(yàn)也得到相同的結(jié)論。另外，王玉榮深入分析了復(fù)合酶菌制劑對(duì)水稻秸稈微觀結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果表明，復(fù)合酶制劑+果膠酶+漆酶處理組可使水稻秸稈纖維素的一級(jí)結(jié)構(gòu)-聚合度顯著降低56.32%，聚合度降低表明纖維素的碳鏈長(zhǎng)度變短，有利于纖維素轉(zhuǎn)化為可發(fā)酵糖；二級(jí)結(jié)構(gòu)-分子間氫鍵結(jié)合力減弱，說明碳鏈片層結(jié)構(gòu)的分離程度增大，有縮短碳鏈的趨勢(shì)；三級(jí)結(jié)構(gòu)-結(jié)晶度有降低的趨勢(shì)，結(jié)晶度代表著纖維素構(gòu)成的結(jié)晶區(qū)占纖維素整體的分?jǐn)?shù)，結(jié)晶度的降低意味著結(jié)構(gòu)性碳水化合物有轉(zhuǎn)變?yōu)槿绲矸?、可溶性糖、果膠等非結(jié)構(gòu)性碳水化合物的趨勢(shì)；同時(shí)，該試驗(yàn)組可使水稻秸稈的四級(jí)結(jié)構(gòu)-比表面積從1.12m2/g 增加至1.20m2/g，說明纖維素微纖絲與降解酶分子間可接觸面積增大，有利于秸稈的降解。與毛建紅和Cas?toldi等研究結(jié)果一致。綜上，復(fù)合酶制劑可有效打破秸稈細(xì)胞壁的微觀結(jié)構(gòu)，從而提高秸稈的利用率。

3.2 飼用價(jià)值評(píng)價(jià)

發(fā)酵秸稈對(duì)豬的飼用效果評(píng)價(jià)可為豬日糧中科學(xué)合理的應(yīng)用秸稈資源提供理論依據(jù)。劉定發(fā)等對(duì)玉米秸、高粱秸和麥秸均進(jìn)行了生物發(fā)酵處理，結(jié)果表明發(fā)酵玉米秸的飼喂效果最好。盧珍蘭等試驗(yàn)也得到相同的結(jié)論，且明確在添加劑量為20%~30%時(shí)能降低生長(zhǎng)育肥豬的腹瀉率和死亡率。王鵬等提出發(fā)酵玉米秸稈替代育肥豬10%的全價(jià)日糧較為合理，既對(duì)育肥豬的生產(chǎn)性能及肉品質(zhì)無明顯影響，也能使飼料成本降低12.45%，與郭志明和李術(shù)娜等研究結(jié)果一致。王鵬等系統(tǒng)研究了發(fā)酵玉米秸稈日糧對(duì)育肥豬生長(zhǎng)性能、飼料養(yǎng)分消化率、盲腸發(fā)酵效果及其微生物區(qū)系變化的影響，發(fā)現(xiàn)提高發(fā)酵秸稈的添加量對(duì)育肥豬生長(zhǎng)性能影響不大，但會(huì)顯著提高平均日采食量和料肉比，顯著降低營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化率，提高盲腸厚壁菌門61.73%~86.51%的微生物含量，鏈球菌屬、醋弧菌屬、乳酸菌屬和蒼白桿菌屬含量也得到相對(duì)升高，且隨著添加量的提高纖維分解菌（瘤胃球菌屬、普雷沃氏菌屬和琥珀酸弧菌屬）的總量也有所增加，與馬敏研究結(jié)果一致，后者研究還發(fā)現(xiàn)發(fā)酵玉米秸稈對(duì)試驗(yàn)豬生長(zhǎng)期（55 kg以前）和育肥期（55 kg~出欄）的血液生化指標(biāo)無不良影響，可明顯提高胰臟指數(shù)和空腸、回腸的絨毛高度、隱窩深度以及絨毛高度/隱窩深度，胴體品質(zhì)也得到一定程度的提高。