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摘要：文章綜述了利用發(fā)酵工程發(fā)酵粕類、秸稈以及果渣生產(chǎn)微生物飼料，提高飼料利用率，改善飼料品質(zhì)，消除環(huán)境污染，有利于緩解中國蛋白質(zhì)飼料原料緊缺的問題。

關(guān)鍵詞：發(fā)酵工程；粕類原料；果渣；微生物發(fā)酵飼料

發(fā)酵工程又稱為微生物工程，是指利用現(xiàn)代工程技術(shù)手段，根據(jù)微生物的某些特定功能，為人類生產(chǎn)有用的產(chǎn)品，或者直接把微生物應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)過程的一種技術(shù)[ 1 ]。發(fā)酵工程的主體是微生物，特別是經(jīng)過DNA重組改造的微生物。近年來，飼料原料價(jià)格不斷上漲，畜禽養(yǎng)殖成本大幅度提高，嚴(yán)重影響了我國畜牧業(yè)和飼料工業(yè)的發(fā)展。因此，提高飼料利用率、改善飼料品質(zhì)是當(dāng)前飼料工業(yè)的研究重點(diǎn)之一[ 2 ]。

1• 微生物發(fā)酵作用

微生物發(fā)酵可消除抗?fàn)I養(yǎng)因子，積累有益的代謝產(chǎn)物，提高飼料利用率和動(dòng)物的消化能力。主要包括對豆粕的抗原蛋白質(zhì)、棉粕的棉酚和菜籽粕的硫甙，進(jìn)行蛋白質(zhì)體外消化，其發(fā)酵可以改變粕類原料的理化性狀，減少抗?fàn)I養(yǎng)因子，產(chǎn)生促進(jìn)動(dòng)物生長的有益成分，提高飼料消化率，增加適口性，延長儲(chǔ)存時(shí)間，將有毒粕類轉(zhuǎn)變?yōu)闊o毒、低毒的優(yōu)質(zhì)飼料，提高氮利用率，降低糞便中氮污染，減少畜牧環(huán)境污染，積累小肽和乳酸等有益代謝產(chǎn)物，抑制病原微生物滋生，大幅減少或完全替代抗生素的使用；對大麥、秸稈等飼料原料進(jìn)行非淀粉多糖體外消化，使其易于動(dòng)物的消化吸收，提高飼料代謝能力和適口性[3-4]。

2 •發(fā)酵飼料原料

2.1 發(fā)酵粕類原料

豆粕為大豆榨油的副產(chǎn)物，含有豐富蛋白質(zhì)、氨基酸，是動(dòng)物飼料中常用的植物性蛋白質(zhì)原料。馬文強(qiáng)等采用枯草芽孢桿菌、釀酒酵母菌、乳酸菌對豆粕進(jìn)行發(fā)酵后發(fā)現(xiàn)，粗蛋白質(zhì)提高13.48% ， 粗脂肪提高18.18% 、磷含量提高55.56%，氨基酸提高11.49%，胰蛋白質(zhì)酶抑制因子和其他抗?fàn)I養(yǎng)因子得到徹底消除[ 5 ]。莫重文等利用米曲霉和啤酒酵母混合菌株發(fā)酵豆粕，使粗蛋白質(zhì)含量增加12.1%[6 ]。楊旭等利用釀酒酵母對豆粕進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵，使蛋白質(zhì)含量增加9.55%，棉粕中氨基酸含量高且粗蛋白質(zhì)含量僅次于豆粕，是一種優(yōu)質(zhì)的植物性蛋白質(zhì)飼料[ 7 ]。但其中的游離棉酚對動(dòng)物體具有一定的毒害作用，限制了其在飼料中的使用。近年來，通過發(fā)酵處理棉粕，降低了游離棉酚含量，提高蛋白質(zhì)利用率，改善棉粕品質(zhì)。諸葛斌等利用混菌發(fā)酵棉粕使小肽含量提高至18.36%，體外消化率提高至88.59%，顯著提高棉粕蛋白質(zhì)含量（P<0.05）[8 ]。喬曉艷等利用熱帶假絲酵母和干酪乳桿菌發(fā)酵棉粕后，棉酚脫毒率達(dá)48.1% ， 小肽含量提高10.97% ， 氨基酸提高10.81%，植酸降低1.54%[ 9 ]。夏蓬勃等利用蠟狀芽孢桿菌發(fā)酵棉粕使蛋白質(zhì)提高3.79%，游離棉酚脫毒率提高53.4%[10]。金紅春等以復(fù)合芽孢桿菌發(fā)酵棉粕使游離棉酚去除率達(dá)96.52%[11]。菜籽粕中含有硫苷、芥酸、單寧、植酸和芥子堿等抗?fàn)I養(yǎng)因子，嚴(yán)重限制了其在飼料中的應(yīng)用，所以通過發(fā)酵對菜籽粕進(jìn)行脫毒已得到廣泛的應(yīng)用。王剛等通過混合固態(tài)發(fā)酵菜籽粕使其硫甙降解率為53.4%，粗蛋白質(zhì)提高5.58%，菜籽肽提高8.1%，蛋白質(zhì)體外消化率提高1.94[12]。陸豫等通過固體混菌發(fā)酵使硫甙脫除率達(dá)到97%[13]。孫林等通過乳酸菌、枯草芽孢桿菌、蠟樣芽孢桿菌、酪酸梭狀芽孢桿菌進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵使菜籽粕硫苷去除率達(dá)85.19%，粗蛋白質(zhì)含量提高4.37%[14]。我國農(nóng)作物秸稈資源很豐富，秸稈中約有65%~80%的干物質(zhì)能夠?yàn)閯?dòng)物提供能量，而目前用于飼料量卻不足10%，絕大部分秸稈直接還田或者當(dāng)作燃料使用，造成很大資源浪費(fèi)，更加污染環(huán)境[15]。所以利用發(fā)酵法處理秸稈具有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。黃茜等利用混合菌發(fā)酵秸稈，其木質(zhì)素降解率達(dá)44.77%，纖維素降解率達(dá)41.48%[16]。李日強(qiáng)等通過固態(tài)發(fā)酵將玉米秸稈真蛋白質(zhì)含量提高129.6%，粗蛋白質(zhì)提高29.59%[17]。王儀明混菌發(fā)酵后秸稈纖維素降解為38.5%，降解率為28.2%；半纖維素降解為13.7%，降解率為27.5%；蛋白質(zhì)含量提高到15.43%，比發(fā)酵前提高12.32%[18]。

2.2 果渣

用甘蔗、木薯渣為原料生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白質(zhì)飼料原料，可以開發(fā)多種蛋白質(zhì)飼料原料，緩解飼料工業(yè)對糧食的依賴，促進(jìn)養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展[19]。蔗渣是糖廠的主要副產(chǎn)品，僅含粗蛋白質(zhì)1.5%~3.0%，營養(yǎng)價(jià)值低，適口性差。為緩解我國飼料糧供需矛盾，進(jìn)行蔗渣飼料生料發(fā)酵工藝的研究。胡詠梅等試驗(yàn)結(jié)果表明，采用黑曲霉、綠色木霉和產(chǎn)朊假絲酵母3種菌種，蔗渣、糖蜜按8􀏑2配料，料水比1􀏑3，添加6%（NH4）2 SO4，自然pH，發(fā)酵溫度30 ℃，混菌發(fā)酵36 h，發(fā)酵后的飼料粗蛋白質(zhì)含量提高到11.48%，香味、適口性較蔗渣大為改觀，可用做牛、羊等的飼料[20]。徐雅飛根據(jù)微生物學(xué)及發(fā)酵工程理論，采用微生物固態(tài)發(fā)酵技術(shù)，研究利用甘蔗渣、甘蔗糖蜜生產(chǎn)發(fā)酵飼料，獲得具有較高飼用價(jià)值的甘蔗渣、甘蔗糖蜜發(fā)酵飼料，生產(chǎn)過程中不產(chǎn)生“三廢”，為甘蔗渣、甘蔗糖蜜的綜合利用開辟了一條新的途徑，對甘蔗糖業(yè)、畜牧業(yè)、飼料行業(yè)以及環(huán)境可持續(xù)發(fā)展意義重大[21]。張長霞混菌固態(tài)發(fā)酵蘋果渣后真蛋白質(zhì)含量為13.0％，比發(fā)酵前提高40％，比原始果渣提高500％；果膠酶、蛋白質(zhì)酶和纖維素酶活力分別為126.2、2.9、55.2 U，并對果膠酶的酶學(xué)性質(zhì)進(jìn)行初步研究[22]。油茶籽濕渣是油茶籽提油后的副產(chǎn)物，如果不能充分利用將其丟棄，即浪費(fèi)資源，也污染環(huán)境。王小蓉研究了以油茶籽濕渣為原料經(jīng)微生物固態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)菌體蛋白質(zhì)飼料的可行性，對發(fā)酵工藝及發(fā)酵產(chǎn)物進(jìn)行研究和分析，發(fā)酵后的產(chǎn)物經(jīng)烘干后粗蛋白質(zhì)含量可由接種發(fā)酵前的22.54% 增加到39.34%， 提高率為74.53%，粗纖維由46.18%降到42.12%，降解率為8.79%，所檢測出17種氨基酸含量均有不同程度的提高，增加最多的為酪氨酸，其次是谷氨酸、亮氨酸、丙氨酸和賴氨酸[23]。

3• 微生物發(fā)酵飼料的應(yīng)用

等用微生物發(fā)酵飼料飼喂山羊，研究發(fā)現(xiàn)，與對照組相比，試驗(yàn)Ⅰ組和Ⅱ組平均日增重極顯著提高（P<0.01）；粗蛋白質(zhì)、粗纖維、中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維的表觀消化率顯著提高（P<0.05）；發(fā)病率極顯著降低（P<0.01），但總蛋白質(zhì)、白蛋白、丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶和天門冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶含量各組間差異不顯著（P>0.05）；試驗(yàn)組分別比對照組多增收0.33和0.15元•d-1•只-1[24]。林標(biāo)聲等試驗(yàn)證明，斷奶仔豬飼喂微生物發(fā)酵飼料組比常規(guī)飼料組平均日增重提高5.56%，而料重比降低3.53%；此外，試驗(yàn)組糞便中有益菌群增多，pH下降，與對照組結(jié)果差異顯著（P<0.05）[25]。金樁等利用乳酸菌發(fā)酵飼料飼喂規(guī)模化豬場，結(jié)果表明，飼喂乳酸菌發(fā)酵飼料的豬采食量、平均日增重增長顯著，料肉比和發(fā)病率下降[26]。翟恒孝等發(fā)現(xiàn)，飼喂發(fā)酵飼料比常規(guī)飼料的生長育肥豬平均日增重提高5.02%，但日增重、采食量和料肉比無顯著差異（P<0.05），經(jīng)濟(jì)效益分析表明，發(fā)酵飼料組比普通配合飼料組平均增加收入17.09元•頭-1[27]。邱涓試驗(yàn)結(jié)果表明，為仔豬飼喂發(fā)酵飼料比對照組平均日增重10.19%，差異顯著（P<0.05）；采食量和料肉比沒有出現(xiàn)顯著差異（P>0.05），但表現(xiàn)出一定優(yōu)勢[28]。說明日糧中添加微生物發(fā)酵飼料對仔豬的生長性能有一定的促進(jìn)作用。黃世金等研究發(fā)現(xiàn)，與對照相比，投喂添加微生物發(fā)酵飼料10%、15%、20%的商品羅非魚日增重分別提高1.75%、22.14%和21.36%；成活率提高，分別為（96.10 ± 0.60）% 、（98.07 ± 0.81）% 和（97.67 ±0.63）%；飼料系數(shù)下降，分別降低5.51%、15.14%和15.60%；其飼養(yǎng)經(jīng)濟(jì)效益均有提高，且以添加復(fù)合微生物發(fā)酵飼料15%所產(chǎn)生的單位利潤最高[29]。李惠等以發(fā)酵豆粕25%、50%、75%和100%的比例分別等量替代基礎(chǔ)日糧中的魚粉，研究了發(fā)酵豆粕對斑點(diǎn)叉尾鮰生長和飼料表觀消化率的影響；斑點(diǎn)叉尾鮰日糧中發(fā)酵豆粕可以100%替代魚粉，其中以25%的比例替代效果更佳[30]。吳妍妍等通過研究嗜酸乳桿菌發(fā)酵棉粕對AA肉仔雞生長性能、血液理化指標(biāo)和免疫指標(biāo)的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)日糧中添加6%的嗜酸乳桿菌發(fā)酵棉粕能夠提高肉雞的生長性能、血液生化指標(biāo)及免疫性能[31]。徐興軍等利用馬鈴薯發(fā)酵飼料飼喂肉兔發(fā)現(xiàn)，該飼料可以促進(jìn)肉兔增重，降低飼料消耗，提高肉兔日糧中蛋白質(zhì)的利用率和兔肉的脂肪含量[32]。楊葆春研究發(fā)現(xiàn)，飼喂發(fā)酵飼料的幼兔日增重顯著高于對照組（P <0.05）[33]。

4• 小結(jié)

目前，生產(chǎn)發(fā)酵飼料的主要問題是不同菌種的發(fā)酵特性和發(fā)酵工藝不一樣，對得到的發(fā)酵飼料營養(yǎng)特性研究不充分；不同菌種發(fā)酵飼料飼喂不同種類動(dòng)物的機(jī)理研究不明確；未建立發(fā)酵飼料安全性評價(jià)體系。因此，生產(chǎn)發(fā)酵飼料需要建立完善的科學(xué)評價(jià)體系，從營養(yǎng)成分、衛(wèi)生等方面綜合評價(jià)發(fā)酵飼料，并且要針對不同動(dòng)物的生長需要飼喂不同菌種和發(fā)酵工藝的發(fā)酵飼料需要更加深入的研究，為動(dòng)物尋求更加可靠、安全的飼料，提升飼料的原料利用率。

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