牛羊發酵飼料的研究進展

梅寧安

寧夏農林科學院畜牧獸醫研究所/寧夏牛羊特色飼料技術創新中心，銀川 750002

牛羊發酵飼料的研究進展

梅寧安

寧夏農林科學院畜牧獸醫研究所/寧夏牛羊特色飼料技術創新中心，銀川 750002

隨著世界人口的增加，消耗的糧食也在增加；加上有毒農藥的禁令導致病蟲害肆虐，引起大量糧食減產；加之世界漁業資源越來越匱乏，動物蛋白飼料原料產量銳減，致使飼料原料價格不斷上漲，而且還有繼續上漲的趨勢，最終會導致養殖成本不斷增加。如何節省占養殖成本80%的飼料成本，尋求飼料及飼料原料有效加工制作方法成為養殖的關鍵。隨著飼料行業的蓬勃發展，飼料逐步向低藥低殘留發展，畜禽、水產品也逐漸邁向綠色產業革命，因此，生物飼料的發展也是大勢所趨。

牛羊等復胃動物的新型健康飼料的開發更為急迫。目前牛羊養殖業面臨的主要問題可歸納為：一是飼料成本高、優質飼料少。飼料配方同質化，飼料原料常規化，優質粗飼料缺乏，大量的非常規能量和蛋白原料、植物有機鈣磷等沒有得到充分利用。二是疾病多且復雜。養殖規模化、飼料原料單一化、不尊重動物福利、濫用抗生素、重金屬等給疾病防治雪上加霜，片面追求高負荷生產等造成動物抗病能力降低，疫病防不勝防，養殖風險愈來愈高。三是對環境的污染日趨嚴重。許多牛羊養殖場將大量裹雜糞尿的污水直接排放；為了彌補因疾病而導致的生產不足，不少牛羊養殖場盲目提高飼料營養水平，尤其是粗蛋白質水平，人為增加氮的排放；為了預防疾病發生，長期濫用某些消毒藥，污染了環境。

微生物發酵工程技術和產品在解決牛羊養殖業存在的難題上有著明顯的優點和巨大的發展潛力，是當前國內外的研究重點和發展方向。通過微生物發酵技術和酶制劑新產品、新技術和新工藝的應用，與飼料生產企業和牛羊養殖場結合，組成牛羊健康養殖系統有機體。牛羊發酵飼料的開發能夠有效利用生物資源，提高養殖動物的消化、吸收能力及抗病力，提高飼料的吸收利用率，從而節省飼料，降低成本；還大大減少了對環境的污染，達到了變廢為寶的目的，這是對飼料及飼料原料的拓展和補充。

1 牛羊發酵飼料概況

1.1 牛羊發酵飼料的定義

牛羊發酵飼料是指在人工控制條件下，以微生物、復合酶為生物飼料發酵劑，將牛羊飼料或飼料原料中營養物質、抗營養因子分解或轉化為集微生物菌體蛋白、生物活性小肽類氨基酸、微生物活性益生菌、復合酶制劑為一體的與瘤胃環境相適應的能被牛羊采食、消化、吸收且無毒害作用的生物飼料。

1.2 牛羊發酵飼料的優點

牛羊發酵飼料不但可以彌補常規飼料中容易缺乏的氨基酸，而且能使其他粗飼料原料營養成分迅速轉化，有增強消化、吸收和利用的效果。發酵過程中分泌與合成大量活菌、蛋白質、氨基酸、生化酶、促生長因子等營養與激素類物質，能調整和提高動物機體各器官功能，提高飼料轉化率，對動物產生免疫、營養、生長刺激等多種作用，達到防治疾病、提高成活率、促進生長和繁殖、降低成本、消除糞尿異味、凈化環境、增產增收等效果。

1.3 牛羊發酵飼料所用的發酵微生物

1）選用基本原則。所選擇菌體本身不產生有毒有害物質；不會危害環境固有的微生物生態平衡；菌體本身具有很好的生長代謝活力，能有效降解大分子和抗營養因子，合成小肽和有機酸等小分子物質；能保護和加強動物體微生物區系平衡，促進動物健康。

2）發酵微生物種類。我國農業部2003年12月發布的第318號公告《飼料添加劑品種目錄》中有15種：地衣芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌、雙歧桿菌、糞腸球菌、屎腸球菌、乳酸腸球菌、嗜酸乳桿菌、干酪乳桿菌、乳酸乳桿菌、植物乳桿菌、乳酸片球菌、戊糖片球菌、產朊假絲酵母、釀酒酵母及沼澤紅假單胞菌。目前，市場上用于飼料發酵的益生菌種類主要是乳酸菌、芽孢桿菌、酵母和霉菌。

1.4 牛羊發酵飼料的種類

1）液體發酵飼料。用糖蜜、味精廢水、酒糟等工業廢液為原料，生產過程比較復雜，比固態發酵多了脫水、收集和干燥的環節。根據不同的菌種控制不同的發酵條件，如營養成分、pH值、溫度、水分等。液態發酵具有發酵時間短、效率高、適合大規模工業化生產、易于控制等優點，但也存在著風險大、技術要求高、投資規模大等缺點。國外在制作微生物液體發酵飼料時一般不添加菌種，依靠自然環境中的微生物自然發酵而成，在發酵成的物料中占據主導地位的是乳酸菌。

2）固體發酵飼料。固態發酵通常采用低附加值的糠麩類和廢渣粕類為原料，成本低、原料廣、生產過程比較簡單。生產過程一般為：菌種擴大培養、原料預處理、接種發酵、干燥滅活、成品包裝。缺點在于：菌種經多級培養和敞開式發酵易使雜菌感染，深層發酵不徹底，占地面積大，且機械化程度低。隨著近年來的發展，固態發酵技術有所提高，但缺點仍存在。

微生物固體發酵飼料的種類大致可分為：全混合日糧（TMR）發酵飼料、發酵濃縮飼料、單一原料發酵飼料、酵母培養物、單細胞蛋白和菌體蛋白飼料、其他發酵產品。

TMR發酵飼料：TMR發酵飼料是在營養均衡、全面的無抗生素TMR飼料中加入微生物和水，混合后在適當的溫度下經厭氧或好氧發酵而成。該類飼料不僅能全面滿足牛羊的營養需要，還能增加多種消化酶、有機酸、維生素、多肽、小肽及氨基酸的含量，富含大量的益生菌，具有明顯的促生長、防治疾病等生物學效應，對腸道疾病的控制效果好，并能節約生產成本。

發酵濃縮飼料：發酵濃縮飼料是將不含抗生素的濃縮飼料與微生物、水等混合后發酵而成的非全混合精料補充料。發酵濃縮飼料跟全價益生菌發酵飼料相比只是在制作時少添加能量飼料，其他的功能作用相同，具有體積小、運輸和使用方便的優點。

單一原料發酵飼料：單一原料發酵飼料是一種將豆粕、棉粕、菜籽粕等中的單一原料經微生物發酵而成的飼料蛋白質。益生菌發酵原料中小肽含量的高低和抗營養因子的消除程度與發酵所使用的微生物菌種及發酵工藝息息相關，在生產中一般采用多種益生菌搭配使用，促進酶解，分解抗原和抗營養因子，經過多種益生菌分階段發酵酶解，使蛋白質得到充分降解，產品富含多種活性小肽、益生菌、生物活性酶等。

酵母培養物：產品主要由酵母代謝產物、酵母菌體和經過發酵后變性的培養基所構成，可明顯提高反芻動物的生產性能。

單細胞蛋白和菌體蛋白飼料：單細胞蛋白飼料是利用微生物在液態基質中大量生長繁殖的菌體生產的，如常見的酵母飼料、細菌飼料、藻體飼料等；菌體蛋白包括食用菌菌絲體、光合細菌、微型藻飼料等。由于單細胞蛋白和菌體蛋白蛋白質含量豐富，而且還含有維生素和微量元素，因此是一種具有較高營養價值的微生物飼料。單細胞蛋白和菌體蛋白飼料原料來源廣泛，如淀粉、廢酒糟水等均可作為原料，同時生產過程易控制，因此可工業化生產[1]。

其他發酵產品：除了以上介紹的已進行大規模工業化批量生產的益生菌發酵飼料外，還有其他各具特色的發酵產品，如青貯飼料、用工業廢棄物（如馬鈴薯渣、葡萄渣、甜菜渣、啤酒渣、豆渣、檸檬酸渣、玉米淀粉渣、果渣等）制成的發酵飼料、用農業廢棄物（如秸稈等）制成的發酵飼料[2-3]等。

2 牛羊發酵飼料的作用機理

2.1 調節動物的微生態平衡

健康畜禽腸道內生長著各種各樣的微生物群落，各種微生物群落之間相互依存、相互制約，構成畜禽腸道內微生態系統的平衡，建立一個正常且平衡良好的腸道微生物區系，對抵御病原性微生物感染具有十分重要的意義。由于微生物之間存在著相互作用，某一生態系統中現存的微生物會阻止新的有機體入侵，有益菌通過競爭性抑制作用阻止有害微生物在腸黏膜附著與繁殖。因此，對那些菌群形成遲緩或有障礙的幼小動物飼喂微生物飼料有著十分重要的意義。乳酸桿菌等可抑制埃希氏大腸桿菌、沙門氏菌等致病菌在腸細胞上附著，與病原菌發生競爭性拮抗作用，將其驅出定植地點。

2.2 抑制和殺死有害菌

許多乳酸菌和鏈球菌可以產生細菌素（如乳酸鏈球菌素等），這些多肽類物質能抑制革蘭氏陽性細菌。有些乳酸菌（如嗜酸乳桿菌和保加利亞乳桿菌）可產生少量的過氧化氫，過氧化氫可抑制多種細菌的生長，尤其是革蘭氏陰性病原菌。另外，有些有益微生物可以產生酶類（如雙歧桿菌和乳酸桿菌產生的胞外糖苷酶），可阻止細菌毒素在上皮細胞的黏附和侵入。

2.3 促進動物生長

微生物飼料中的有益菌在瘤胃及腸道內代謝可產生多種有助于動物消化的有益因子，從而促進牛羊的生長發育和增重。通過微生物作用將飼料原料中部分大分子營養物質和抗營養因子分解轉化，形成更易被吸收的小分子營養物質，如小肽、氨基酸等，提高飼料利用率；飼料原料通過發酵后具有獨特的發酵芳香味，適口性極佳，可提高動物采食量，促進生長[4]。

2.4 提高機體免疫功能

微生物發酵飼料中的有益微生物可作為一種非特異免疫調節因子，通過細菌本身或細胞壁成分刺激并激活宿主免疫細胞，促進吞噬細胞活力或作為佐劑發揮作用[5]。有益微生物還可以發揮特異性免疫功能，增強動物體內B細胞產生抗體的能力。直接飼用微生物，通過促使機體發生體液免疫和細胞免疫，提高畜禽抗體水平，增強免疫功能，及時殺滅侵入機體內的致病菌，從而防止疾病的發生。試驗發現乳酸桿菌能夠增強機體的免疫能力[6]；一些益生菌能夠影響人體免疫系統的應答能力，且其影響能力隨菌體的不同而發生變化[7]。

3 牛羊發酵飼料的生產

3.1 工藝流程

配料→消毒（加熱）→接種→發酵→（烘干、粉碎制作粉狀蛋白飼料）→成品→檢驗→使用[8]。

3.2 制作要點

1）厭氧發酵。菌種組成主要為光合細菌、酵母菌、乳酸菌、鏈球菌等多種復合微生物，最好配合多種酶制劑使用，因為兩者配合使用，活性高、發酵速度快；物料粉碎最好在245～350 μm；每100 kg物料需加水50～80 kg；厭氧發酵一定要做到盡量密封，常溫下需發酵5～7 d，冬天需10 d以上，但溫度不得低于10℃。

2）好氧發酵。好氧發酵一般使用絲狀真菌、酵母菌、芽孢桿菌等好氧微生物，其主要特點是發酵快、發酵時間短、分解性能好，但是也有缺陷，如適口性容易發生變化、保存期短且容易污染雜菌而發霉變質。因此，對于非專業的使用者最好還是選用厭氧發酵。

3.3 品質鑒定

1）外觀評價。發酵成功的飼料散發出酸酒香味，無霉爛變質等異味，柔軟多汁，無霉菌生長或變黑。

2）實驗室檢測。一是檢測水解氨基酸的種類和總量。水解氨基酸的種類和總量是評價發酵飼料最科學的指標。二是檢測pH值。pH值應為4.0～4.5。三是對添加有水溶性非蛋白氮的產品，可通過測定產品水溶性總氮的百分含量并與標準樣品的結果相比較，從而判定優劣。四是對添加有非水溶性非蛋白氮的產品，可通過測定產品的胃蛋白酶（或多酶片）體外消化率的大小并與標準樣品的結果相比較來加以分析和判定。五是對于活性菌體蛋白飼料，可以通過測定活菌體（或菌落數）來進行判定。

4 牛羊發酵飼料在生產中的應用

4.1 奶牛

趙華等[9]的試驗結果顯示，試驗期間飼喂氨基酸發酵劑發酵飼料的試驗組，每頭泌乳奶牛平均日產標準乳（21.68 kg）高于對照組（19.47 kg）11.4% （P＜0.01）。雷有玲[10]通過試驗對照比較，飼喂發酵飼料，每頭奶牛平均日產奶量（12.21 kg）比對照組（10.00 kg）提高11.4%（P＜0.01）。王樹杰等[11]研究表明，使用發酵飼料可以改善奶牛食欲，增加奶牛干物質采食量，明顯提高其對營養物質的消化吸收能力，試驗組平均每頭奶牛產奶量下降2.21 kg，對照組平均每頭奶牛產奶量下降3.84 kg（P＜0.01），說明飼喂發酵飼料可以減小奶牛泌乳中、后期產奶量下降的幅度。

4.2 肉牛

鄧志平等[12]的試驗結果顯示，2個飼喂稻草發酵飼料的試驗組與對照組相比，日增重分別提高112.5%、62.5%（P＜0.01），料肉比分別降低4.95%、7.92%（P＜0.01），頭均利潤分別提高 89.23%、120.47%（P＜0.01）。張光勤等[13]的試驗數據結果為，飼用濕態發酵蛋白飼料的肉牛，日增重為1.81 kg，平均屠宰率為57.1%，分別比對照組多0.26 kg和3.8%，效益顯著。余淼等[14]研究了發酵飼料對肉牛免疫機能的影響，與對照組相比，2個試驗組中血清總蛋白、白蛋白及免疫球蛋白A、G、M濃度顯著（P＜0.05）或極顯著（P＜0.01）提高；谷草轉氨酶、谷丙轉氨酶活性及丙二醛濃度均顯著（P＜0.05）或極顯著（P＜0.01）下降，且總抗氧化能力和總超氧化物歧化酶的活性極顯著增強（P＜0.01），提示利用發酵飼料能提高肉牛免疫力。

4.3 羊

彭忠利等[15]研究了試驗Ⅰ組和Ⅱ組分別用50% 和75%的發酵飼料代替基礎精飼料，與對照組相比，試驗組平均日增重極顯著提高（P＜0.01），粗蛋白、粗纖維、中性洗滌纖維及酸性洗滌纖維的表觀消化率顯著提高（P＜0.05），發病率極顯著降低（P＜0.01），但總蛋白、白蛋白、丙氨酸氨基轉移酶和天門冬氨酸氨基轉移酶含量各組間差異不顯著（P＜0.05），每只山羊每天分別比對照組多增收0.33元和0.15元，說明發酵飼料能顯著提高山羊生產性能和健康狀況，提高經濟效益，具有較好的應用價值。張乃鋒等[16]的肉羊飼喂試驗表明，蘋果發酵飼料能夠提高肉羊增重速度（平均日增重比對照組提高2.08%），增強抗病力。邱玉朗等[17]重點研究了發酵全混合日糧對肉羊生長性能、營養物質消化率和血液生化指標的影響，發酵TMR處理組與對照組相比，日增重提高20.4%（P＜0.05）；料重比降低22.6% （P＜0.05），且發酵TMR處理組對各種營養物質的消化率均高于對照組，其中對干物質、粗蛋白和粗纖維的消化率差異顯著（P＜0.05）；血液生化指標中，血清總蛋白水平提高10.3%（P＜0.05），血清白蛋白水平較高（P＞0.05），尿素氮水平降低17.0%（P＜0.05），堿性磷酸酶水平升高1.8%（P＞0.05），說明發酵TMR具有促進肉羊生長、提高飼料效率和提高營養物質消化率的作用，并且對提高機體免疫力、改善肉羊消化吸收功能和增強蛋白質合成也有一定效果。

5 牛羊發酵飼料應注意的問題

5.1 添加微生物不合適可影響瘤胃功能

牛羊是復胃動物，自身瘤胃富含微生物，如發酵飼料中微生物種類添加不當，會影響瘤胃功能，造成不良后果。

5.2 過多的微生物細胞進入牛羊體內是有害的

飼料微生物添加劑的用量一般在0.1%～2.0%，而發酵飼料的用量一般在12%～22%，有些高達30%～45%。從免疫學講，微生物細胞和微生物的代謝產物對動物而言都是抗原，當這些抗原進入動物體內后必將產生抗體，動物在產生抗體時需要消耗能量和蛋白質，這個階段的飼料報酬較低。

5.3 發酵過程中基料和營養物質的損耗

在發酵過程中由于微生物的氧化作用使基料中的碳水化合物氧化成水和二氧化碳而排放，因此，往往發酵越好損耗越大，回收率就越低，發酵成本就越高，反之就低。

1）基料損耗。一般固體發酵工藝生產發酵飼料的發酵損失在10%～20%，5%以下的發酵損耗表明發酵飼料的質量極差。幾乎達不到脫毒的作用。

2）營養物質的損耗。發酵飼料消毒、干燥的溫度都較高，高溫對維生素、礦物質都有影響，因此在配制濃縮飼料時必須考慮這些因素。

6 牛羊發酵飼料的前景

牛羊發酵飼料是飼料工業發展過程中的一次革新，微生物發酵技術利用微生物對飼料原料進行生物加工，不僅可以降解飼料原料中的硫代葡萄糖甙、棉酚、脲酶等抗營養因子及植物性飼料中復雜碳水化合物與大分子蛋白，而且可以合成多種營養物質，調節腸道的微生態平衡，增強機體抵抗力。發酵飼料在技術原理上與傳統的粉碎、蒸煮、膨化、制粒等加工工藝有著本質的區別，發酵原料可以利用非常規飼料原料，降低飼料成本，提高飼糧品質，改善牛羊瘤胃及腸道微生態平衡，提高牛羊生產性能，改進產品質量[18]。因此，越來越多的養殖企業正在逐漸增加牛羊發酵飼料的使用量，使用牛羊發酵飼料是牛羊養殖行業的發展趨勢，前景廣闊。

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谷實類飼料的缺點

谷實類飼料的缺點是：蛋白質和必需氨基酸含量不足，粗蛋白質含量一般為8%～14%，特別是賴氨酸、蛋氨酸和色氨酸含量少；鈣的含量一般低于0.1%，而磷含量可達0.31%～0.45%，缺乏維生素A和維生素D。

1）玉米。玉米是養雞業中最主要的飼料之一，含代謝能高達12.55～14.10 J/kg，粗蛋白質8.0%～8.7%，粗脂肪3.3%～3.6%，無氮浸出物70.7%～71.2%，粗纖維素1.6%～2.0%，適口性強，易消化。黃玉米一般每千克含維生素A 3 200～4 800 IU，白玉米含維生素A僅為黃玉米含量的1/10。黃玉米還富含葉黃素，是蛋黃和皮膚、爪、喙黃色的良好來源。玉米的缺點是蛋白質含量低，且品質較差，色氨酸（0.07%）和賴氨酸（0.24%）含量不足，鈣（0.02%）、磷（0.27%）和B族維生素（維生素B1除外）含量亦少。玉米油中含亞油酸豐富。玉米易感染黃曲霉菌，貯存時水分應＜13%。在雞日糧中，玉米可占50%～70%。

2）小麥。小麥含能量約為玉米的90%（約12.89 J/kg），蛋白質多，氨基酸比例比其他谷類完善，B族維生素也較豐富，適口性好，易消化，可以作為雞的主要能量飼料，一般可占日糧的30%左右。但因小麥中不含類胡蘿卜素，對雞的皮膚和蛋黃顏色有特別要求時，應適當予以補充。當日糧含小麥50%以上時，雞易患脂肪肝綜合癥，必須考慮加生物素。小麥的葡聚糖（5 g/kg）和戊聚糖（61 g/kg）比玉米高，在飼料中添加相應的酶制劑可改善肉雞的增重和飼料轉化率。小麥的蛋白質和氨基酸含量受遺傳和環境影響較大。一般粗蛋白質含量為12%～15%。

3）大麥。大麥的碳水化合物含量稍低于玉米，蛋白質含量稍高于玉米（約12%），品質也較好，賴氨酸含量高；適口性稍差于玉米和小麥，而較高粱好，但如粉碎過細或用量太多，因其粘滯，雞不愛吃；粗纖維含量較高，煙酸含量豐富，日糧中的用量以10%～20%為宜，大量飼喂會使雞蛋著色不佳。大麥的葡聚糖（33 g/kg）和戊聚糖（76 g/kg）含量較多，雛雞日糧中超過30%，可引起雛雞生長減慢，且會因在腸道內發生秘結而死亡。

來源：甘肅科技報

2014-01-17

梅寧安，男，1973年生，本科，高級畜牧師。