楊志強,梁 萌,戰余銘,常維山,郭玉秋,宮玲玲,劉繼明
(1.山東省飼料獸藥質量檢測中心/山東省畜產品質量安全監測與風險評估重點實驗室,濟南 250100;2.山東畜牧獸醫學會動物微生態學專業委員會,山東 泰安 271000)
自2020年7月1日我國全面“飼料禁抗”政策正式落實執行以來,微生態制劑的替抗優勢日趨明顯,得到了飼料生產企業和養殖企業的認可。同時,當前我國蛋白質飼料原料緊缺,亟需開辟非常規飼料原料來源,非常規飼料原料需要微生物改變其營養成分變異大、養分消化率低、含有抗營養因子等諸多局限性。在此背景下,發展微生物飼料,是生產健康綠色飼料的必由之路。
山東省作為畜禽養殖大省,微生態飼料生產企業發展迅速,現就山東省微生物飼料生產企業概況、代表性生產企業、常用發酵菌株、產品功效以及未來展望進行綜述。
山東省是名副其實的養殖與飼料生產大省。據不完全統計,2020 年山東飼料產量達4 335.8 萬t,占全國飼料總產量的17.2%,穩居全國第一。其中,配合飼料4 052.4 萬t,同比增長12.8%;濃縮料191.5萬t,同比增長80.8%;添加劑預混合飼料91.3 萬t,同比增長16%。2020 年山東省飼料總產值為1 560.5 億元,占全國飼料總產值的16.49%。其中飼料產品產值為1 369 億元,占山東省飼料總產值的87.73%;飼料添加劑產值為186.2億元,占山東省飼料總產值的11.93%。
近年來,山東省飼料行業的微生物飼料(包括微生物類飼料添加劑和發酵飼料)也得到快速發展。根據2021年第3季度的統計數據,山東省內已取得微生物類飼料生產許可的企業131家,其中取得微生物類飼料添加劑生產許可的企業32家,取得微生物類混合型飼料添加劑生產許可的企業83家(見圖1)。山東省的微生物生產企業大多集中在濰坊、青島、濟南、泰安等地。由于飼料禁抗政策推行,混合型飼料添加劑生產企業近年來發展迅速,在大型飼料微生物生產企業的帶動下,在菌酶協同理論的實踐中,山東省微生物飼料行業得到快速發展。

圖1 山東省動物微生物飼料生產企業區域分布情況
青島蔚藍生物股份有限公司為滬市主板上市公司(2019 年),公司主營業務為酶制劑、微生態制劑、動物保健品的研發、生產及銷售,先后被評為高新技術企業、全國酶制劑行業十強企業、山東省引才工作重點支持企業,擁有“國家認定企業技術中心”“國家動物用保健品工程技術研究中心”“生物催化技術國際聯合研究中心”“國家技術創新示范企業”“生物催化技術國家地方聯合工程實驗室”“中國輕工業工業酶菌種選育重點實驗室”“農業農村部動物保健品工程技術重點實驗室”及院士專家工作站和博士后科研工作站。2021年前3季度營業總收入8.33 億元,凈利潤1.06 億。該公司目前是山東省境內原料級微生態飼料添加劑的代表性企業。
山東寶來利來生物工程股份有限公司為新三板上市公司(2017 年上市),專注于動物微生態制劑的研發、生產與銷售,擁有飼用微生態、家禽微生態、豬微生態、水產微生態、反芻微生態、特養微生態、寵物微生態、農業微生態、環保微生態等多個事業部,是中國營養微生態、免疫微生態、抗感染微生態、環境微生態領域的著名企業。2021年前3季度營業總收入1.61億元,凈利潤0.205 6 億元。該公司目前是山東省混合型微生態飼料添加劑生產和銷售的代表性企業。
山東隆科特酶制劑有限公司是中國輕工業發酵行業十強企業、中國生物發酵產業協會副理事長單位、中國酶制劑分會副理事長單位、國家高新技術企業,并設有北京研發中心、天津研發中心、濟南研發中心、湖南長沙研發中心。該公司年產酶制劑系列產品5萬t,先后參與制定4項酶制劑國家標準,產品主要有葡萄糖淀粉酶、中溫α-淀粉酶、耐高溫α-淀粉酶、真菌α-淀粉酶、果膠酶、高活性纖維素酶、普魯蘭酶、真菌酸性蛋白酶、酸性木聚糖酶、中性木聚糖酶、甘露聚糖酶、葡聚糖酶等多個品種。該公司目前是山東省微生物酶制劑飼料添加劑的代表性企業。
山東省明發同茂飼料有限公司是一家致力于生態養殖模式和飼料新綠原料的研發、生產及銷售的綜合性飼料企業,擁有先進的生產設備及化驗檢測手段,公司生產的“明發同茂系列”產品被評為“山東農業技術協會重點推廣技術產品”,其中研制的“發酵飼料”系列產品已獲國家專利。該公司目前是山東省發酵配合飼料生產的代表性企業。
山東泰山生力源集團股份有限公司(原泰安生力源生物工程有限公司)是泰山酒業集團投資建立的股份制企業集團,控股和參股子公司6個,其中兩個公司為國家高新技術企業,總公司位于泰安市高新區。公司主營業務是生物發酵技術產品的研發與生產,技術中心保藏益生菌400余株,建有國內首套圓盤式固態好氧與厭氧發酵大型智能化生產裝置,以及配套的液體發酵、固態種曲和兩級干燥生產線,公司設備先進、自動化程度高。公司生產釀酒酵母培養物、深度酶解大豆肽、發酵植物蛋白飼料、益生菌添加劑等多個有影響力的產品,是國內最大的生物飼料企業之一,年產能力達20萬t。該公司目前是山東省單一發酵飼料原料生產的代表企業。
枯草芽孢桿菌是山東省發酵型微生物飼料添加劑公司的主營產品,生產工藝成熟,產品耐儲藏,幾乎所有具有發酵型微生物飼料添加劑生產資質的公司都生產該菌,產品大多數供應混合型微生物飼料添加劑公司作為生產原料或直接被配合型飼料公司作為原料使用。產品多數為固態,有效活菌含量大多在200億~2 000億cfu·g-1。
地衣芽孢桿菌也是山東省大多數發酵型微生物飼料添加劑公司的主營產品,生產工藝成熟,產品耐儲藏,產品大多數供應混合型微生物飼料添加劑公司作為生產原料或直接被配合型飼料公司作為原料使用。產品多數為固態,有效活菌含量在200億~2 000億cfu·g-1。
植物乳桿菌是山東省少數能夠生產乳酸桿菌的發酵型微生物飼料添加劑公司的主打產品,生產工藝相對成熟,產品大多數供應混合型微生物飼料添加劑公司作為生產原料或直接出售給養殖戶使用。產品可為固態或液態,保質期較短,有效活菌含量在50億~200億cfu·g-1。
糞腸球菌也是山東省少數能夠生產乳酸桿菌的發酵型微生物飼料添加劑公司的主打產品,生產工藝相對成熟,產品大多數供應混合型微生物飼料添加劑公司作為生產原料或直接出售使用。產品可為固態或液態,保存時間相對較長,有效活菌含量在50億~200億cfu·g-1。
凝結芽孢桿菌與丁酸梭菌這兩種益生菌生產工藝尚不夠成熟,生產效率較低,只有少數發酵型微生物飼料添加劑公司生產。產品多為固態,保存時間較長,有效活菌含量在10億~50億cfu·g-1。
復合型微生態制劑由多種益生菌復配而成,多數是利用芽孢桿菌、乳酸桿菌、酵母菌混合而成,各菌種比例隨不同公司生產的產品而異(見企業標準信息公共服務平臺https://www.qybz.org.cn/)。
目前山東省生產微生物酶制劑的企業較少,產品多利用芽孢桿菌和曲霉菌生產。盡管產品可以標識蛋白酶或纖維素酶,但是許多產品具備多種酶活性,目前產銷量比較大的產品種類包括蛋白酶、纖維素酶及淀粉酶等,個別企業還生產葡萄糖氧化酶等。
農業農村部批準使用的枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌多數菌株能夠分泌胞外酶,可幫助消化,提高飼料利用率和畜禽生產性能[1],也可分泌一些細菌素,抑制病原菌生長,可用于預防腸道疾病[2],同時可除臭,增加土壤肥力,已被廣泛應用到全價配合飼料的生產、養殖水域的凈化和有機肥生產。將其與疫苗配合使用,還有一定的免疫增強作用[3]。
農業農村部批準使用的乳酸菌多數可分泌乳酸,飼用后可降低畜禽腸道pH 值,同時可分泌乳酸菌素,抑制病原菌的生長,因此乳酸菌已被廣泛用于防治畜禽腹瀉,近年來獲得生產許可的丁酸芽孢桿菌在防治畜禽腹瀉上具有更大的潛力[4]。同時在青貯過程中使用乳酸菌作為發酵菌劑可加快青貯物的腐熟[5]。
酵母菌除可提供菌體蛋白外,還可合成B族維生素,可彌補飼料中維生素的不足,目前已應用于反芻動物。酵母細胞壁具有吸附霉菌毒素的功能,其中甘露聚糖已被廣泛用作水溶性脫霉劑。另外,在釀酒酵母的生產過程中還可釋放出酒香味,提高飼料適口性。
飼料工業用酶主要來自于微生物蛋白酶,根據其最適pH 值可分為酸性蛋白酶、中性蛋白酶及堿性蛋白酶,不同蛋白酶可分別在動物的胃、嗉囊及小腸等部位發揮作用,能夠有效提高飼料蛋白消化吸收利用率,提升飼料營養功效。
小麥酶通常是利用纖維素酶、木聚糖酶和淀粉酶復配而成,用于降解小麥中富含的非淀粉多糖,提高飼料利用率。
豆粕經微生物發酵及酶解后,其大分子蛋白及抗原蛋白等成分可水解為小分子多肽,并產生有機酸等有益代謝產物,有利于動物尤其是幼齡動物對營養成分的消化吸收。同時,小肽還有增強免疫力的作用。
以糧油及農副產品為原料采用釀酒酵母或者以酵母為主的混合菌發酵方式生產的飼料原料,多數采用菌酶協同發酵方式生產,可提高原料轉化效率并產生一定數量的有機酸、小分子多肽等有益代謝產物,是飼料資源開發的一種重要途徑。
目前大多數生物飼料產品缺乏統一的國家標準或行業標準,這給政府監管帶來一定難度,需加快出臺相關法律法規和行業產品標準。山東省飼料行業協會已立項制定《發酵飼料原料》系列團體標準,并已經發布了多項由山東省畜產品質量安全中心和泰山生力源等多家企業聯合制定的《好氧發酵技術規范》《厭氧發酵技術規范》等團體標準,并作為山東省畜牧業主推技術進行推廣。
目前,專業研究生物飼料的部門和技術力量仍顯不足,固態發酵尤其是非常規原料的固態發酵工藝技術及應用技術仍然不夠完善,尤其是含水量比較高的發酵飼料如何方便快捷地應用到生產一線的問題。發酵型生物飼料生產企業的建設目前受到環境保護部門的嚴格限制。事實上,很多以固態發酵工藝為主的企業完全可實現零排放,不應將其列為化工產品進行監管。相關企業應與研究部門加強合作、聯合攻關,生產出產銷更加對路的優質產品。
農業農村部出臺“限抗減抗”政策后,微生物飼料作為抗生素替代產品得到快速發展,微生物飼料的推廣應用也是貫徹執行農業農村部豆粕、玉米減量替代使用和山東省畜牧獸醫局“兩低一高”畜牧業發展方針的有力保證。