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導(dǎo)   語

我國是養(yǎng)豬大國，2017年我國豬存欄量為4.41億頭。以豬為例的畜禽屬于耗糧型動物，2018年全國糧食總產(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，會加劇畜種結(jié)構(gòu)上“人畜爭糧”的矛盾，使我國養(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)，也反映了我國畜牧業(yè)原料替代性不足及較弱的抗風(fēng)險能力。我國非常規(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)程和提高我國畜牧業(yè)在經(jīng)濟全球化中的競爭力等具有重要的意義。

非常規(guī)飼料原料普遍存在營養(yǎng)價值較低，木質(zhì)素與硅酸鹽含量高以及礦物質(zhì)不平衡，適口性差，營養(yǎng)成分變異大，含有抗?fàn)I養(yǎng)因子或毒物等缺點，這便極大地影響動物采食和營養(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）、適口性差等營養(yǎng)缺點，直接飼喂會降低動物對其的采食量和營養(yǎng)利用率，易造成飼料資源的浪費。加之此類飼料資源含水量高（通常在30%~80%）、酸度大，這就導(dǎo)致其時效性差而不便運輸與貯藏，且腐敗變質(zhì)后會加重環(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 營養(yǎng)價值評價（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，其營養(yǎng)價值得到明顯改善。王聰試驗結(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)除可提高糟渣的營養(yǎng)價值外，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 飼用價值評價

等試驗結(jié)果表明，在飼糧中添加33.8%的新鮮發(fā)酵甘薯渣對“約×榮”生長豬的日采食量和日增重與飼喂玉米-麥麩-豆粕型日糧的對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豬的生長性能和養(yǎng)殖效益，其中干物質(zhì)消化率較對照組提高了8.62%、7.50%，粗蛋白質(zhì)消化率較對照組提高了11.43%、9.50%。黎智華等研究表明，在斷奶仔豬試驗中，添加2%發(fā)酵白酒糟不影響10 kg仔豬對干物質(zhì)的表觀消化率，并有助于生長性能的提高，但當(dāng)仔豬體重增加至25 kg 時，長期高劑量添加發(fā)酵白酒糟可在一定程度上降低斷奶仔豬對常規(guī)營養(yǎng)成分（粗蛋白質(zhì)、總能、氮）的消化代謝。張旺宏等試驗得出發(fā)酵白酒糟可增加育肥豬（60 kg）的抗氧化能力，同時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)酵中藥渣對母豬的繁殖性能無明顯影響，但隨著添加時間的增加，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)餅粕的飼用價值及用量，可有效解決我國蛋白質(zhì)飼料資源短缺問題，其應(yīng)用前景廣闊。

2.1 營養(yǎng)價值評價（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)，與蔡國林等在微生物發(fā)酵花生粕營養(yǎng)價值的初步研究中結(jié)果一致。張韋唯通過體外模擬消化實驗發(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，有提高機體免疫和抗氧化的作用。

2.2 飼喂價值評價

等研究表明，發(fā)酵菜籽粕等營養(yǎng)替代4%和5%豆粕，對生長豬和肥育豬的生長性能、血清生化指標(biāo)和腸道菌群皆無負(fù)面影響，而徐鑫試驗結(jié)果顯示，生長階段發(fā)酵菜籽餅替代30%豆粕和育肥階段發(fā)酵菜籽餅替代50%豆粕對豬的生長性能無不良影響，且改善了機體蛋白質(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，同時對免疫功能無負(fù)面影響。關(guān)紅民等對保育豬、生長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)酵花生粕中的試驗結(jié)果相同，且后者得出在生長豬基礎(chǔ)日糧中添加8%的發(fā)酵花生粕可使試驗組粗蛋白質(zhì)、鈣和磷的消化率分別較對照組顯著提高了216%、425%和600%。王春芳在生長豬飼糧中添加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，有利于動物機體的健康。

3 發(fā)酵農(nóng)作物秸稈類飼料

對于畜牧業(yè)而言，秸稈飼料是一種重要的粗飼料資源，我國農(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，改善其營養(yǎng)價值和適口性，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 營養(yǎng)價值評價（見表3）

據(jù)相關(guān)研究報道，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。因為復(fù)合微生物處理秸稈效果較單一微生物顯著，大多試驗皆以此進(jìn)行試驗設(shè)計。如趙政等研究了在稻草青貯過程中同時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)和營養(yǎng)價值。陶蓮等和王玉榮試驗也得到相同的結(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度變短，有利于纖維素轉(zhuǎn)化為可發(fā)酵糖；二級結(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；三級結(jié)構(gòu)-結(jié)晶度有降低的趨勢，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；同時，該試驗組可使水稻秸稈的四級結(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  飼用價值評價

發(fā)酵秸稈對豬的飼用效果評價可為豬日糧中科學(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。盧珍蘭等試驗也得到相同的結(jié)論，且明確在添加劑量為20%~30%時能降低生長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%的全價日糧較為合理，既對育肥豬的生產(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)酵玉米秸稈日糧對育肥豬生長性能、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)酵秸稈的添加量對育肥豬生長性能影響不大，但會顯著提高平均日采食量和料肉比，顯著降低營養(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)酵玉米秸稈對試驗豬生長期（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。

4 發(fā)酵林業(yè)副產(chǎn)品類飼料

林業(yè)副產(chǎn)品（如樹葉、花、嫩枝及木材加工下腳料等）經(jīng)微生物發(fā)酵后，除可改善飼糧原料的營養(yǎng)成分和發(fā)酵品質(zhì)，添加到畜禽日糧中，節(jié)約常規(guī)飼料，促進(jìn)畜牧業(yè)的發(fā)展。

4.1 營養(yǎng)價值評價（見表4）

比較了辣木與苜蓿、羊草和玉米青貯的營養(yǎng)價值發(fā)現(xiàn)，辣木葉的粗蛋白質(zhì)和有效降解率均較高，其相對飼用價值高于苜蓿甘草，而辣木梗的相對飼用價值與羊草相當(dāng)，說明辣木的營養(yǎng)價值較好。而當(dāng)林業(yè)副產(chǎn)品飼料原料經(jīng)微生物發(fā)酵處理后，粗纖維和大分子粗蛋白質(zhì)得到有效降解，游離氨基酸的含量增加，動物的消化吸收率也會得到進(jìn)一步的提高。如姜曉宇以納豆芽孢桿菌發(fā)酵辣木葉，結(jié)果表明發(fā)酵后上清液中游離氨基酸的含量明顯增加，其中γ-氨基丁酸（GABA）溶出量比預(yù)處理上清液提高了42.90倍；生物活性肽的分子量提高了15.64%；礦物質(zhì)中Mg、Fe、Zn的含量及維生素B2、維生素B3含量均得到了顯著的提高。除可提高營養(yǎng)成分，降低抗?fàn)I養(yǎng)因子（如水解單寧、皂苷和植酸）的含量外，發(fā)酵林業(yè)副產(chǎn)品的產(chǎn)物對機體的多種功能具有調(diào)節(jié)作用，這些研究則為林業(yè)副產(chǎn)品的深加工及其藥用價值的開發(fā)提供了理論支撐。

4.2 飼喂價值評價

在育肥豬的飼糧中添加13%的發(fā)酵桑葉，發(fā)現(xiàn)雖未對生長性能有促進(jìn)作用，但可改善其屠宰性能，有效保持豬肉鮮嫩多汁，優(yōu)化脂肪酸結(jié)構(gòu)，與李海新研究結(jié)果相同。后者還發(fā)現(xiàn)發(fā)酵構(gòu)樹葉可顯著提高生長豬肌肉中游離氨基酸和谷氨酸鈉含量，對肉色亦有一定的改善作用。李璐潔等試驗表明，在生長育肥豬飼糧中添加2%的綠茶加工副產(chǎn)物，可顯著提高生長性能，其大理石紋、剪切力、滴水損失及肉色等肉品質(zhì)均具有良好的改善作用，與段明房等研究結(jié)果一致。林業(yè)副產(chǎn)品經(jīng)發(fā)酵處理后除可提高動物的生長性能、屠宰性能和肉品質(zhì)外，對動物細(xì)胞還具有一定的抗氧化作用。

5 展望

非常規(guī)飼料資源的開發(fā)緩解了我國原料替代性不足與不斷發(fā)展的畜牧業(yè)間的矛盾，而生物發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用則為非常規(guī)飼料資源的利用提供了有力的技術(shù)支撐，具有廣闊的發(fā)展前景。因此，進(jìn)一步完善非常規(guī)飼料原料的營養(yǎng)指標(biāo)數(shù)據(jù)，構(gòu)建發(fā)酵菌種庫，并持續(xù)開發(fā)新型發(fā)酵蛋白飼料、能量飼料、地源性飼料等；通過不斷優(yōu)化微生物發(fā)酵技術(shù)，健全生產(chǎn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及質(zhì)量評價標(biāo)準(zhǔn)，實現(xiàn)發(fā)酵飼料由基礎(chǔ)研究向產(chǎn)業(yè)化的過渡，將是廣大畜牧者的努力目標(biāo)。

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