摘要
在我国畜牧业中，发酵饲料作为生物饲料的重要分支，在提升动物生产性能方面发挥着关键作用。其不仅能提高饲料营养价值，保持肠道内微生态的均衡，同时也有助于增强动物的消化能力。此外，发酵饲料还能介导动物机体特异性和非特异性免疫，从多方面增强动物免疫力。同时，发酵饲料还具备绿色、安全、无残留等一系列优点，有效减轻了养殖业对环境的危害。文章对发酵菌的分类、发酵工艺、发酵饲料的应用以及当前发酵饲料面临的问题进行综述，以期为该领域的研究和应用提供参考。
一、发酵饲料的概述
动物健康养殖对于养殖业的可持续发展至关重要，而优质绿色饲料则是生产高品质、安全动物产品的关键。自“十三五”规划以来，国家发展和改革委员会以及农业农村部相继推出了相关政策，将生物饲料定位为战略性新兴产业的重要产品，这为饲料产业的发展提供了明确的指导方向。2018年3月1日，中国实施了生物饲料领域首部团体标准——《生物饲料产品分类》。参照国际和中国饲料分类法，根据原料、菌种或酶组成和营养特性，将生物饲料分为4个主类。经专家多轮讨论，确定核心技术包括发酵、酶解和菌酶协同发酵三大工艺。发酵饲料通过使用微生物、复合酶和有机酸等物质作为发酵剂，采用单一或混合菌种的协同作用，将原料降解成含有微生物菌体蛋白、氨基酸、益生菌和复合酶制剂等成分的生物发酵饲料。发酵饲料的优势在于能够有效提升动物营养物质摄入，改善饲料的品质和口感，提高畜禽生产性能，同时还能提高粗蛋白的表观消化率和具备抗氧化功能。此外，发酵饲料对于增强动物的免疫力也有明显的效果。通过这些特性，发酵饲料为养殖业的可持续发展提供了有力的支撑。
二、发酵底料的来源
其含有大量抗营养因子（如，植物凝集素、生氰多糖等）和有毒物质，导致其中的蛋白质和氨基酸的利用率极低。同时，这些饲料水分高，容易腐烂变质，而且由于是加工后的农副产品，粗纤维含量和木质化程度高，导致适口性和风味差，因此在动物饲料生产中的应用较少。
通常情况下，这些非常规饲料会被丢弃或焚烧，这不仅污染环境，还造成了大量饲料资源的浪费，严重影响了饲料资源可持续发展。因此，发酵饲料的研究为这一问题提供了有效的解决方案，通过发酵过程改善了这些非常规饲料的品质，使其能够被更广泛地用于动物饲料生产，从而减少资源浪费，促进养殖业的可持续发展。
三、发酵菌的种类与特性
在发酵饲料生产中，研究和筛选发酵菌种至关重要。益生菌分为细菌和真菌两大类，细菌包括双歧杆菌、芽孢杆菌、乳酸菌和革兰氏阳性球菌；真菌主要是霉菌和酵母菌。养殖实践中广泛应用的益生菌有乳酸菌、酵母菌、芽孢杆菌和霉菌，这些菌种能提升饲料营养价值和消化率，促进动物肠道健康，增强生产性能。
乳酸菌具有抗氧化能力，能缓解动物应激、减少肠道疾病、维持瘤胃微生物平衡。其可添加到食品和饲料中，提高饲料的抗菌、抗炎功能及适口性，提升发酵质量。乳酸菌代谢产物具有抗癌潜力，并能吸附和水解某些毒素，起到解毒作用。但长期过量使用可能导致胃肠依赖、蠕动减弱、抑制其他益生菌，且不耐热，对储存和运输条件要求高。
酵母菌如酒酵母和假丝酵母等，体系庞大，具有高蛋白质、氨基酸和维生素含量，是营养剂，能促进动物肠道发育，提高反刍动物肠道健康，常用于发酵饲料。酵母菌通过释放抗菌化合物、营养竞争和改变pH来控制病菌，抑制病原菌活性。其寡核糖核苷酸和D-甘露醇复合物具有抗病毒、抗炎和免疫调节作用。但价格高，增加生产成本。
芽孢杆菌类（如，枯草芽孢杆菌等）能促进发酵饲料产生更多营养物质，减少污染。其具有抗炎和抗氧化作用，提高放牧牦牛日增重及血清激素水平，改善动物生产性能，增强抗氧化能力，调节肠道微生物群稳定性，抑制沙门氏菌损伤，促进感染动物恢复，减少粪便污染，保护环境。但存在局限性，不能定植于肠道，可能引起肌肉骨骼疾病，易被其他微生物污染，且耐热性强，加热难以去除，残留过多可能影响机体。
霉菌（如，米曲霉、黑曲霉等），在发酵饲料时可分解粗脂肪碳水化合物作为碳源，分泌蛋白酶将大分子营养物质分解为小分子，降低毒素含量。同时抑制黄曲霉和大肠杆菌繁殖，降低毒素，提高动物生产性能，促进生长发育，增强免疫力和抗病能力。
四、发酵工艺研究
除了发酵菌种，发酵工艺也是影响发酵饲料好坏的关键因素。根据发酵时微生物培养基的状态，水分的含量等，微生物发酵的生产工艺分常分为固态发酵、液态发酵、菌酶协同发酵、液态表面发酵、液态深层发酵、固定化细胞发酵等。
五、发酵饲料在畜禽生产中的应用
相比之下，试验组仅有一例轻微腹泻案例，其余试验猪均未出现疾病症状。发酵饲料还能增强猪的免疫力，减少炎症反应，帮助猪保持良好的健康状况。健康的体质是提高猪生产性能的基础，因此，发酵饲料对于提升猪的生产性能量和肉质等方面具有重要的正向调节作用。
在断奶仔猪饲料研究中发现，用发酵棉籽粕替代豆粕显著提高了断奶仔猪血清中的免疫球蛋白G（IgG）水平。同时，血清以及空肠和回肠中的抗氧化酶活性也有所增加，这些变化共同增强断奶仔猪的抗应激和免疫能力。另一方面，采用发酵黑麦饲料与姬松茸和水解椰肉粉（后者含有丰富的甘露聚糖）混合饲喂断奶仔猪，可以显著提高断奶仔猪血清中免疫球蛋白A（IgA）、免疫球蛋白M（IgM）和IgG水平。
用发酵饲料取代传统的浓缩饲料喂养韩牛。结果显示，试验组的初始体重和后期增重都高于对照组，这一发现揭示发酵饲料能促进食欲，提高饲料转化率，并在保持动物生长速度的同时增加体内脂肪的沉积。在评估胴体和肉质方面，试验组的公牛不仅胴体重有所增加，肋眼面积也得到了改善。因此，发酵饲料可以显著提升牛的生产性能和肉质。此外，在另一项研究中，研究人员尝试用木薯浆发酵酵母废料替代浓缩饲料中的豆粕喂养肉牛。
将杏鲍菇加工剩余物制备成发酵饲料用于湖羊的喂养。经过对比，发现该发酵饲料对湖羊瘤胃内的微生物群落构成产生了显著影响。与常规饲料相比，该发酵饲料显著提高厚壁菌门、拟杆菌门、纤维杆菌门、黄瘤胃球菌和白色瘤胃球菌的相对丰度，这些均为瘤胃内关键的纤维素分解菌类。这一变化表明，发酵饲料在增强瘤胃消化功能方面的潜力，从而促进粗纤维物质的高效分解，提高了饲料转化率，并在经济上降低养殖成本，同时对动物的生产性能产生了积极的改善作用。
在狼尾草发酵饲料对波尔山羊免疫功能影响的研究当中，发现这种富含乳酸菌和魏斯氏菌等益生菌的饲料，在动物肠道内积累后，显著激发了肠壁突状细胞和巨噬细胞的活性，导致促炎因子白细胞介素1β（IL-1β）和白细胞介素6（IL-6）的产生。这一过程不仅触发了IgG的分泌，也增强B细胞与T细胞激活。研究还观察到，该发酵饲料显著提升了血清中IgA、IgG、IgM的含量，以及细胞因子白细胞介素2（IL-2）、白细胞介素4（IL-4）的水平。
除了提升机体免疫反应外，发酵饲料还有效提高了山羊体内血清、肝脏及脾脏中的抗氧化酶活性。这些结果综合表明，采用发酵饲料喂养能够显著改善动物胃肠道微生物群落的结构，并有助于促进免疫球蛋白的生成，从而提高了机体的整体免疫力和抗应激能力。
研究显示，将固态发酵麦麸加入肉鸡日粮可提升免疫球蛋白和血清总蛋白含量，并增强对脂多糖诱导免疫应激的抵抗力。有效提升肉鸡的免疫功能，缓解脂多糖引起的免疫应激，其中湿态发酵麦麸的免疫调节效果更佳。还有研究发现，发酵饲料能显著改善黄羽肉鸡的肠道健康，增加十二指肠和空肠区域的绒毛高度及隐窝深度，表明其对肠道结构有积极作用。同时发酵饲料通过促进肠道形态发展和微生物群落平衡，提高饲料转化率，增强生产性能并维护肠道环境稳定，为畜牧业营养策略提供理论支持。
同时，发酵饲料可提高日粮中脂肪酸和小肽水平，增加番鸭平均日增重，改变肠道菌群，增强微生物多样性，减少致病菌。发酵饲料通过重建肠道形态、微生物和代谢改善番鸭生长性能，促进肠道健康，增加消化吸收。研究证明，发酵饲料是改善番鸭生长性能的有效策略。添加发酵饲料可调节肠道微生物组成，激活肝脏脂质代谢相关基因，减轻绍兴鸭肝脏和腹部脂滴形成，降低血清三酰甘油水平，减少脂质沉积，为调节肠道微生物群导致肝脏脂肪积累的分子机制提供新见解。
六、结论
发酵饲料作为生物饲料的重要分支，在提升畜禽生产效果方面取得显著进展。其能增强动物生产性能、免疫力和肠道健康。饲料经发酵处理后，营养价值提高，粪便中有害物质减少，提升了饲料利用率并减轻环境影响。尽管发酵饲料的优势明显，但其发展仍面临一系列挑战，如菌种来源问题、单一菌种向复杂菌种共发酵技术转型、固态发酵工艺优化及发酵饲料的经济效益评估等问题需深入研究解决，使发酵饲料在畜牧业生产中的应用更加广泛，并展现出更广阔的发展前景。
（作者：沈阳农业大学动物科学与医学学院 乔富博 陈 静 刘显军 李玟 张家硕 贾展鹏 刘宏宇 苏晴）