3.1 发酵菌种研究进展

我国饲料原料种类繁多，物理、化学性质差异较大，而不同的菌种又具备不同的生理特性，在生产实践中应根据不同的饲料原料以及不同的生产目的选择适当的菌种组合以生产合格的生物发酵饲料。例如，新鲜马铃薯渣含水量高达90%以上，适合利用黑曲霉和啤酒酵母等微生物发酵生产蛋白质饲料。

目前菌种筛选主要有3 个方向: 一是改变饲料原料的理化性质，包括提高消化吸收率、延长贮存时间和解毒脱毒等; 二是获得微生物中间代谢产物，包括酶制剂、氨基酸和维生素等; 三是培养繁殖饲用的微生物体，用于制备活菌制剂。李如珍等以中文专利数据库中的检索结果为样本，对微生物发酵饲料领域进行了统计分析，发现在588 件申请中，涉及菌种23 种，使用较多的菌种有枯草芽孢杆菌、黑曲霉、酿酒酵母和地衣芽孢杆菌。Missotten 等报道在欧洲发酵液体饲料中经常使用的菌种有乳酸菌和酵母菌。侍宝路等研究表明，以豆渣为原料，添加麸皮作为辅料，以植物乳杆菌与酿酒酵母菌混合接种发酵，发酵产物降低了中性洗涤纤维含量，并提高了总酸含量，产品耐贮存。解淀粉芽孢杆菌具有繁殖速度快、稳定性好、生命力强、富含多种酶的特点，在固态发酵饲料中取得了较好的效果。

3.2 生物发酵原料与工艺研究进展

3.2.1 发酵原料

发酵饲料原料的选择已从豆粕、棉籽粕、菜籽粕等的发酵以提供高品质蛋白质饲料，发展到聚焦鲜糟渣、果渣和蔬菜尾菜等非常规饲料原料发酵，以提供优质、优价的发酵能量饲料和粗饲料等。

3.2.2 主要原料发酵工艺研究进展

在实际生产过程中，根据菌种特性主要分为耗氧、厌氧和兼性厌氧发酵。根据菌种数量选择，主要分为单一菌种、多菌种、菌酶协同发酵等种类。饲用酶制剂的生产以单一菌种液体深层发酵为主，发酵饲料原料和混合饲料的生产以复合菌种发酵为主。吝常华研究了淀粉芽孢杆菌单菌固态发酵豆粕的最佳工艺，发现豆粕经过微生物发酵后小肽含量得到显著提高，营养价值得到明显改善; 蛋白质分子质量显著下降; 酸碱度也发生了明显变化，且单菌与混菌发酵效果存在显著差异; 提出了枯草芽孢杆菌单菌固态发酵玉米的最佳工艺，玉米经过微生物发酵后，可溶性糖含量显著增加，淀粉总量和支链淀粉含量显著下降，直链淀粉含量显著升高，营养物质含量发生明显变化，总酸含量显著提高，pH 发生明显变化，单菌发酵和混菌发酵效果具有差异性; 提出了多黏类芽孢杆菌固态发酵小麦的最佳工艺，与未发酵相比，经单菌、混菌发酵后，小麦提取液黏度均显著降低，营养物质发生显著变化，粗蛋白质、粗纤维、粗灰分、粗脂肪含量有升高趋势，酸碱度发生明显变化，且单菌和混菌发酵效果差异显著; 此外，豆粕、菜籽粕、玉米、小麦4 种原料发酵后肉鸡表观代谢能较发酵前分别显著提高了19. 21%、19. 13%、6.90%和7.03%。

吴正可以硫甙降解率、多肽增加率、总酸增加率为目标研究提出了菜籽粕最佳发酵工艺; 在玉米－豆粕型饲粮中添加15%的发酵菜籽粕对肉鸡生长性能无显著影响，但添加10%发酵菜籽粕组生长性能、免疫指标、肠道发育状况要优于玉米－豆粕型饲粮对照组，同时还提高肉鸡屠宰率、全净膛率、胸肌率、腿肌率、十二指肠和空肠的绒毛高度/隐窝深度。

3.3 酶解饲料研究进展

酶解饲料已被广泛应用于畜禽养殖中，加酶饲料预消化的工艺参数及处理效果已被证实。无机磷、酸性洗涤纤维和还原糖含量是反映加酶饲料体外预消化效果的重要指标。在体外条件下，根据饲用酶制剂反应需要的条件，对饲料进行酶解预消化可以大幅提高饲料利用率，降低配方成本，提高动物的生产性能。

研究表明，加酶预消化饲料能显著改善饲料品质，提高断奶仔猪对饲料养分的消化率，进而促进其生长; 提高蛋鸡的产蛋率，降低料蛋比，改善蛋品质，提高能量的表观代谢率; 提高肉鸡饲粮中养分的表观消化率，极显著改善肉鸡的采食量、增重和料重比; 显著提高绵羊饲粮中养分的表观消化率，显著减少羊粪中养分的排泄量，提高了绵羊日增重，减少了料重比，提高了经济效益;显著提高奶牛的标准乳量、平均乳脂率、中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维的排出量和表观消化率。

3.4 菌酶协同发酵饲料研究进展

近年来研究结果表明，菌酶协同处理的结果优于菌和酶单独作用的结果。在发酵过程中，微生物与酶有很好的协同作用，能使大分子物质降解更加彻底，微生物的发酵效率更高。所以利用微生物和酶的协同作用制备发酵饲料的相关报道逐渐增多。利用菌酶协同作用，既能缩短发酵周期，又能利用芽孢杆菌或乳酸菌抵抗其他杂菌的影响，提高效率，降低生产成本，还能通过产品中含有的大量的芽孢杆菌、乳酸菌和酵母菌等活菌体改变动物肠道内的微生态环境，增强动物对疾病的抵抗能力，减少抗生素的使用。

3.5 地源饲料发酵应用技术研究进展

3.5.1 地源饲料兴起

地源饲料成为当前农副产物饲料资源利用化的热门概念，是指经过饲料化加工处理后可规模化饲用的地方性饲料资源的总称，具有特色的营养价值、不易加工处理、流通成本高、易变质、季节性强和有一定地理范围等特点。地源饲料发酵后采用湿喂或液体饲喂的代表性应用模式诞生，如山东繁育母猪发酵饲料湿喂技术模式、山东中裕酒糟液体饲喂模式和重庆荣昌生长肥育猪固体发酵地源饲料液体饲喂模式等，创新性地加强了饲料资源利用效率。在当今我国畜牧业转型升级过程中，地源性饲料资源研究与应用具有重大意义。

3.5.2 地源饲料应用关键技术进展

近年来生物饲料开发国家工程研究中心就地源饲料的有效应用提出了5 个关键集成技术: 针对不同地源饲料的菌 酶发酵菌剂集成技术; 针对不同产地的发酵设备和工艺技术; 地源饲料营养数据库技术和以某一地源饲料为核心的不同养殖品种的饲料配方技术; 针对不同养殖规模的自动化液体及湿料饲喂设备和工艺技术; 针对畜禽粪污氮磷减排生物处理技术( 参考生物饲料开发国家工程中心编写的内部资料《生物饲料百项技术和产品汇编》) 。通过以上5 大技术集成，降低了饲料成本、猪群整齐度好。但地源饲料存在质量不稳定、营养数据库不完善、液体饲喂料线设备成本高等不容忽视的问题，同时安全有效地应用研究和技术推广任重而道远。

3.6 发酵饲料在动物养殖中的应用

3.6.1 发酵饲料对畜禽生长性能的影响

近年来酒糟、尾菜、桑叶和棉菜粕等饲用资源发酵后饲用效果的研究报道不少，发酵饲料在配合饲粮中添加量在2% ～ 50%，也有全发酵饲粮的应用，饲养动物涵盖了猪、禽、羊、牛。在生长性能方面，总体表现为日增重增加、料重比降低、育肥动物每千克增重的饲粮成本降低、养殖经济效益增加。多数研究证实，发酵豆粕均可提高断奶仔猪的生长性能，也有研究发现，饲喂10%和15%湿发酵豆粕仔猪平均日增重分别提高了16.6%和23. 0%，料重比分别降低了9. 7% 和11.4%; 另有研究表明，发酵豆粕可替代鱼粉等动物性蛋白质饲料应用于保育猪的生长发育，早在1975 年就报道了米曲霉发酵豆粕可提高肉鸡生长性能和饲料转化效率。诸多研究结果表明，4. 5%发酵豆粕显著提高肉鸡21和35 日龄体重，其效果优于鱼粉; 在肉鸡前7 天饲粮中添加3%乳酸菌或枯草芽孢杆菌发酵豆粕的研究表明，前7 天饲粮中使用发酵豆粕可显著提高后期肉鸡的平均日增重、饲料转化率和35 日龄体重，说明前期饲喂发酵饲粮有后续效应且可促进后期生长。在畜产品品质方面，饲喂发酵饲料畜禽肌肉氨基酸和肌间脂肪含量有所增加，抗氧化水平提高; 蛋壳品质提高，蛋白哈夫单位和蛋黄颜色增加，蛋黄中胆固醇含量降低; 胸肌肌苷酸含量提高。

3.6.2 发酵饲料对动物肠道微生态与形态结构的影响

近年来，发酵饲料的作用机理研究渐趋深入。诸多文献报道，微生物活菌发酵饲料对猪、鸡、鸭、奶牛、对鱼等养殖动物的肠道微生态和血清生化指标产生多种影响，总体具有促进有益活性菌在宿主肠道的定植、改善肠道形态结构、促进肠道发育、促进生产性能的效果。

3.6.3 发酵饲料对动物免疫机能的影响及其机理

关于发酵饲料对动物免疫性能的影响研究报道较少，大多数研究集中在血浆免疫球蛋白、肠道分泌型免疫球蛋白含量等表观指标测定。有研究表明在保持粗蛋白质和代谢能一致的情况下采用脂多糖刺激攻毒试验，结果表明，10%的发酵豆粕可显著降低脂多糖刺激后血浆皮质酮的含量，DNA 芯片检测发现，10%的发酵豆粕通过降低白细胞热休克蛋白70 ( HSP70 ) 、新生儿受体( NFcR) 等基因的表达提高免疫性能。也有研究证明，大豆发酵可提高脾脏自然杀伤细胞的活性，上调干扰素－ γ ( IFN-γ ) 、免疫球蛋白G2a( IgG2a) 、白细胞介素－4( IL-4) 和免疫球蛋白G1( IgG1) 基因表达。Zhu 等添加10%和15%的发酵豆粕显著提高了仔猪血浆免疫球蛋白G( IgG ) 、免疫球蛋白A ( IgA ) 、免疫球蛋白M( IgM) 含量，同时显著降低空肠和回肠自我吞噬因子( LC3B) 的表达，LC3B 的表达是细胞损伤的标志。Roubos 等和朱丽慧等进一步研究了发酵豆粕提高免疫性能的机理: 霉菌和芽孢菌发酵豆科籽实可以产生一种与大肠杆菌相结合的小分子活性物质，从而降低大肠杆菌与肠道上皮细胞的黏附，而这种小分子活性物质是被微生物分泌的酶从大豆细胞壁果胶多糖的阿拉伯糖或阿拉伯半乳聚糖侧链上分解下来的，可以抵制病原菌的侵袭; 此外，在短链脂肪酸( SCFAs) 中的丁酸可诱导杯状细胞黏蛋白( MUC2) 的分泌和T 细胞的分化，同时可抑制核因子－κB( NF-κB) 表达，进而提高动物机体的免疫性能。饲喂发酵豆粕提高了动物对蛋白质的利用效率，降低了回肠、盲肠、结肠中残留蛋白质的含量，进而降低后肠道与蛋白质分解相关菌群丰度和蛋白质发酵的代谢产物，后肠道微生物发酵肠道残余的蛋白质可产生吲哚、组胺、硫化氢、粪臭素等有害物质，破坏肠道细胞结构，引发机体免疫反应。发酵饲料的作用机理研究还表明，动物肠道微生物菌群与宿主肠道代谢轴、肠道免疫功能存在相互作用并对机体健康产生影响。

3.6.4 发酵饲料对水产动物生长性能影响

近年来，很多学者就发酵豆粕替代鱼粉对鱼虾类生长发育免疫等方面的影响做了诸多研究。Ding 等用25%、50%、75%和100%的混菌发酵豆粕替代日本沼虾中的鱼粉，结果表明，发酵豆粕替代鱼粉不会影响日本沼虾的生长性能。Lee等用发酵豆粕替代许氏平鲉饲料中10%、20%、30%和40%的鱼粉，结果表明，发酵豆粕替代20%的鱼粉对许氏平鲉的生长性能和体组成没有显著影响，但会降低饲料转化效率。Novriadi运用Meta 分析方法深入分析了14 篇发酵豆粕替代鱼粉对鱼类生长性能和饲料转化效率影响的研究文章数据，分析结果表明，发酵豆粕替代40%以上的鱼粉会显著降低鱼类生长性能，得出发酵豆粕中未消除的抗营养因子和不同种类的鱼类对抗营养因子的耐受性依然是影响发酵豆粕替代鱼粉比例的主要因素。

3.6.5 发酵饲料对生态环境保护的影响

由于发酵饲料的应用可提高饲料利用率，减少氨气排放，降低锌、铜等重金属的添加，因此可缓解畜禽养殖对环境的污染。

4生物发酵饲料发展趋势