发酵饲料发酵品质评定的研究进展

摘要：发酵饲料含有丰富的益生菌、抗菌物质、有机酸等，可有效改善动物的肠道健康，提高免疫力，增加适口性。本文对发酵饲料中应检测的一些指标进行阐述，旨在为发酵饲料的推广提供理论基础。

    发酵饲料在近些年已发展为饲料行业的一个发展趋势，其开发与利用成为饲料行业的研究热点。发酵饲料指在人为控制下，把有益微生物接种在植物性农副产品上，经过一段时间的发酵，将饲料中原有的蛋白质、脂肪等有机大分子分解成有机酸等小分子物质，形成营养价值高、易消化吸收的饲料。发酵饲料操作简单，成本低，无毒害，易保存，在动物生产中应用广泛，但针对其质量评定缺乏相关标准，本研究对现有的检测指标进行了介绍，以期建立一套简单、成本低的评估方法，适用于饲料行业，可促进发酵饲料的开发与应用。

1发酵饲料的特点

1.1发酵饲料的优点

    与原料相比，发酵饲料中含有较高的乳酸菌和较低的肠杆菌科细菌，有机酸的浓度较高，pH较低，这些特性使发酵饲料有益于动物肠道健康。一项研究表明，发酵后有机酸增加，pH从5.5下降到4.2，大肠杆菌群、乳糖阴性肠杆菌、酵母菌霉菌的数量从6显著下降至31g CFU/g，乳酸菌从7.5增加到8.21g CFU/g。除了改善微生物指标外，发酵也可以减少饲料中的霉菌毒素。研究发现，玉米粒经发酵后玉米赤霉烯酮减少，这主要是参与发酵的细菌在霉菌毒素降解和生物转化为无毒化合物中起关键作用。除了这些主要抗菌特性外，发酵生成了大量有机酸、氨基酸、小肽、酶和菌体蛋白等代谢产物增加了饲料天然香味，改善了其适口性。发酵饲料还可减少粪便中氮、磷和有害气体的排放，减少环境污染。发酵饲料能让非常规饲料得到再利用，降低饲料成本，使我国饲料资源短缺问题得到进一步缓解。

1.2发酵饲料的缺点

    在发酵过程中，乳酸菌分泌的乳酸是L^-（+）-和D^-（-）异构体的组合。D^（-）乳酸不能被哺乳动物代谢，会导致酸中毒，即酸碱平衡紊乱。在发酵过程中，受发酵过程中的温度、水分、原料等因素的影响，有可能减少微生物活性，影响最后的发酵效果。由于菌种来源复杂，多种菌在一起使用时会出现拮抗作用，不仅会影响菌种生长，还会产生有害的代谢物质损害机体健康。

2发酵品质评定指标

2.1化学指标 

    基于发酵饲料的优缺点，品质评定的化学指标有乳酸、物料pH、酶活性和乙酸、丙酸、丁酸等短链脂肪酸。饲料经发酵后会产生大量乳酸，乳酸会使饲料中pH降低，一方面促进了饲料发酵菌种本身的生长；另一方面会导致动物肠道形成更酸性的环境，大部分的致病菌和霉菌对低pH的环境不耐受，其生长和繁殖会受到很大限制，进而提高了动物抗病能力，减少发酵饲料中的霉菌。益生菌发酵过程中会产生一些消化酶，提高饲料中小分子有机物质含量，更容易被动物消化利用。

短链脂肪酸对动物肠道的生长健康发挥至关重要的作用。首先，短链脂肪酸能增加肠道绒毛高度和隐窝深度，从而增加食物与肠道的接触面积，促进营养物质的消化利用。其次，短链脂肪酸对肠道屏障有调控作用，主要包括四大屏障:机械屏障、生物屏障、化学屏障和免疫屏障。其调控动物肠道的机械屏障是通过促进肠道紧密连接蛋白Claudin ,Occludin和ZOs等相关基因的表达，促进肠豁膜细胞的增殖，降低肠道通透性，实现改善动物肠道机械屏障的功能。短链脂肪酸通过促进肠道中豁蛋白MUC相关基因的表达，减少肠道细胞的凋亡，提高肠道分泌的酶活性，加强肠道化学屏障。对动物肠道免疫屏障的调控，短链脂肪酸主要通过促进动物机体免疫器官的发育，提高免疫物质的活性，增强抗氧化的能力，抑制促炎细胞因子表达，进而增强肠道免疫屏障的功能。短链脂肪酸能调控肠道生物屏障，短链脂肪酸能释放H⁺来降低肠道pH，提高肠道内有益菌的含量，降低有害菌的含量。

2.2生物指标

    发酵饲料中存在大量益生菌，动物采食后，益生菌进人动物肠道能在肠道黏膜上定植，进而减少有害菌与肠道的结合，降低有害菌对机体的致病力，改善胃肠道的消化功能。霉菌

在饲料中大量繁殖可以降低饲料营养价值，有研究发现，保存96 d的发霉玉米中脂肪、胡萝卜素、维生素F含量均有减少。饲料中的霉菌还能降低饲料适口性，其代谢毒素会直接危害动物健康，在仔猪日粮中添加0.28 mg/kg黄曲霉毒素B₁可降低仔猪的平均日采食量和平均日增重。玉米赤霉烯酮常导致动物繁殖功能障碍，有研究报道，当妊娠母猪日粮中赤霉烯酮含量超过30 mg/kg会造成早期胚胎死亡。饲料中除了有益生菌和霉菌外还存在的一些致病菌，如大肠杆菌，沙门氏菌等，这些致病菌平常不会危害到机体，但当其达到一定数量后，不仅会造成动物腹泻，还会降低饲料利用率，甚至会造成动物死亡。引起幼龄动物大肠杆菌病的产肠毒素大肠埃希菌( FTFC)主要携带菌毛F4 ( k88 ), FS ( k99 ), F6( 987P)或F41，而断奶后腹泻的 FTFC携带菌毛F4 ( k88)和F18 。因此，一般在生产中检测发酵饲料中发酵种子、致病菌(大肠杆菌、沙门氏菌等)、霉菌(黄曲霉毒素B₁、玉米赤霉烯酮、呕吐霉素等)菌落数量和发酵饲料体外抑菌活性作为发酵品质评定的生物指标。

2.3营养指标

    一般发酵饲料除了检测一些常规指标干物质、粗蛋白质、粗脂肪、粗灰分、粗纤维、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维、钙、磷、氨基酸，还会检测可溶性糖、淀粉、酸溶性蛋白、铵态氮。可溶性糖是水溶性碳水化合物，包括单糖、二糖和低聚糖。部分替代淀粉不仅会降低瘤胃酸中毒的风险，而且还可以提高干物质采食量、瘤胃液中丁酸浓度和乳脂肪产量等。饲料发酵过程中，腐败梭菌分解氨基酸、嘌呤、嘌啶、硝酸盐、亚硝酸盐产生铵态氮，铵态氮含量会直接影响发酵饲料饲用价值。通过酸溶蛋白含量来评价发酵饲料品质，一是能反映饲料中蛋白质抗营养因子被水解的程度，二是在一定程度上反映肽含量的高低，说明动物生长必需氨基酸含量的变化，故酸溶蛋白的含量是评判发酵饲料质量好坏的重要标准。

3发酵评定指标在饲料生产中的应用

    万里等通过测定发酵饲料中氨态氮、可溶性糖、淀粉含量，pH以及3种霉菌毒素和微生物群落结构变化来选择最优品质的发酵饲料，以此达到确定最优时发酵条件的目的，为了确定最佳的发酵时间，万里等又测定了发酵饲料中常规营养成分含量、酶活性、霉菌毒素含量及有氧稳定性。李巧云等通过讨论温度、pH、溶氧、接种量、接种比例和培养基对发酵饲料品质的影响，以确定最优的发酵条件。王洋等通过检测发酵饲料中常规营养成分、pH、铵态氮/总氮、乳酸、丙酸、酸溶蛋白，判断发酵饲料的好坏，结果显示，产朊假丝酵母菌和植物乳杆菌按1:1添加可显著提高全株构树发酵的品质。杨洁等通过测定发酵油菜中中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维、铵态氮/总氮、乳酸、乙酸、丙酸、丁酸、pH确定了水分含量为50%~60%时发酵品质较好。因此，在制作发酵饲料过程中选择合适的品质评定指标能快速确定最佳的发酵工艺，达到事半功倍的效果。

    吝常华等利用发酵饲料中常规营养成分、可溶性糖、总酸、pH判断发酵品质，优化发酵工艺，筛选出最优的单菌发酵饲料，选用肉鸡饲喂发酵饲料，结果发现，提高了其表观消化能。王嘉豪等将发酵花生粕中常规营养成分、酸溶性蛋白、pH、有机酸等作为发酵品质的评定参数，然后把筛选出最优菌株发酵的花生粕饲喂给猪，其生长性能得到提高，达到体外预消化的目的。刘俊阳等选用活菌数、β-葡聚糖、柠檬酸、多肽、乳酸作为发酵饲料品质评定的指标，优化发酵工艺，将制备的固态发酵微生态发酵制剂饲喂犊牛，结果发现，其提高了犊牛机体的抗氧化能力。Zhu等将粗蛋白质、酸溶性蛋白作为筛选发酵水分的评定指标，制备的发酵料饲喂仔猪，发现发酵豆粕可提高其生长性能和免疫水平。Vadopalas等利用饲料酸度和菌落计数观察发酵饲料的品质，制备复合乳酸菌发酵饲料饲喂仔猪，结果显示，发酵饲料可以改变猪肠道中的微生物分布变化，降低仔猪腹泻率。魏越波通过不同条件下发酵饲料的酸溶蛋白、粗蛋白质、pH、抑菌活性指标，优化发酵条件，将发酵饲料替代基础日粮饲喂400日龄蛋鸡，结果表明，饲喂蛋鸡发酵饲料显著提高生产效率( P<0.05 )，改善了肠道健康。综上所述，通过检测发酵饲料中的化学指标、生物指标、营养指标来判断其发酵品质，选出最佳的发酵工艺，将发酵饲料在动物生产中应用能达到较理想的效果。

4 展望

    由于发酵目的的不同，评价指标选择性较多，但也不能盲目选定几个指标对发酵品质进行评定，在考虑到发酵优点的同时也要顾及其缺点，通过综合分析发酵饲料优缺点后筛选出的发酵菌种才具有参考价值。目前，关于发酵饲料发酵品质评定的指标不够完善，还需要深人挖掘，制定行业统一标准，以利于对发酵产品质量进行有效管控，确保饲料行业健康长久的发展。