发酵制品：优质菌种筛选&组合与菌酶协同技术共同推进饲料工业迈向大健康方向

发展现代畜牧业的基础是发展饲料工业，而现代饲料工业目前有两大瓶颈性难题待解决：一是杜绝抗生素等药物添加剂的滥用，保障饲料安全的同时减少动物的疾病发生；二是消除饲料中抗营养因子对动物生产的不利影响，并提高饲料利用率因此，饲料工业未来的发展必然侧重于研究和开发无抗生素、绿色、安全、环保和高效的新型饲料产品。微生物发酵饲料以其独特的益生功能成为适应当前中国绿色健康养殖需要的生态环保型饲料的发展方向和研究热点。

Microbial fermented feed，微生物发酵饲料是在严格的人工控制条件下按照科学的发酵工艺流程和发酵条件，将有益微生物与植物性、动物性或其它饲料充分混合后进行发酵得到的含有活性微生物菌群及多种有益代谢产物(包括有机酸、酶类、活性小肽等)的易被动物消化吸收和利用的绿色新型生物饲料。

我国生物发酵饲料整体研发和产业化水平不高，还存在一些亟待解决的问题。在产品研究方面：发酵过程中小分子营养物质流失，总能下降，发酵菌种、菌剂的协同或拮抗还有待研究，产品质量标准存有争议，产品质量和应用效果受菌种、工艺、养殖品种和饲喂模式的影响较大；

在生产制备方面：存在菌种、原料的安全性等问题；

在应用技术方面：对动物营养和微生物营养的协同性和安全性认识需要提高，营养数据库和适宜添加量尚需完善；

在发酵菌种生物安全方面：常见菌株来源不明、不纯和菌种退化现象，耐药基因转移、有害代谢产物、黏膜损伤、超敏反应等来自菌种的威胁也不断增加；

在发酵饲料标准方面：除明确的营养常规指标外，酸溶蛋白、乳酸、益生菌活菌数等有益指标和挥发性盐基氮、霉菌和霉菌毒素等有害指标均应纳入产品标准。

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。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。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。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

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。

未来功能菌株的筛选仍然是生物饲料研究的核心，即针对饼粕类原料中存在的抗营养因子、玉米深加工副产物中的霉菌毒素和含硫物质，筛选高效降解菌；针对不同畜种的肠道特点及同一畜种不同发育时期的肠道特点等，筛选适应性好、定植能力强的菌株；以及根据其他特定功能性代谢产物，筛选高效表达菌株。随着科研工作者对发酵饲料技术的不断探索，发酵饲料菌株的筛选也日益多元化，筛选出来的功能菌株也越来越丰富，从高产蛋白酶、纤维酶、脂肪酶、淀粉酶菌株进而到降解棉酚、硫苷等毒素菌株和抗菌抗病毒菌株的筛选，研究者们正致力于筛选高性能、高耐受性、高稳定性的菌株。

目前很多生物饲料的菌种应用组合比较粗糙，多停留在种的层面，甚至是属的层面，随着菌株筛选及功能研究的不断深入，菌株的功能不断明确，菌株之间的组合研究将开启一个新的发展局面，并实现与肠道微生物组学、代谢组学等前沿研究的同步发展。不同菌种按照不同的比例组合发酵出来的饲料质量也不相同，有的混合菌发酵效果表现优于单个菌株，有的却不如单个菌株。进行发酵前，要充分了解原料特点、菌种的生存条件、代谢途径、发酵产物和混合菌种之间可能存在的相互关系并根据发酵目的，结合菌种发酵效果，选用菌种的种类和添加比例。有科学家在酒糟发酵蛋白质饲料菌种的筛选研究中，以粗蛋白质、真蛋白质、粗纤维为指标，选用8种酵母菌和霉菌反复结合进行试验，最终确定出最佳发酵菌种组合。

未来生物饲料的功能将更进一步明确，其对原料的预消化程度、对饲料利用率的提高程度、对畜体肠道健康的改善程度、对畜产品品质的改善效果，甚至对畜禽粪污资源化利用中限制因子的去除程度，及对畜禽舍内氨气的去除程度等都将进一步量化，评价方法将进一步标准化。

实施动态预警监测生物饲料的质量安全性，首先，要依据饲料卫生标准；生物饲料因其微生物学属性，还应对其微生物安全性进行监测。检测内容应包括所用菌种是否合法合规，遵循“法无许可即禁止”的原则，严格禁止《饲料添加剂品种目录(2013) 》中规定以外的菌种的使用。此外，还包括因发酵工艺等控制不严而导致的有害菌，甚至是致病菌的污染，也应。对其进行监测。利用新一代测序技术，通过宏基因组测序等手段，对生物饲料的全部微生物组成进行监测。此外，生物饲料往往还具有动态变化的性质，所以生物饲料质量安全监测也应是一个动态监测的过程。