我国生物发酵饲料研究与应用进展

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

4.1 特色功能菌株的筛选

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。

4.2 菌株的组合效果

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。

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