发酵饲料是指在饲料原料中添加微生物菌种,利用微生物产生的酶及其代谢活动,将动物无法消化吸收或消化率低的营养物质如纤维素、半纤维素以及大分子蛋白质等分解为寡糖、单糖、小肽以及氨基酸等易于消化吸收的小分子化合物的一类饲料[1]。
1 发酵技术与发酵饲料的发展
1.1 发酵技术的发展
发酵的英文单词为“fermentation”,其词根“fervere”源于拉丁语,意为“沸腾”,这形象地描述了发酵过程中气泡连续上升的现象。早在千年之前人类就已经开始了对发酵的探索与使用。中国对于发酵技术的使用最早可追溯至商代,当时的发酵技术主要应用于酿酒;到了秦汉时期,发酵技术在医学领域也得到了广泛应用,东汉年间的《神农本草经》中记载了“六神曲、半夏曲、淡豆豉”等发酵中药的制作过程[2]。第一次工业革命后,西方微生物学的突破,推动了发酵工程快速进步,巴斯德于1857年证实微生物驱动发酵过程;1897年布赫纳发现无细胞发酵现象获诺贝尔奖[3]。此后,2次世界大战加速发酵产业化进程,20世纪40年代青霉素深层通气发酵工艺建立,使其产量与效价获得数量级的提升;20世纪50年代,微生物选育和工艺优化推动柠檬酸和谷氨酸的规模化发酵生产。基因工程革命始于1973年重组DNA技术应用,1982年人胰岛素实现商业化生产[3]。时至现代,发酵技术已能严格控制发酵条件,这有效克服了传统工艺中杂菌污染、效率低等问题,显著提高了发酵产品的安全性和稳定性。
1.2 发酵饲料的发展历程
将研究视角和技术手段作为划分标准,国外发酵饲料研究大致可以分为2个阶段。第1阶段是20世纪50年代至20世纪90年代,以Garner等为代表的研究通过对比试验发现,发酵饲料或其提取液可在一定程度上促进纤维降解并表现出抑菌活性,表明发酵饲料在替代部分抗生素以及改善饲料利用方面的潜力[4-5]。然而,受限于早期微生物技术,此阶段对发酵菌株的筛选存在缺乏标准化、效率低、缺少安全评估以及菌株溯源困难等问题[4]。第2阶段是20世纪90年代以后,尤其是进入21世纪以来,随着分子生物学和微生物组学技术的快速发展,发酵饲料研究重点转向工程菌的建立,以及对发酵菌株实施安全性和有效性的双轨评估,并通过代谢物信号传导、免疫通路调节等深度解析益生菌与宿主的互作机制[6]。
依据添加剂使用和研究侧重点进行划分,国内发酵饲料研究可分为3个阶段。首先是20世纪80年代,此时的发酵饲料以传统青贮饲料为主[6]。青贮饲料加工工艺简单,发酵环节主要通过密闭容器或制造无氧环境,使用原料表面附着的天然乳酸菌进行酸化发酵,对底物的开发程度较低,主要原料有全株玉米、小麦秸秆、水稻秸秆以及苜蓿草[6]。其次是20世纪90年代,随着益生菌在人类食品中的广泛应用,研究人员意识到可将乳酸菌、枯草芽孢杆菌、酵母菌以及霉菌等益生菌制成发酵添加剂,用于发酵饲料的制作。相较于青贮饲料,益生菌作为发酵添加剂极大地提高了动物的生产水平,但由于当时分子生物学和组学技术尚未在饲料科学领域广泛应用,此时对于发酵饲料的研究依旧集中于发酵效果及其对动物生产性能的影响[7]。最后是21世纪至今,随着分子生物学和微生物组学的进步,尤其近年来多组学联合技术的发展,我国对于发酵饲料的研究逐步转为发酵机制及其相关调控[8-9]。
2 发酵饲料分类
发酵饲料依据原料来源可以分为青贮饲料、谷物类发酵饲料以及非常规原料发酵饲料。
2.1 青贮饲料
青贮饲料是指将鲜绿植物在厌氧条件下发酵,利用乳酸菌等微生物将糖类转化为乳酸,降低pH,抑制有害微生物生长,从而有效保存其营养成分并提高消化率的一种发酵饲料[10]。
2.2 谷物类发酵饲料
谷物类发酵饲料是指将玉米、小麦、燕麦等谷物原料通过微生物发酵,改变其中营养成分组成,降低抗营养因子含量,从而提升其可消化性和营养价值的一种发酵饲料。
2.3 非常规原料发酵饲料
非常规原料发酵饲料是近年来为应对传统饲料资源短缺、提高资源利用效率而开发的一类发酵饲料。这类发酵饲料通过生物发酵的方式,降低原料中抗营养因子和生物毒素含量,改变营养物质组成并提高消化吸收潜力,最终使其转化为动物可消化利用的饲料。发酵竹笋壳和发酵玉米蛋白粉是2种典型的非常规原料发酵饲料。
3 发酵饲料的生产
3.1 发酵工艺
依据发酵时原料含水量以及物理状态,发酵工艺可分为固态发酵和液态发酵;此外,发酵工艺依据发酵过程中是否需要厌氧条件也可分为厌氧发酵和好氧发酵。
厌氧发酵工艺需要在无氧条件下进行,厌氧微生物在发酵过程中对底物的分解不彻底,会产生如乙酸、乙醇、丙酸以及乳酸等代谢产物,发酵过程中产生的有机酸能够有效抑制不良微生物活动,实现饲料的长期保存;但由于缺乏氧气,能量的利用效率较低,代谢产物积累较多,发酵周期较长[17]。好氧发酵是指在有氧条件下进行的发酵过程,依赖氧气作为最终电子受体。这种发酵类型通常由好氧微生物完成,在好氧发酵过程中,底物通常被微生物彻底氧化分解,最终代谢物为水和二氧化碳。由于氧气的参与,好氧发酵的能量利用效率较高,因此产物较为单一,发酵周期较短,原料转化率高;但由于在发酵过程中需要持续供氧,因此设备投入相较于厌氧发酵大,与此同时氧气的供给也会抑制部分有益微生物的生长[18]。
3.2 关键参数和工艺难点
发酵饲料生产过程中的关键参数受发酵菌种、发酵工艺及原料特点等影响。影响好氧发酵的主要关键参数有底物颗粒度、含水量、氧气浓度以及发酵温度;而影响厌氧发酵的主要关键参数主要包括原料颗粒度、含水量、发酵温度以及发酵时间[19]。
减小颗粒度能够增大底物比表面积,提高碳源和氮源可及性,但同时也会降低孔隙率和空气流通能力,并减弱底层原料的水分保持能力;若原料颗粒度过低则会导致原料积热和氧气供应不足,进而诱发酸败和品质波动,因此固态发酵时原料多粉碎至中等颗粒度[20]。
含水量是影响微生物生长和胞外酶系扩散的关键指标,含水量过低会抑制微生物代谢和水相扩散,造成微生物产酶速度慢、底物反应不充分的情况;含水量过高虽可提升底物可及性,却同时也会压缩床层孔隙、降低比表通气并显著增加散热难度和污染风险[21]。
对于好氧发酵而言,氧气浓度、含水量以及孔隙结构共同塑造微生物的局部生长环境。好氧型微生物需保证氧气穿透深度与床层压降的匹配,以便在移除代谢热的同时维持有效呼吸;供氧不足会出现颗粒内或床层内缺氧,引起非目标代谢和酸败,而过度鼓风又会干燥过度及能耗攀升,甚至因剪切与蒸发导致产物活性下降[22]。近年的工程与试验研究从颗粒内氧气扩散限制、床层热传导性能与粒度以及强制通气装填床设计3方面证实:粒度-孔隙-含水-供氧必须联动优化,单独增加空气流通往往难以补偿结构与含水量导致的扩散瓶颈。工业生产中将多点温湿度探头、尾气中二氧化碳浓度与位点纳入在线监测,并以空气流通量或风机功率变化作为过程变量,形成对热积累和干湿度的早期预警,从而实现发酵关键参数的精准控制,进而保证发酵饲料品质的均一性和稳定性[23]。
相较于好氧发酵,厌氧发酵饲料的工艺控制更依赖于迅速建立稳定的厌氧环境以及适宜的发酵时间和温度[8]。在厌氧发酵初期,通过足够的压实度和快速装填能够有效排除原料中的残余氧,保证乳酸菌尽快取得群落优势,从而主导后续发酵过程。以全株玉米青贮为例,多数研究建议鲜料压实度达到650~750 kg/m3,并在装填后24~48 h内完成密封[8]。该操作可显著减少酵母菌、霉菌以及梭状芽孢杆菌等需氧或兼性厌氧腐败菌的繁殖,促进乳酸菌增殖,从而提高青贮的发酵品质和好氧稳定性[9]。适宜的发酵时间有利于乳酸积累、pH快速下降以及部分抗营养因子的降解。作为以保存为目的的青贮类厌氧发酵,主发酵阶段一般在7~21 d完成,但生产与科研评价通常要求30~60 d的完整贮藏期[8-9];而以提升营养价值为目标的固态发酵豆粕等原料,其厌氧发酵周期多集中在3~7 d,部分工艺可延长至10~15 d[6,18]。由于厌氧发酵饲料普遍由乳酸菌群主导,其适宜发酵温度亦与乳酸菌的生长温度密切相关。青贮类饲料通常在20~30 ℃的环境温度下发酵最佳;而在可控温的固态发酵工艺中,乳酸菌多在32~37 ℃条件下表现出更快的产酸速度。
4 发酵饲料的优势
4.1 改善饲料化学组成和营养价值
发酵饲料通过改变营养物质组成、降低抗营养因子含量从而提高营养物质表观消化率和能量利用率,研究表明使用发酵饲料可以有效提高奶牛、肉牛、仔猪和肉鸡等多种畜禽的日增重和饲料转化率。除此之外,发酵饲料中的乳酸菌、芽孢杆菌、酵母菌等益生菌通过调节动物肠道微生物区系,增强家畜免疫力和抗氧化能力。
4.1.1 霉菌纤维降解
黑曲霉和米曲霉是发酵饲料中常用于降解大分子碳水类化合物的真菌添加剂,在发酵期间霉菌主要通过分泌纤维素降解酶系(主要包含内切-β-1,4-葡聚糖酶、外切-β-1,4-葡聚糖酶以及β-葡萄糖苷酶)将动物无法直接吸收的大分子碳水化合物转化为可吸收的单糖[24]。霉菌所分泌的外切-β-1,4-葡聚糖酶和内切-β-1,4-葡聚糖酶大多具有碳水化合物结合模块,它们识别到纤维素后会通过疏水作用及氢键特异性结合纤维素表面,引导催化结构域靠近底物[25]。降解时内切-β-1,4-葡聚糖酶首先会打开纤维素内部的β-1,4-糖苷键,破坏纤维素的无定形区,在纤维素游离末端切割出断链寡糖;随后外切-β-1,4-葡聚糖酶会在纤维素的游离端切下纤维二糖单元;最后内切β-葡萄糖苷酶打开纤维二糖键产生2分子葡萄糖,完成纤维素的降解[26]。
黑曲霉和米曲霉除能够降解纤维素外,其分泌的半纤维素脱支酶系(α-L-阿拉伯呋喃糖苷酶、α-D-葡萄糖醛酸酶以及β-D-木糖苷酶)、主链水解酶系(内切葡聚糖酶和内切木聚糖酶)以及寡糖水解酶系(β-葡萄糖苷酶、β-木糖苷酶以及β-阿拉伯呋喃糖苷酶)能将半纤维素转化为动物可以消化利用的二糖或单糖[27]。首先,α-L-阿拉伯呋喃糖苷酶打开阿拉伯呋喃糖与其他糖类之间的β-1,4-糖苷键,从而去除支链中的阿拉伯呋喃糖侧链;α-D-葡萄糖醛酸酶打开半纤维素侧链的β-1,4-糖苷键并生成葡萄糖醛酸;β-D-木糖苷酶作用于侧链的β-1,4-木糖苷键并生成木糖,3种半纤维素脱支酶为后续主链的降解消除空间位阻[28]。随后,内切木聚糖酶和内切葡聚糖酶打开主链木聚糖和葡聚糖主链β-1,4-糖苷键,生成木寡糖和葡萄寡糖。最后,β-葡萄糖苷酶、β-木糖苷酶以及β-阿拉伯呋喃糖苷酶将多种二糖转化为动物机体可直接消化吸收的单糖[29]。此外,近年来有研究表明裂解性多糖单加氧酶在半纤维素和纤维素的协同降解过程中也可能发挥重要作用[30],但其具体作用机制仍需进一步研究。
4.1.2 芽孢杆菌蛋白质水解
芽孢杆菌是发酵饲料中常用的蛋白质水解菌,其对于大分子蛋白质的降解步骤可大致分为酶解启动、深度降解以及单体生成3个步骤。一般认为,芽孢杆菌分泌的碱性丝氨酸蛋白酶被饲料表面微碱性环境激活,其特定底物结合域识别大分子蛋白质亲水性表面并结合,酶活性中心的催化三联体打开碱性氨基酸肽键,从而破坏蛋白质高级结构,使蛋白质内部疏水核心暴露[31]。深度降解时,芽孢杆菌分泌的中性金属蛋白酶会攻击疏水氨基酸羰基碳肽键,生成中等分子质量多肽,随后内切蛋白酶识别并打开多肽中脯氨酸或甘氨酸肽键生成小肽;然后,寡肽酶的底物结合区通过范德华力结合短肽中的疏水残基,并切断其所在肽键生成二肽或三肽[32]。部分芽孢杆菌还具有寡肽和二肽转运系统,能将小肽主动转运至胞内并进一步分解为氨基酸。总体来看,这些作用不仅改善了发酵饲料的蛋白质组成,还提高了蛋白质的吸收潜力[33]。
4.2 降低抗营养因子含量
抗营养因子又被称为营养抑制因子,能够抑制动物对饲料中营养物质的利用,并引起动物机体功能障碍,降低动物生产性能。抗营养因子依据化学物质组成可分为蛋白质类、碳水化合物类以及毒素类。发酵饲料在发酵过程中通过微生物代谢活动,可以有效降低原料中抗营养因子含量。
4.2.1 微生物驱动的蛋白质类抗营养因子失活
发酵饲料中添加的乳酸菌、芽孢杆菌、酵母菌以及霉菌产生的蛋白质水解酶可以有效降低抗营养因子含量,其中蛋白质水解酶可以识别蛋白酶抑制剂疏水核心,水解其反应位点,使其构象崩塌失活。除此之外,乳酸菌和芽孢杆菌产生的有机酸能够降低环境pH,过多的氢离子(H+)会干扰氢键网络,导致蛋白质二级结构松弛和三级结构中的氢键和疏水作用被破坏,导致蛋白质折叠解体[36]。
4.2.2 氧化酶系介导的单宁和木质素结构解聚
在发酵过程中,微生物可分泌多种氧化类酶(如漆酶、过氧化物酶、多酚氧化酶)和水解类酶(如单宁酰基水解酶、酯酶)。氧化类酶主要由芽孢杆菌和霉菌产生,通过自由基机制裂解缩合单宁的部分C—C键或芳香环,生成较小的酚类化合物[39];水解类酶则由部分酵母菌和霉菌分泌,可切断酯键或糖苷键,释放没食子酸等酚酸,降低水解单宁的抗营养活性[40]。白腐真菌是一类典型的木质素降解微生物,能分泌漆酶、木质素过氧化物酶和锰过氧化物酶等多酶体系,其中漆酶可催化酚类单元单电子氧化,引发侧链断裂;木质素过氧化物酶依赖过氧化氢(H2O2),能够直接氧化非酚型木质素,并裂解β-O-4醚键和Cα—Cβ键;锰过氧化物酶则通过二价锰离子(Mn2+)到三价锰离子(Mn3+)的转化生成强氧化剂,进一步氧化酚型结构[41]。三者协同作用引发木质素解聚,生成如香草醛、阿魏酸等低分子质量的芳香化合物,从而降低木质素对纤维素和半纤维素降解的屏障作用。
4.2.3 微生物代谢介导的毒素降解
黄曲霉毒素、脱氧雪腐镰刀菌烯醇以及玉米赤霉烯酮是饲料中常见的毒素类抗营养因子,此类抗营养因子多由于饲料保存不当产生。黄曲霉毒素能够通过肠道吸收后经过血液运输到达肝脏,随后被细胞色素P450酶氧化为黄曲霉毒素B1-18,9-环氧化物,该环氧化物与DNA中鸟嘌呤共价结合,导致DNA双链扭曲从而导致复制错误和癌变概率升高,进而诱发氧化应激及转录-翻译受抑的次级效应,间接抑制动物细胞分裂[42]。在生产中,黄曲霉毒素中毒多为慢性,具体表现为生长迟缓、肝脏硬化以及淋巴细胞数量减少。脱氧雪腐镰刀菌烯醇特异性结合真核生物核糖体的60S亚基肽基转移酶中心,阻断氨基酸和tRNA与核糖体结合,抑制蛋白质翻译延伸,导致细胞周期停滞和凋亡,尤其严重影响肠道上皮细胞、免疫细胞等增殖活跃的细胞[43]。玉米赤霉烯酮及其代谢物结构与雌二醇相似,可结合雌激素受体,激活雌激素响应基因,干扰生殖内分泌平衡,导致母畜卵巢功能异常[44]。
饲料在发酵过程中微生物产生的多种物质可以有效降解毒素类抗营养因子。如黄曲霉毒素降解酶(漆酶、过氧化物酶等)可以特异性水解黄曲霉毒素分子,黄曲霉毒素经氧化还原或开环等反应后,活性位点(双呋喃和内酯结构)被破坏,即显著降低毒性并生成低毒的二醇或酸式产物[45]。芽孢杆菌分泌的环氧水解酶可以还原脱氧雪腐镰刀菌烯醇中C12—C13环氧基为双键(毒性降低90%);此外,部分微生物通过糖基转移酶将脱氧雪腐镰刀菌烯醇转化为无活性的脱氧雪腐镰刀菌烯醇-3-葡萄糖苷[46-47]。微生物发酵降低玉米赤霉烯酮毒性主要通过2种方式:其一,分泌玉米赤霉烯酮水解酶,裂解内酯环生成无毒的1-(3,5-二羟基苯基)-6'-羟基-1'-酮烯烃;其二,乳酸菌等可以吸附结合玉米赤霉烯酮,经胞内还原酶转化为低雌激素活性的玉米赤霉烯酮-14-硫酸盐[48]。
4.3 提高动物生产性能
发酵饲料通过提高营养物质表观消化率和能量利用效率、改善瘤胃与肠道微生物区系、降低抗营养因子和毒副成分含量以及增强黏膜免疫和抗氧化能力,从而提升奶牛、肉牛、仔猪和肉鸡等多种畜禽日增重和饲料转化率,减少腹泻及降低死亡风险,显著改善动物生产性能,提高经济效益。
4.3.1 反刍动物
在肉牛方面,以秸秆类饲料原料为基础的FTMR同样显示出改善生产性能的潜力。Xu等[16]以西门塔尔公牛为研究对象,采用乳酸菌和复合纤维素酶作为发酵添加剂制作FTMR,结果发现FTMR组肉牛平均日增重由1.68 kg/d提升至1.80 kg/d,料重比由7.03降低至6.66,瘤胃中总挥发性脂肪酸含量提高10.84%,NDF体外降解率和表观消化率分别提高4.98%和13.53%。此外,FTMR在体外试验中甲烷产量由40.11 mL/g DM降低至38.37 mL/g DM。以上结果表明,FTMR不仅有助于提高饲粮能量利用效率和动物生长速度,还有利于瘤胃甲烷减排,是兼顾经济效益和生态效益的改良技术[16]。
4.3.2 单胃动物
4.4 改善动物免疫功能
发酵饲料中的益生菌是改善动物胃肠道健康,提高机体免疫力的主要因素。乳酸菌和枯草芽孢杆菌是常用于制作发酵饲料的益生菌,它们产生的乳酸、细菌素以及抗菌肽等能够有效抑制不良菌的增殖并改善饲料适口性[49]。乳酸菌能够与肠道黏膜上皮细胞进行竞争性结合,从而增强宿主防御机制;与此同时,乳酸菌代谢产生的乳酸能够使环境酸化,低pH可以致使不良菌细胞形态损伤,并引起细胞膜损伤、抑制酶类和转运体系活性,从而抑制如金黄色葡萄球菌、大肠杆菌等致病菌的增殖,为乳酸菌等有益菌的生长创造适宜环境[50-51]。枯草芽孢杆菌产生抗菌肽和脂肽类物质,可破坏病原体细胞膜完整性或干扰其代谢通路,从而实现对不良微生物的抑制;与此同时,枯草芽孢杆菌在动物肠道内定植并消耗肠道氧气,抑制肠道中好氧致病菌的活力[52]。上述作用通过维持肠道屏障完整性和降低炎症负荷,间接促进宿主免疫功能的提升。研究表明,微生物发酵过程中产生的短链脂肪酸可为肠道内有益菌提供能源,并抑制有害菌群的增殖,维护肠道微生态平衡,减轻肠道炎性反应[53]。Grela等[54]在母猪饲粮中添加10%由乳酸菌和枯草芽孢杆菌联合发酵的玉米-豆粕型饲粮,结果表明相较于对照组,试验组初乳免疫球蛋白G含量显著提高31.51%,初乳免疫球蛋白A含量显著提高17.46%。
5 发酵饲料应用存在的问题
5.1 产品质量不稳定
发酵饲料质量受原料品种和发酵菌株影响较大。发酵饲料的原料种类繁多,包括农作物秸秆、糟渣和尾菜等。不同原料间理化性质和营养成分差异大,即使同一原材料也受预处理工艺(如粉碎度、含水量以及收获期等)影响,导致在理化性质和营养成分上有较大差异,从而影响发酵过程的均匀性和稳定性[55-57]。与此同时,微生物菌剂本身的遗传背景异质性及代谢能力差异,也是发酵饲料产品品质波动的重要潜在因素之一。当前商业化发酵菌剂的来源较为复杂,多数仍依赖环境分离株或少量已商品化的专利菌株,但在菌种资源库构建与工业化应用之间缺乏系统性衔接。尽管工业化生产中通常通过标准化种子批次、低代次保藏和严格工艺规程等措施,在相当程度上控制了传统意义上的“多次传代导致菌种退化”风险,但多数生产用菌株仍缺乏高质量全基因组测序和系统功能注释,其代谢通路、次级代谢产物合成基因簇以及应激响应机制尚不清晰,这使得菌株在不同原料基质和工艺参数波动下的代谢行为具有一定不确定性[58-59]。同时,接种比例微小偏差、共发酵菌株之间的竞争与协同关系变化,以及外源微生物的侵入,都会引起发酵体系微生物群落结构和代谢产物谱在不同批次间产生偏差[59-60]。菌种遗传和代谢表型表征不足,以及发酵体系工艺波动变化,共同导致发酵饲料中功能性组分含量出现批次间差异,导致发酵饲料品质不稳定。
5.2 营养价值评定标准化缺乏
在营养价值评定层面,传统饲料评价体系主要关注CP、淀粉和粗纤维等常规营养成分含量,而对于发酵饲料中益生菌活菌数、活菌活力以及有机酸、小分子肽、多糖和类黄酮样活性物质等功能性组分,缺乏统一的检测规范和量化标准[61]。需要强调的是,已有不少研究确实监测了发酵过程中益生菌活菌数和部分代谢产物的动态变化,但在开展动物试验时,通常会将发酵饲料干燥至常规饲料原料的含水量水平,以便于储存和配制饲粮[1,62]。这一处理过程会显著降低热敏感益生菌的存活数量,并使部分挥发性或易氧化的活性物质含量大幅下降,因此试验动物最终摄入的往往是活菌数显著衰减、活性代谢物部分损失的发酵产物。在缺乏统一的工艺终点定义和营养评定指标体系的前提下,现有研究很难明确区分观察到的促生长、免疫调节或肠道屏障改善等效应究竟源于活菌在肠道的直接定植作用,还是发酵饲料干燥处理后饲料中后生元的作用[1,62]。
5.3 技术壁垒高,推广应用周期长
尽管发酵饲料在生产中展现了改善消化吸收和健康指标的潜力,但其规模化应用仍受技术、成本以及宣传推广等多重因素制约。在工艺方面,发酵饲料质量高度依赖菌剂与原料的适配性,尤其对温度、含水率、pH、密封和卫生等关键参数的精准控制,若前处理不当或过程失控,可能引发杂菌污染并带来霉菌毒素、亚硝酸盐或生物胺污染等安全风险;与此同时,不同工艺对周期和监测要求差异较大,部分流程对时间和过程控制较为敏感[63]。在成本上,发酵生产和质量检测需要额外的设备与运行维护投入,高自动化和在线监控体系对中小企业的资金压力更为显著[61]。在推广层面,当前基层培训和技术服务不足,部分养殖户对发酵机理认识不足,且对长期效益的认知弱化,倾向于以短期增重作为唯一决策依据,实际生产中多以部分替代饲喂为主[59]。此外,产业链配套不完善,基层技术推广与指导不足,进一步抬高了发酵饲料的应用门槛。
6 小结与展望
当前发酵饲料产业面临生产成本高、质量波动大以及标准化缺失等核心瓶颈,因此相关研究应从以下几点入手。首先是工艺与装备升级,开发低能耗固态发酵反应器和自动化控制系统,通过工艺优化降低生产成本;其次是深化基础理论研究,采用宏基因组学、转录组学、代谢组学、单细胞组学以及时空组学对发酵过程进行联合分析,深入探讨饲料发酵过程中微生物与代谢物间的互作关系,从而为饲料发酵调控以及发酵菌株的选育提供理论依据;最后是建立涵盖“原料-菌种-产物”3级质量评价体系,重点规范活性物质及抗营养因子分解情况,为发酵饲料定价和品质评价提供科学参考。
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