摘 要 通過微生物發酵處理的發酵飼料，其營養價值提升，易于動物消化、吸收。營養價值較低的飼料原料（如亞麻籽粕等）經過微生物發酵后具有良好的飼用價值，拓寬了發酵飼料的選擇范圍，并在一定程度上緩解了豆粕等飼料資源短缺的問題。發酵過程顯著降低了飼料中的粗纖維含量，增加了粗蛋白等營養成分的含量，有助于動物更好地采食、消化、吸收以及利用營養物質。此外，發酵過程中產生的有益代謝物具有抑菌作用，對維持動物腸道微生物平衡具有積極影響，這在禁用抗生素的背景下尤為重要，因此，發酵飼料得到了廣泛的應用。隨著中國寵物市場的快速發展，犬、貓已經成為主要的家庭伴侶動物，寵物數量的逐年增加，驅動國內寵物食品市場規模持續擴張，市場規模800億~1 300億元，展現出巨大的市場需求和行業發展潛力。在寵物食品領域，發酵飼料主要用于生產高蛋白、具有抗菌消炎以及增強免疫力等特定功能的寵物食品。綜述了發酵飼料的功能、作用機制及其在動物和寵物食品領域中的應用進展，并分析了目前發酵飼料在寵物食品應用中存在的問題，以期為發酵飼料的進一步研究和應用提供參考。關鍵詞 發酵飼料；寵物食品；功能性食品經過微生物發酵的飼料，抗營養物質和粗纖維等不易消化物質的含量顯著降低，粗蛋白等有益營養物質的含量提高，故應用發酵飼料能降低料重比，提高飼用價值。發酵過程中，益生菌的代謝產物具有抑菌性，發酵飼料能增加腸道中的有益菌，減少有害菌，對腸道微生物的調節具有積極作用，提高動物的免疫力。發酵飼料在豬、雞等家畜和奶牛、羊等反芻動物，以及梅花鹿等經濟動物的飼糧中得到廣泛應用，隨著發酵工藝的進步和原料的多樣化，也逐漸應用到犬、貓等寵物的日糧生產中。本文闡述了發酵飼料的定義、分類以及菌種選擇，剖析了發酵飼料在我國畜牧業發展的4個階段，發酵飼料的功能和機制，以及其在動物和寵物食品中的應用研究進展，并探討了發酵飼料目前存在的問題，以期為發酵飼料的進一步發展和應用提供科學依據和實踐指導，為畜牧業的可持續發展和寵物食品的創新提供新思路和新方案。
1 發酵飼料概述
發酵飼料是在人工控制的環境中，以動植物的副產品為原料，通過接種益生菌進行發酵處理，制成的更適合動物攝取和消化的飼料。發酵飼料可分為5類：（1）根據物理狀態分為固態發酵和液態發酵，固態發酵是指微生物在沒有游離水的固態基質中進行的發酵，液態發酵是在加入糖類、無機鹽等營養物質以及水的發酵容器中進行的發酵；（2）根據發酵飼料原料的種類分為原料發酵、全價料發酵以及植物秸稈類發酵；（3）根據發酵方式分為單菌發酵、多菌聯合發酵以及菌酶協同發酵；（4）根據菌株生長條件分為好氧發酵、兼性厭氧發酵以及厭氧發酵；（5）根據發酵飼料的營養特性分為粗飼料發酵、蛋白質飼料發酵以及能量飼料發酵。發酵飼料的品質不僅取決于飼料原料的品質、制備方法，還與發酵飼料菌種有關。目前常用于發酵飼料的菌種主要有4類：乳酸菌、芽孢桿菌、酵母菌以及霉菌。乳酸菌能通過發酵碳水化合物產生大量乳酸。芽孢桿菌屬于革蘭氏陽性菌，能形成內生孢子，并且在發酵過程中產生多種維生素、有機酸、氨基酸、蛋白酶（尤其是堿性蛋白酶）、糖化酶、脂肪酶以及淀粉酶等，這些物質有助于分解植物性飼料中的復雜有機物，從而促進動物的消化吸收，提高飼料的利用效率。酵母菌屬于單細胞真菌，可在有氧和無氧的環境中生存，是一種天然的發酵劑。霉菌屬于真菌，在實際生產中，人們利用霉菌能夠合成纖維素酶、半纖維素酶以及蛋白酶的能力，使用成本較低的粗蛋白原料作為發酵基質，生產優質的蛋白飼料。
2 發酵飼料的發展以及功能應用
2.1 我國發酵飼料的發展歷史
我國發酵飼料的發展大致可分為4個階段。1970—1980年屬于早期階段，第1代飼料是將多種飼料原料進行簡單混合，制成混合飼料，這標志著飼料行業的初步發展。由于只是將飼料原料進行簡單混合，因此其營養成分相對簡單，不能完全滿足動物生長的精確需求。在1980—1990年的發展階段出現了第2代飼料，即配合飼料。第2代飼料根據動物不同生長階段和生產目的，將混合飼料進行糖化、青貯等，更科學地搭配飼料營養成分，提高了飼料的利用率和動物的生產性能。1990—2010年是成熟階段，產生了第3代全價配合飼料。這個階段，以益生菌制成的菌劑被用作飼料添加劑加入飼糧中（如酵母粉等），進一步優化了營養配方，在考慮常規營養成分、維生素、礦物質以及氨基酸等營養物質平衡的同時，進一步提高了飼料利用率以及動物的生產性能。2010年以后是飼料的現代發展階段，產生了第4代新型飼料，即微生物發酵飼料。微生物發酵技術借助有益菌對農業副產品進行發酵，從而實現變廢為寶，該技術可改善飼料的營養品質，降低抗營養因子，提高動物對飼料消化吸收、轉化及利用的能力，同時，增強動物的免疫力，促進動物健康生長。微生物發酵飼料的菌種從最初的單菌發酵到多菌發酵，至菌酶協同發酵，為解決蛋白質飼料短缺提供新途徑，為降低環境污染提供新方法，為緩解人畜爭糧問題提供可行措施，為發酵飼料行業的發展提供了新方向。
2.2 發酵飼料的功能及作用機制
目前，發酵飼料的研究表明，發酵飼料有多種功能。（1）增加飼料營養。利用不同菌酶制劑組合發酵植物性飼料，通過破壞植物細胞壁中木質素和多糖之間的連接，促進植物細胞壁中纖維組分的水解，降低青貯原料中粗纖維含量，進一步提高飼料中粗蛋白等營養物質的含量，提高飼料原料的營養價值。（2）促進生長。液體發酵飼料飼喂斷奶仔豬，可通過調節胃腸激素的分泌提高斷奶仔豬的平均日采食量和平均日增重。（3）增強免疫。通過飼喂發酵亞麻籽粕提高生長豬群血清中超氧化物歧化酶活性和總抗氧化能力，增強豬的抗氧化能力，減少氧化應激。（4）降低毒素毒性。發酵飼料可降低抗營養物質和有毒物質的含量。發酵飼料通過不同的作用機制來實現其功能。（1）增加飼料營養機制。微生物發酵過程中產生的蛋白酶可以分解蛋白質，增加低分子量肽的含量，促進動物腸道對營養因子的消化吸收。微生物發酵可以降解飼料中的抗營養因子，提高飼料的營養價值和吸收轉化率。（2）促進生長機制。微生物發酵飼料能改善飼料的適口性，增加動物的采食量，促進動物的生長。微生物發酵飼料能夠提高腸道絨毛高度，降低腸道隱窩深度，增強動物腸道的消化能力，進而改善動物的生長及生產性能。（3）增強免疫機制。研究發現，微生物發酵飼料能夠刺激機體產生抗體，如飼喂發酵飼料可以提升肉雞免疫反應，降低肉雞的死亡率，飼喂發酵飼料能提高動物的黏膜免疫功能，從而促進機體產生抗體。（4）降低毒素毒性機制。發酵飼料中的乳酸菌可以吸附黃曲霉毒素B1，并與其結合，進而抑制其發生環氧化反應，降低黃曲霉毒素B1的毒性。
2.3 發酵飼料在動物飼料中的應用
作為農業大國，我國的畜牧業呈現出良好的發展態勢，在全面禁止在畜禽飼糧中添加抗生素，且高度重視環保、全力節約飼料資源的背景下，發酵飼料產業得以迅速崛起。同時，可發酵利用的原料來源愈發廣泛，發酵飼料能有效地解決飼料來源問題，提高資源的可利用性。飼喂牲畜時，發酵飼料比普通飼料更易被吸收利用，可節約飼養成本，從而提高經濟效益。發酵飼料的原料已經從傳統的豆粕、棉籽粕等拓展到蘋果渣、板栗葉以及動物肝臟等。Rodríguez-Muela等研究表明，發酵蘋果渣可作為飼料飼喂羔羊，提高羔羊的抗氧化能力，改善羔羊的健康和瘤胃上皮的發育。同時，發酵蘋果渣又可作為蛋白質來源部分替代農副產品，增加發酵飼料利用來源，降低飼料成本。此外，發酵蘋果渣可通過改變育肥飼料的理化特性，影響瘤胃黏膜的發育。孫銘琦等發現，飼喂壓縮發酵后的板栗葉，動物體內單寧等抗營養物質的含量下降，粗蛋白、鈣、磷等營養物質含量明顯提高，從而提高了育肥羔羊的生長性能。孫蓓等研究了一種羊肝泥的發酵方法，一定程度上解決了由于羊肝的味道以及羊副產物綜合開發利用不足而造成的資源浪費問題。Hu等利用淀粉乳桿菌、糞腸球菌、枯草芽孢桿菌等進行飼料固態發酵，多菌種固態發酵飼料可顯著增加育肥豬腸道中有益菌的相對豐度，并改善腸道微生物群落結構。此外，多菌種固態發酵飼料對動物的營養代謝功能也有顯著的促進作用，可提高腸道微生物的代謝活性，促進營養物質的消化和吸收。蛋雞和肉雞飼糧中添加適量發酵白酒糟可提高其生產性能，如提高蛋雞產蛋率、降低料蛋比、提高肉雞平均日增重、降低料重比。He等探究了纖維素酶和乳酸菌對桑葉青貯飼料的營養價值、抗氧化能力以及發酵特性的影響，發現發酵桑葉的干物質回收率更高，乳酸含量增加，蛋白質和總黃酮含量提高，抗氧化活性增強，pH降低，氨氮濃度減少，說明發酵桑葉是反芻動物優質的飼料資源。康偉等探究了不同菌種制劑發酵秸稈對育成期梅花鹿采食量及消化率的影響，結果顯示，白腐菌、枯草芽孢桿菌、乳酸菌有效活菌數按照1∶1∶1的比例配制復合菌的效果最佳，能夠降低木質素含量和pH，提高粗蛋白的含量，提高瘤胃消化率以及秸稈的青貯效果和質量。發酵飼料種類的增加緩解了豆粕等農業副產品的不足，提高了資源利用率，豐富了畜牧業養殖發酵飼料的選擇性，實現了綠色可持續發展。Li等用橡樹葉、玉米秸稈和青貯玉米分別飼喂生茸期梅花鹿，發現不同飼料對其腸道微生物和發酵模式的影響顯著，普雷沃氏菌屬和琥珀酸弧菌科細菌相對豐度有顯著差異，對生茸期梅花鹿瘤胃能量供給以及生茸性能有顯著影響。不同的日糧以及加工工藝等與動物的瘤胃發酵、腸道微生物群落結構、機體代謝以及生產性能之間有密切關系。
3 發酵飼料在寵物食品中的應用
3.1 寵物食品種類
隨著社會的發展以及人們生活水平的提高，犬、貓等伴侶動物已成為許多家庭不可或缺的一部分。在寵物行業蓬勃發展的環境下，寵物食品（也可稱作寵物飼料）的發展尤其迅速。寵物食品是經過工業化加工制作的，用以飼喂寵物的食品，根據水分及食品形態可分為干性寵物食品、半濕性寵物食品以及濕性寵物食品。干性寵物食品是指水分含量<14.0%的寵物食品，通過擠壓等工藝制成的以干糧為主的干性寵物食品，便于儲存和喂養。半濕性寵物食品是指水分含量≥14%且<60%的寵物食品，在寵物食品市場中占份額較小，需要使用保濕劑和酸化方法控制水分，纖維含量低，含糖量高。濕性寵物食品是指水分含量≥60%的寵物食品，如需要膠凝劑調節稠度，且肉類含量較高的寵物罐頭食品。
3.2 發酵飼料在寵物食品中的應用
寵物食品在確保寵物基本營養需求的同時，也融入了人們對寵物的情感，這使得寵物食品既不同于人類食品，也不同于普通的動物飼料。綜合國內外的研究，目前發酵飼料在寵物食品中應用的研究重點有以下幾方面：（1）提高寵物食品營養價值和寵物食品的安全性。有研究利用植物乳桿菌發酵雞肝，改變雞肝蛋白結構，發酵后雞肝中總酸、氨基酸態氮以及酸溶蛋白含量增加，提高了雞肝的營養價值，發酵雞肝還表現出更高的抗氧化活性和抑菌活性，有助于提高寵物食品的安全性和保質期。另外，寵物生肉食品的安全性問題也是人們重點關注的。單純利用乳酸發酵并添加山梨酸鉀保存的寵物生肉食品，極易產生醋酸菌等腐敗細菌，導致該類寵物食品的保鮮時間短，極易變質，產生刺激性氣味，存在寵物食品安全問題。在益生菌發酵寵物食品的研究中，有研究將生肉寵物食品高壓處理后結合乳酸發酵，發現生肉中的氨基酸更易被寵物吸收利用，發酵產生的丁酸鹽類代謝物對寵物健康有積極影響。經過益生菌發酵，生肉寵物食品中沙門氏菌、大腸桿菌等有害細菌的含量顯著降低，延長了生肉寵物食品的保質期，保證了生肉寵物食品的安全性。有研究將乳清發酵物和柑橘提取物添加到半濕性寵物食品中，可以有效抑制寵物食品中黃曲霉菌等霉菌的增殖，提高半濕性寵物食品的飼喂安全性。這種“天然”抗真菌化合物的開發、利用，可逐步取代合成防腐劑（如山梨酸鉀）的使用。（2）提高寵物食品消化率以及改善適口性。玉米發酵蛋白作為一種新型的寵物食品酵母原料，有研究將其與傳統酵母飼料進行對比，發現添加玉米發酵蛋白飼料的寵物食品，其鮮味香氣和風味增加，能夠促進寵物采食、提高消化率、改善寵物食品的適口性。將發酵雞肝與雞骨泥、白鰱魚糜混合制成的寵物貓食品，表現出了良好的色澤和質構特性，具有較好的采食率，深受寵物貓的喜愛。（3）功能性寵物食品的開發。有研究表明，發酵甜菜果肉是針對寵物腸道健康的飲食替代品；發酵芒草脂肪酸含量低，可作為寵物減肥食品。有研究表明，經過益生菌發酵的植物性飼料，其植物細胞壁被破壞，消化率提高，抗氧化的化合物（如多酚類化合物）含量增加，抗氧化活性增強，可作為保護寵物免受氧化應激的寵物食品。有研究將發酵乳桿菌CCM 7421與菊粉結合，添加至犬類日糧中，通過分析犬糞便中的微生物群落和血液生化指標，發現這種益生菌-益生元組合能夠顯著增加犬糞便中乳酸菌的相對豐度，并有效降低血清中的膽固醇水平。這種發酵飼料組合對改善寵物營養不良及腹瀉等癥狀具有積極效果。隨著微生物學研究的深入，未來將會有越來越多的益生菌發酵飼料應用于寵物食品領域。經過益生菌發酵的寵物食品在寵物采食利用以及機體調節方面具有獨特的優勢。然而，目前寵物食品行業發酵飼料的應用研究仍處于初始階段，開發有效、安全的寵物發酵飼料食品仍是一項長期的研究。
3.3 發酵飼料應用于寵物食品中的問題
目前，發酵飼料應用于寵物食品中仍存在一些問題，如：寵物食品的質量及安全有待加強，尤其是生肉、果蔬泥等水分含量高、易滋生有害微生物的寵物食品；發酵飼料應用于寵物食品缺乏可參考性標準，我國寵物食品的發展過程是參考其他國家的模式進行的，現行的寵物食品標準有《寵物食品 狗咬膠》（GB/T 23185—2008）、《全價寵物食品 貓糧》（GB/T 31217—2014）以及《全價寵物食品 犬糧》（GB/T 31216—2014）3個推薦性國家標準，其他處方糧、營養補充劑等營養標準空白；發酵飼料應用于寵物食品的研究程度有待提高，我國寵物食品行業起步較晚。目前，針對國內飼料資源特點而開展的寵物食品開發相對匱乏，特別是將發酵飼料應用于寵物食品領域的研究更是稀缺。
4 展望
隨著全球對可持續農業以及食品安全問題關注度的提高，發酵飼料作為一種環保、高效的飼料，其相關研究和應用前景廣闊。發酵飼料未來的研究方向有：深入開展益生菌種的研究工作，改善寵物食品的發酵工藝，控制發酵飼料的成本；深化對不同動物種類、不同生長階段以及具有某些特定功能的功能性飼料的研究與開發，從而增強動物免疫力，減少應激反應，促進動物的健康成長，進而激發畜牧業和寵物食品行業的進一步發展；建立并完善發酵飼料應用于寵物食品行業的使用標準和配方。我國的寵物食品行業具有良好的發展環境和廣闊的市場空間，未來應致力于寵物食品領域的創新性研究以及寵物食品加工工藝的優化和改良。同時，應深入探索寵物食品原料和產品質量檢測的技術方法，為寵物食品的研發和質量控制提供技術支撐，有助于制定和確立寵物食品行業的規范及標準。來源：動物經濟學報