于梦楠，陈玉珂，张宇柔，雷新雨，王嘉婧，高永生，Mahmoud M. Elsadek，王秋举，张东鸣3，

（1.吉林农业大学 生命科学学院，吉林长春 130118；2.吉林农业大学 动物科学技术学院，动物生产及产品质量安全教育部重点实验室，吉林省动物营养与饲料科学重点实验室，吉林长春 130118；3.通化师范学院，吉林通化 134000）

水产养殖过程中需要消耗大量饲料，也就需要大量的鱼粉来满足水产动物的蛋白需求，但近年来鱼粉等精饲料因资源紧缺而价格上涨，使得传统饲料配方和生产工艺无法适应当前水产饲料行业，有必要寻找廉价、稳定的蛋白质来源替代鱼粉和其他浓缩饲料，以减轻蛋白质原料的短缺（Olalemi和 Adewale，2018；陈士伦，2018）。与此同时，微生物发酵饲料凭借优良的应用效果受到水产养殖从业者的高度重视。近年来，有关微生物发酵饲料的研究已表明，其有利于转化传统植物蛋白源中的抗营养因子，提高饲料利用率，改善动物机体健康水平和免疫功能等。因此，微生物发酵饲料的应用能为水产养殖业绿色、健康、高效、可持续发展提供坚实的保障。

1 微生物发酵饲料的概述

微生物发酵饲料是利用有益微生物的功能性一级和二级代谢产物生产的一种新型发酵生物饲料，即利用乳酸菌（Lactobacillus Beijerinck）、酵母（Saccharomyce）、芽孢杆菌（Bacillus）等有益微生物进行一种或多种饲料原料的厌氧或好氧发酵（Soccol等，2017）。近年来，国内外关于微生物发酵饲料的研究主要集中在发酵菌种类型筛选、生理学功能、饲喂效果等方面，而关于发酵植物蛋白源选择的报道较少，阻碍了微生物发酵饲料的进一步发展。相对于传统饲料来说，微生物发酵饲料具有很多优势，主要表现在（1）原料广泛，成本低廉；（2）有效提高饲料利用率，降低养殖成本；（3）微生物发酵脱毒，饲料更安全；（4）改善养饲料适口性和殖水体环境（陶莲等，2016）。

2 微生物发酵饲料的主要生产环节

2.1 筛选菌种 自然界微生物资源十分丰富，微生物菌种是决定饲料发酵成功与否的关键因素。2013年农业部发布的饲料添加剂目录中允许作为饲料添加剂使用的微生物种类达到34种，比2008年增加了18种。

2.1.1 乳酸菌 乳酸菌是一类能发酵碳水化合物且产生大量乳酸的细菌，属革兰氏阳性菌，常用作益生菌添加剂。乳酸菌作为一种微生物发酵饲料添加剂，在动物体内有众多作用：（1）调节肠道内菌群平衡，改善肠道功能，促进动物生长；（2）乳酸菌代谢过程中产生大量非特异性免疫酶，增强动物非特异性免疫能力，提高抗病力；（3）降低肠道pH，提高消化酶活性，提升饲料利用率。此外，乳酸菌还能调节机体免疫反应，保持肠壁完整性。

2.1.2 芽孢杆菌 芽孢杆菌（Bacillus）是一种能产生芽孢的革兰氏阳性菌，是众多水生动物中研究最多的宿主相关益生菌。目前在微生物发酵饲料研究中应用较多的有枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌（Bacillus licheniformis）、蜡样芽胞杆菌（Bacillus cereus）。芽孢杆菌作为一种生物发酵饲料添加剂具有很多优点，主要表现为（1）耐氧化、耐高温、耐挤压、耐酸碱，能抵御外界不良环境；（2）能产生蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶等多种消化酶，提高饲料消化利用率；（3）能分泌多种氨基酸和B族维生素，提高饲料营养水平。

2.1.3 酵母菌 酵母是一种单细胞真菌，是一种天然发酵剂。酵母是人类使用最早的微生物，至今知晓有1000多种酵母（吴业阳等，2018）。酵母生长繁殖快，周期短；营养价值高，其菌体富含多糖、蛋白、脂肪、维生素、蛋白酶、纤维素酶、胰蛋白酶等，应用于发酵饲料中可增加发酵饲料的营养价值。

2.2 选择蛋白源 发酵植物蛋白源主要包括以豆粕、菜籽粕、棉籽粕为主的农业副产品。由于其氨基酸含量丰富、蛋白质含量高、成本低廉，可作为水产养殖动物饲料中的蛋白质来源。通过发酵豆粕可增加饲料中肽含量、纤溶酶活性、体外胰蛋白酶消化率和氮溶解度，降低抗营养因子，从而提高水产养殖动物的饲料利用率。在菜籽粕发酵过程中使用的益生菌和酵母可以降低抗营养因子和植酸水平，提高粗蛋白质和矿物质的相对含量。棉籽粕可以替代众多鱼类日粮中的鱼粉，但由于棉籽粕中含有游离棉酚、植酸和抗营养因子，导致利用率降低。发酵棉籽粕可以利用有益微生物来降低游离棉酚浓度，增加粗蛋白质含量和必需氨基酸水平。如表1所示，在许多相关研究中已经证明，发酵豆粕、发酵菜籽粕和发酵棉籽粕可替代水产养殖动物日粮中的鱼粉，并能促进水产养殖动物生长发育。

表1 不同植物蛋白源和不同微生物的发酵效果

3 微生物发酵饲料在水产养殖中的应用

3.1 提高水产动物的消化吸收，促进生长发育微生物发酵饲料中的益生菌可以在肠道内生存繁殖，代谢生产出多种有利于动物消化吸收的有益因子，增强水产动物的消化吸收能力，从而促进水产动物的生长（陈洪发和路怀灯，2018）。黄世金等（2011）研究发现，发酵饲料能促进罗非鱼生长、提高成活率，降低饵料系数，并且15%添加效果最佳。陈文典等（2009）将发酵鱼粉、发酵虾壳粉、发酵豆粕和发酵棉粕等原添加到饲料中饲养中华绒螯蟹发现，肝胰脏和性腺占中华绒螯蟹的体重比重显著增加，平均亩产量和成活率分别提高11.06%和16.53%，平均亩收益提高11.8%～46.7%。

3.2 强化水产动物免疫机能，增强抵抗力 在投食益生菌后，水产动物体内相应的抗体能加快机体的体液免疫和细胞免疫，提高抗体水平，增强机体免疫功能，及时防御和消灭致病菌（徐亚飞，2018）。与此同时还可以为水产动物有效补充益生菌，不同的微生物群落之间形成彼此依存的关系，在水产动物消化道内建立微生态平衡系统，有利于水产动物抵御病原微生物的侵害。

3.3 分解有机污染物，改善养殖生态环境 与普通饲料相比，微生物发酵饲料在水中溶解速率慢，不易流失，不仅提高饲料利用率，还大幅度降低了残余饵料和动物粪便对水质的污染。在益生菌代谢过程中会形成许多中间物质，如氨基转移酶、氨基氧化酶和硫化物降解酶，可以分解水中的有害物质。此外，微生物发酵饲料在水中能依靠不同类型益生菌的氧化、硝化、氨化和固氮作用降解水中的有机物，生成能被浮游植物吸收的无机盐，达到优化水质的目的。

4 发展前景

随着当前水产养殖行业向绿色产业发展，对水产品的品质要求也更加严格。水产品安全首先是饲料安全，而微生物发酵饲料通过微生物发酵技术能消除饲料原料中可能存在的毒素，提高饲料利用率，具有广阔的应用前景。

但目前微生物发酵饲料还面临着一些需要解决的问题：（1）没有统一的生产技术标准；（2）在饲料发酵过程中缺少专业人员监控，影响发酵饲料的质量，并降低了使用效果；（3）目前我国用于微生物发酵饲料的菌种来源较少，并且在微生物发酵饲料中活菌质量得不到保证，易失活。随着人们对其研究的进一步深入和我国微生物发酵技术的发展，这些问题必然会迎刃而解。同时微生物发酵饲料必然会成为未来饲料业的发展方向，并被广泛应用于养殖业，为更多的养殖者带来理想的经济效益。