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介绍

液态喂养涉及使用由液态食品工业副产品和传统干料的混合物制成的日粮，或由干原料与水混合制备的日粮。根据定义，发酵液体饲料是指以 1：1.5 到 1：4 的比例与水混合的饲料，其时间足够长，以达到稳态条件。如果混合和喂料之间几乎没有时间，或者发酵时间太短而无法达到稳态条件，则使用术语液体饲料或非发酵液体饲料。

通过与水混合，各种饲料原料中天然存在的乳酸菌和酵母菌会增殖并产生乳酸、乙酸和乙醇，从而降低混合物的 pH 值。pH 值的降低抑制了病原微生物在饲料中的发育 。此外，当饲喂这种低 pH 值的混合物时，它会降低猪胃中的 pH 值，并防止大肠菌群和沙门氏菌等病原体在胃肠道中增殖 。

在欧盟宣布禁止使用抗生素作为猪的抗菌生长促进剂后，人们对发酵饲料以改善仔猪和猪的生产性能的兴趣急剧增加。发酵液体饲料作为使用促生长抗生素的替代品的潜力已在最近的四篇综述中讨论。在这篇综述中，将提供有关在猪中使用发酵液体饲料的最新信息。

发酵液体饲料的生产

发酵液态饲料可以通过发酵全饲料或发酵谷物部分，然后将发酵的谷物与其他成分混合以配制全食来生产。发酵完全饲料是生产发酵液体饲料的最简单方法，但这种方法可能会带来一些问题。发酵过程会导致必需营养物质的损失，如维生素和氨基酸，特别是可能已经添加到饲料中的合成氨基酸。因此，一些作者主张只发酵谷物部分，而不是完全饲料。 发酵谷物部分可用于制作一系列日粮，因此可以使用相同的发酵谷物实施“阶段饲喂”。与含有多种成分的完整饲料相比，谷物也是一种更稳定的发酵产物。此外，谷物的发酵通常会导致更快的发酵，因为谷物的缓冲能力低于配合饲料。

为了成功控制病原微生物的发育，发酵的液体饲料必须含有足量的乳酸。乳酸的产生可以通过自发发酵或在发酵前用乳酸菌培养物接种饲料来实现。自发发酵通常使用分批发酵进行。在分批发酵中，饲料和水的混合物在不更换一部分发酵液体饲料的情况下进行发酵。该系统的优点是发酵更容易控制，如果发生不良发酵，则只会毁掉一批饲料。然而，批量发酵可能需要几天时间才能生产出优质的发酵液体饲料。此外，在商业农场条件下，很难运行分批饲喂系统，因为几乎不可能在每次填充时对系统进行清洁和消毒 。

Beal等得出结论，由于发酵模式会发生变化，自然发酵不是获得安全和可口最终产品的可靠系统。此外，其他研究表明，不受控制/自发发酵会导致乙酸和生物胺浓度升高，从而对发酵液态饲料的适口性产生不利影响。 因此，自发发酵是不可取的。然而，如果有必要使用自发发酵，可以通过在发酵培养基中添加铜来提高自发发酵液态饲料的质量，从而加速乳酸的产生。
在饲料中接种可快速产生高浓度乳酸的乳酸菌，也可以提高发酵液态饲料的质量。当只发酵谷物部分时，接种特别有价值，因为当掺入完全饲料中时，乳酸的产量应该更高，以补偿其他饲料成分的稀释和缓冲作用。用作生产接种剂的细菌菌株必须具有很高的乳酸生产能力，并且应具有对抗肠道病原体的活性。因此，已经进行了大量研究，以选择有益的乳酸菌菌株用于发酵液态猪饲料生产。例如，Missotten等测试了146种细菌菌株控制沙门氏菌的能力。通常用于接种饲料以生产发酵液体饲料的细菌种类是植物乳杆菌和片球菌属。

另一种确保乳酸充足产生的技术是一种称为“后倾”的技术。在这种技术中，新鲜饲料和水与先前成功发酵的物质混合，这些物质作为新混合物的接种物。这允许逐渐选择乳酸菌并加速发酵。与需要几天时间才能生产出优质发酵液体饲料的分批发酵相比，通过反倾生产出的发酵饲料可以在几个小时内喂食。然而，Brooks指出，这可能导致以酵母为主的微生物群落的发展。丰富的酵母生长会对发酵饲料的营养价值产生消极或积极的影响，具体取决于存在的菌株。

Plumed-Ferrer等表明，在罐中保持25%的残留液体以接种添加到罐中的新鲜液体饲料就足以维持适当的发酵。Moran 等 发现，在进行发酵时保留超过 20% 的发酵小麦没有优势。因此，虽然通常使用 50% 的残余留着率，但似乎可以使用较低的比例，其中 20% 是最低的百分比，这仍然可以确保在使用回斜时获得理想的进料特性。

影响发酵液态饲料质量的因素

影响发酵液态饲料质量的因素如图 1 所示。影响最终产品质量的因素包括最初存在的微生物类型、底物的数量和质量以及各种发酵参数。

图 1.

发酵液体饲料中存在的微生物、发酵参数以及底物数量和质量之间的相互作用会影响最终产品。改编自Niba等。
饲料中天然存在的乳酸菌量或饲料中添加的乳酸菌量决定了乳酸的产生程度。这种产生越快，pH 值下降的速度就越快，沙门氏菌属或大肠杆菌等病原菌的减少速度就越快。

在过去的几年里，研究调查了发酵液体饲料中乳酸菌或酵母菌种群多样性的影响，并报道了微生物种群组成的很大差异。植物乳杆菌和戊糖片球菌往往是发酵液体饲料中存在的最丰富的乳酸菌菌株。

Olstorpe等报道，发酵液态饲料中细菌种类的组成在发酵过程中发生了变化。结果表明，戊糖片球菌在自发发酵开始时是优势种群，但连续发酵 3 天后，植物乳杆菌成为优势种群。在接种的发酵液体饲料中也观察到了这一点，其中用于接种饲料的乳酸菌菌株并不是发酵液体饲料中的主要乳酸菌菌株。

发酵液体饲料中存在的酵母菌种群多样性非常高，值得进一步研究。 在用湿小麦酒糟、乳清或自来水生产的发酵液体饲料中，主要酵母种类分别是 Pichia galeiformis、Pichia membranifaciens 和 Pichia anomala。在最近的一项研究中，Olstorpe等发现另一种毕赤酵母菌属，即发酵品赤酵母属，是目前最丰富的酵母菌属，与用于接种发酵液体饲料的乳酸菌培养物无关。然而，Gori等发现，在40个丹麦农场获得的发酵液体饲料样品中，主要酵母菌属（Candida milleri）和卡扎克斯坦菌（Kazachstania bulderi）是酵母菌类，平均占酵母菌总数的58.4%和17.5%。

酵母的含量会影响发酵液体饲料的质量。当发酵以酵母为主时，根据存在的酵母污渍，已经报道了积极和消极的影响。酵母菌能够将肠杆菌结合到其表面，从而阻止这些细菌与肠道上皮细胞的结合。因此，发酵液体饲料中高浓度的酵母可能是有益的。例如，Jensen 和 Mikkelsen报告了猪胃肠道中酵母菌和肠杆菌的浓度呈负相关。相比之下，高浓度的酵母会导致产生“异味”和异味，因为会产生诸如乙酸、乙醇和戊醇等化合物，使饲料的可口性降低。

Plumed-Ferrer和von Wright指出，在发酵过程中添加弱酸可以成功减少酵母菌的生长，而不会干扰乳酸菌的生长。显示良好效果的酸是甲酸、山梨酸钾和苯甲酸。添加这些酸可能有助于减少因酵母过度生长而导致的问题（例如能量损失、适口性降低、起泡）。酵母生产的一个缺点是会产生乙酸、“异味”和乙醇，这可能会降低饲料的适口性以及干物质和能量含量。

其他参数，如发酵温度、回倾间隔和程度（在连续发酵中用新鲜液态饲料部分替代发酵液态饲料）和使用的饲料与水的比例也会影响发酵液态饲料的发酵特性。

Jensen和Mikkelsen研究了不同温度对发酵液态饲料质量的影响。他们报告说，在 20°C 以上的温度下发酵饲料与在 20°C 下生产发酵的液体饲料相比没有任何优势。 在 20°C 时，大肠菌群计数略高于 3 log10 CFU/g 发酵液体饲料的检测限。然而，作者确实强调，如果饲喂时所需的 pH 值低于 20.4，温度至少需要 5°C。这是因为肠道病原体，如大肠杆菌和沙门氏菌属，不能耐受低于4.5的pH值。

Beal等研究了发酵温度对排除鼠伤寒沙门氏菌的影响。他们的结果表明，与 30°C 相比，20°C 减少这些细菌所需的时间要短得多。 因此，虽然获得最佳发酵液态饲料的最低温度是 20°C，但 30°C 的温度更可取，因为它可以更快地产生乳酸并更快地排除任何肠道病原体。

还应避免向系统中添加冷水，因为背面倾斜。例如，立即从水龙头 （5-7°C） 加水会对系统进行冷冲击。这可能导致肠道病原体中冷休克蛋白的形成，这可以保护它们并使它们在饲料中持续更长时间。 此外，冷休克抑制乳酸菌的生长，使酵母菌成为优势。

用于生产液体饲料或发酵液体饲料的饲料水比可以在 1：1.5 和 1：4 之间波动。从Plumed-Ferrer和Von Wright以及Niba等的概述来看，最常见的猪粪浆涉及1：2至1：3的饲料水比。

发酵液态饲料的理想特性

Van Winsen等[3]描述了发酵液体饲料的理想特性，即pH值低于4.5，乳酸菌浓度高于9 log10 CFU/mL，乳酸浓度高于150 mmol/L，乙酸和乙醇浓度分别低于40 mmol/L和0.8 mmol/L。Beal等报道，为了防止沙门氏菌属的生长，液体饲料需要含有至少75 mmol/L的乳酸。Beal等和Brooks等报道，为了降低肠杆菌的浓度，乳酸的浓度应高于100 mmol/L。这种浓度的乳酸对采食量、日增重和饲料效率有有益的影响。

尽管Van Winsen等将乙酸的上限设定为40 mmol/L，但其他作者指出，乙酸浓度高于30 mmol/L已经会对发酵液体饲料的适口性产生负面影响。 然而，Canibe等报道，饲喂添加乙酸的发酵液体饲料（含量高达120 mmol/L）的仔猪对体重增加没有负面影响。

发酵液态饲料对胃肠道微生物的影响

胃肠道中微生物种群的组成可以通过使用发酵的液体饲料来改变。最常见的变化是乳酸菌浓度增加，尤其是在胃和小肠中 。Moran等报道，使用发酵液体饲料断奶的仔猪下肠道中乳酸菌与大肠菌群的比例向乳酸菌倾斜，而在饲喂干饲料的仔猪中，这一比例向大肠菌群倾斜。

变化的幅度可能受发酵条件的影响。例如，Canibe 和 Jensen发现，当胃肠道内容物在 37°C 下孵育时，生长猪远端小肠中存在的乳酸菌数量没有差异（表 1）。然而，在 20°C 的培养温度（与发酵饲料的生产温度相同）时，饲喂发酵液态饲料的生长猪胃和远端小肠中的乳酸菌比例明显高于干饲料或液态饲料。

胃肠道微生物种群的另一个显着变化是酵母细胞数量的增加（见表 1）。如前所述，酵母菌能够将肠杆菌结合到其表面，从而阻止这些细菌与肠道上皮细胞的结合。

乳酸菌和酵母细胞的增加似乎是减少肠道病原体（如沙门氏菌属和大肠杆菌）的绝佳策略。最近，Canibe 和 Jensen回顾了发酵液态饲料在减少猪肠道疾病方面的价值。从监测研究中可以明显看出，发酵液体饲料降低了沙门氏菌属的发病率。

发酵液态饲料对胃肠道 pH 值的影响

Canibe 和 Jensen在一项研究中获得的结果表明，当猪饲喂发酵液体饲料、液体饲料或干饲料时，胃肠道不同节段的 pH 值会发生变化（表 2）。最显着的变化是胃中 pH 值的降低。胃是抵御病原体的重要屏障，降低pH值可以增强这一屏障并防止大肠菌群腹泻，特别是刚断奶的仔猪，它们通常无法产生足够量的胃酸。此外，Radecki等认为，较低的胃pH值可能使胃中具有更好的蛋白水解活性，从而改善饲喂含有发酵液体饲料的日粮的猪的生长。

与胃相反，饲喂发酵液体饲料的仔猪小肠的pH值通常高于饲喂干饲料或液体饲料的仔猪。 这可能与发酵液态饲料中低 pH 值和高乳酸浓度刺激胰液分泌增加有关。

饲喂发酵液态饲料的优势

给猪喂食发酵液态饲料的主要好处是它提高了生产性能。在这方面，Kil 和 Stein 已经确定发酵液体饲料是替代抗生素生长促进剂使用的最有效饲喂策略之一。已在乳猪、断奶仔猪和生长育肥猪中观察到有益效果。改善的幅度与特定养猪场中存在的病原体水平有关。

新生猪的肠道不育，通过与母亲和环境接触获得其特有的菌群。根据Kenny等的研究，出生后不久的时期可能是建立潜在有益细菌群落的最重要窗口，这可能导致终生、稳定的关联，也称为细菌“印记”。饲喂母猪发酵的液体饲料会影响其后代的细菌肠道种群。与饲喂非发酵液体饲料或干粮的母猪相比，饲喂发酵液体饲料的母猪的仔猪粪便中的大肠菌群计数较低。此外，与其他仔猪相比，饲喂发酵液体饲料的母猪仔猪粪便中的乳酸菌计数更高。这可能表明，使用正确的益生菌菌株生产发酵液体饲料可能会导致仔猪微生物群落的微生物印记，因此有可能在断奶等时候培养出对不利生态变化有抵抗力的细菌种群。

Missotten 等人总结了用干饲料、液体饲料或发酵液体饲料进行的几项体内试验及其对断奶仔猪生产性能的影响。这证实了 Jensen 和 Mikkelsen 早先得出的结论。在对发酵液体饲料与干饲料进行比较的 4 项试验的总结中，他们报告说增重提高了 22.3%，饲料效率提高了 10.9%。
以液体形式饲喂日粮的一个好处是，断奶仔猪可以同时获得水和饲料。 这样，仔猪就不需要单独学习采食和饮水行为。Barber 指出，虽然一些猪可能在进入围栏后的几分钟内找到饮水者，但其他猪可能需要超过 24 小时，这足以引起脱水症状。

Russell等获得的结果表明，通过提供发酵的液体饲料，可以增加新断奶仔猪的干物质摄入量。当仔猪获得不同干物质百分比（14.5% 至 25.5%）的发酵液体饲料时，它们通过增加总体积摄入量来维持干物质摄入量。日粮中的干物质浓度对增重或饲料效率也没有影响。所有这些研究都支持这样一个理论，即猪会限制非来自液体饲料或发酵液体饲料（例如饮水器）的水分的摄入，以最大限度地提高采食量。因此，当以液体或干形式喂养相同的饮食时，干物质和水的总体积摄入量将是相当的。

由于断奶仔猪在饲喂液体饲料或发酵液体饲料时的干物质摄入量通常高于饲喂干粮时，因此在配制用作发酵液体饲料的日粮时，应注意根据干物质摄入量的现实估计进行配制。否则，仔猪会消耗过多的营养物质，如蛋白质，这会抑制饲料利用率，最终降低干物质摄入量或导致蛋白质引起的腹泻。Brooks  指出，营养均衡的饲料的发酵只有在增加采食量或改善肠道健康时才能提高生产性能。如果摄入量不受影响，很可能是发酵产生的生化变化会导致饮食营养不均衡。

给生长育肥猪喂食发酵液体饲料所获得的好处与断奶仔猪所获得的好处不同 。Jensen和Mikkelsen总结了9项体内试验的结果，比较了饲喂干饲料和液体饲料的猪的性能，结果显示，液体饲料的增重提高了4.4%，饲料效率提高了6.9%。尽管生长育肥猪的性能改善不如断奶仔猪那么大，但在胴体质量方面可能会有好处。研究显示，饲喂发酵液体饲料会使后肠中色氨酸的转化转变为产生吲哚而不是 skatole，从而导致育肥公猪背膘中 skatole 的浓度降低，从而减少公猪异味。显然，这种好处仅在使用完整雄性进行育肥的情况下才可用。

发酵液体饲料性能改善的一种解释是病原微生物的控制。然而，另一种解释可能是营养物质消化率的增加。尽管饲喂发酵液体饲料时获得的结果并不简单，但平均而言，它们似乎表明消化有改善的趋势。这可能是发酵过程所固有的，其中有机酸的形成和谷物中内源性酶（如植酸酶）的激活之间有一条细线，这可能会增加某些营养物质的消化率和可用性。

日粮发酵72 h（30-35°C）提高了生长育肥猪粗蛋白、粗纤维和中性洗涤纤维的回肠消化率以及粗蛋白的总消化率。饲喂发酵液体饲料的猪蛋白质消化率提高的原因之一与胃pH值的降低有关。低胃 pH 值会刺激胃中的蛋白水解活性并减慢胃排空速度，从而为胃中的消化留出更多时间。

据报道，与干饲料相比，发酵液体饲料中有机物、氮和钙的回肠消化率有显著提高。对这些增加的一个可能解释是，饲喂发酵液体饲料会改变胃肠道的形态。Scholten等报道，饲喂发酵液体饲料的猪的绒毛长度明显更长，绒毛/隐窝比更高，这两个特征都与消化能力增加有关。

研究还表明，饲料发酵可通过激活内源性谷物植酸酶从植酸盐中动员磷。因此，Lyberg等报道，与干饲料相比，饲喂发酵液体饲料的猪对磷的回肠消化率更高（分别为30%和48%）。
发酵饲料的另一个优点是可以减少饲料中所含各种抗营养因子的含量。Chiang等对以菜籽粕为基础的饮食进行了发酵，结果显示，发酵17 d后异硫氰酸盐含量降低了1%，发酵68 d后异硫氰酸盐含量降低了3%。豆类发酵 96 h 降低了抗营养因子的浓度，如 α-半乳糖苷、植酸盐、胰蛋白酶抑制剂、单宁和皂苷。这在 Egounlety 和 Aworh  对大豆、豇豆和磨豆发酵的研究中也可见一斑。然而，在大豆发酵过程中，胰蛋白酶抑制剂略有增加。

据报道，发酵液态饲喂减少了猪舍在处理和饲喂过程中的灰尘量 。这种减少不仅改善了猪和工人的环境，还有助于加剧呼吸系统疾病对猪生产性能的影响。

发酵液态喂养的缺点

虽然使用发酵液体饲料有很多优点，但也有缺点。液体喂养有时与出血性肠综合征、胃扭转、胃肠道鼓膜和胃溃疡等疾病的发展有关。 此外，发酵过程会导致饲料中必需营养物质的损失，尤其是故意添加到饲料中的合成氨基酸。例如，合成 L-赖氨酸脱羧可以产生生物胺，如尸胺，。 生物胺的形成会导致猪的氨基酸不可逆地损失。 这种损失的影响可以通过仅发酵谷物部分而不是完全饲料来减少。最后，如果饲料没有适当发酵，高浓度的酵母会导致产生“异味”和异味，因为会产生乙酸、乙醇和戊醇等化合物，使饲料的可口性降低。

结论