发酵饲料在水产养殖中的应用研究进展

摘要：水产养殖是人类满足食物需求的重要方式之一，如何提高养殖效果是当前水产养殖面临的一大难题。发酵饲料作为一种高效、环保的新型饲料，为水产养殖业的发展提供了新的解决方案，具有增加饲料的可口性和保存性、提高水产动物的采食量和免疫力、减少抗营养因子和有害气体产生等优点。但发酵饲料仍存在一些问题，且针对其作用机制仍需进一步探究。文章介绍了发酵饲料的制备方法、种类和特点，并讨论了发酵饲料在水产养殖中的应用研究进展，包括鱼、虾和蟹等水产动物，综述了发酵饲料在水产养殖中的应用效果，包括提高饲料的营养价值、增强养殖动物的健康状况和增加养殖效益等。最后，指出了目前研究中存在的问题和进一步研究的方向，为发酵饲料的开发和应用提供参考。

关键词：水产养殖；发酵饲料；制备方法；种类和特点；水产动物；应用效果

随着全球人口的增长和人们对水产品的需求增加，为了满足市场的需求，在水产养殖过程中，不可避免地使用生长促进物质、抗生素等药品，但这些药品的大量使用会引起一系列的问题，过量的生长促进物质会导致水体中的营养物质(如氮和磷)积累过多，引发藻类过度生长，造成水体富营养化现象，导致水质恶化，水体缺氧造成水产动物窒息死亡。王军等研究发现，饲喂的免疫增强剂剂量过高，可使机体产生免疫抑制现象，从而导致免疫力降低。过量的抗生素可能会破坏水体中微生物的平衡，进而导致生态系统紊乱，造成养殖环境中病原菌对抗生素产生耐药性，使水产动物疾病的治疗变得困难，甚至死亡。Liu等研究显示，青霉素G、四环素类和磺胺类药物的抗原性可能引起消费者过敏反应，且残留在人体中的药物积累将导致“慢性毒性”，极易损伤器官。He等研究表明，抗生素的残留会导致水产动物的生长障碍和免疫抑制，引起肠道微生物群落的改变。所以，在满足人们对高质量、安全、环保水产品的需求的同时，如何合理利用有限的资源，改善养殖环境，提高生产效率，是水产养殖业的主要关注的问题。为了解决这些问题，人们提出了一系列解决办法，包括引入发酵饲料、循环水利用和水质管理检测等方法，其中发酵饲料的引用，为水产养殖业提供了新的发展机遇。

目前，发酵饲料作为一种新型饲料，由于其独特的优势，被广泛关注和应用于水产养殖。发酵饲料一般是指利用微生物的发酵作用，对原材料进行处理的技术。常用的发酵菌种有酵母菌、乳酸菌和芽孢杆菌，其中芽孢杆菌已被证明是安全度较高的菌种。在早期的生产生活中，由于发酵技术受限于知识及技术手段，人们都是对食物进行处理，利用发酵技术进行酿酒、储存及调味品的制作。现在，发酵技术已经应用到饲料中，并且发酵技术已接近成熟，一方面，发酵饲料的生产过程中可以充分利用农作物副产品和动物废弃物等原料，降低生产成本；另一方面，发酵饲料具有较高的营养价值和适口性，可以提高动物的生长速度和产量。

综上，文章阐述了发酵饲料的制备、种类和特点，综述了发酵饲料对水产动物健康、采食量、生产性能和应用研究等方面的影响，分析发酵饲料在水产养殖中应用存在的问题，例如品质不稳定、污染和细菌感染风险、营养损失等，并对发酵饲料今后的应用前景进行展望，以期为发酵饲料在水产养殖中的高效利用提供参考。

1 发酵饲料的制备及种类

1.1 发酵饲料的制备方法

发酵饲料是指在一定适宜(人工)条件下，将原料或饲料添加有益微生物(如乳酸菌、芽孢杆菌、酵母菌)，发酵的一般流程为：将无霉变、无杂质的原料浸泡发酵或粉碎至合适大小；与微生物菌种混合；调至合适的pH范围；消毒灭菌；接种；装入发酵桶，发酵数天至数周时间；从发酵桶中分离包装得到成品。通过发酵作用改变其化学成分和生理特性，提高其营养价值和利用率的饲料。陈娟等研究发现，通过白地霉、产朊假丝酵母、黑曲霉和热带假丝酵母对菜籽粕混菌发酵，可提高粗蛋白含量46.6%，植酸、粗纤维的降解率达到43.9%和9.8%。何荣海等切研究表明，通过枯草芽孢杆菌单菌对菜籽粕固态发酵，可得到多肽15.94%、降解硫苷62.14%。

1.2 发酵饲料的种类

表1 发酵饲料的种类

发酵饲料的种类见表1。根据菌种组成不同，分为单菌种发酵饲料和多菌种发酵饲料，其中，常用的单菌种发酵饲料有乳酸菌类发酵饲料、芽孢杆菌类发酵饲料、酵母菌类发酵饲料，多菌种发酵饲料是由上述不同单菌种根据具体的养殖目标和环境条件，选择合适的菌种组合和发酵方法，以达到最佳的养殖效果组合搭配而成。付嘉等研究发现，在鲤鱼的日粮中添加0.5%和1.0%乳酸菌，显著提高肠道中蛋白酶、淀粉酶及脂肪酶活性。李卫芬等研究表明，投喂含108CFU/kg的枯草芽孢杆菌饲料对草鱼肠道菌群有一定的改善作用。刘明义等研究发现，饲料酵母中的抗病因子和耐高温特性有利于虾生存于恶劣环境，并且对其提高存活率有积极意义。刘江英等研究显示，使用多菌种联合发酵饲料可以抑制沙门氏菌引起的TLR4信号通路激活，降低炎症因子的释放，从而减轻沙门氏菌感染所带来的损伤。

根据发酵速度不同，分为快速发酵饲料、中速发酵饲料和慢速发酵饲料。樊文博等通过研究发现，不同发酵速度的乳酸乳球菌乳酸亚种发酵乳的代谢物质存在明显不同，多肽类物质和酯类物质在快速发酵组显著富集。

根据原料干物质的主要营养特性不同，分为发酵蛋白饲料、发酵能量饲料和发酵粗饲料。李阳研究发现，用豆粕抗原蛋白平板、木聚糖平板和淀粉平板结合豆粕发酵，可以降解大豆球蛋白90%左右和β-伴大豆球蛋白85%左右，提高了酸溶蛋白含量将近10倍，并且降解抗营养因子效果显著。发酵谷实类饲料是发酵能量饲料的一种，吝常华研究表明，用枯草芽孢杆菌单菌发酵玉米，可以提升玉米的总酸含量0.12%、粗脂肪含量1.05%和粗灰分含量1.15%。在日粮中添加精料量2%的白酒糟酿酒酵母培养物，可显著提高奶牛生产性能，改善机体免疫能力，保持良好的瘤胃发酵环境，从而增加牧场经济效益。

根据所生产饲料的最终形态，分为液态发酵饲料与固态发酵饲料。目前，国外使用液体发酵饲料较多，而国内普遍使用固体发酵饲料技术。液态发酵饲料可以有效增加饲养的消化性，从而改善哺乳动物的生产功能；固态发酵饲料中含有丰富的益生菌，有利于改善哺乳动物肠道微生态菌群的状态，增强胃肠管的吸收和免疫能力，提高水产动物的生长和免疫力。

根据作用方式不同，分为酶促发酵饲料与微生物发酵饲料。韩丽等研究表明，用枯草芽孢杆菌、植物乳杆菌、酿酒酵母菌再结合碱性蛋白酶发酵大豆皮，可降解抗原蛋白80%以上。崔嘉等通过研究发现，微生物发酵饲料可以产生多种不饱和脂肪酸和芳香酸，具有特殊的芳香味和良好的适口性，提高了家禽的采食量，促进了家禽的生长发育。

综合表1可得，在实际生活中，发酵饲料的分类会根据具体需求和研究领域的不同而有所变化。

2 发酵饲料的特点

发酵饲料作为一种高效、环保的新型饲料，具有增加饲料的可口性和保存性、减少抗营养因子和有害气体产生、促进水产动物的生长点和免疫力等优点。虽然发酵饲料的优点很多，但如果使用不当或过量使用，仍可能适得其反。因此，在使用发酵饲料时，需要遵循科学的管理方法，以最大限度地发挥发酵饲料的优势。

2.1 发酵饲料的优点

2.1.1 增加饲料的可口性，提高动物采食量

发酵过程中，微生物会分解饲料中的复杂有机物，释放出香味和味道，使饲料更加可口，提高动物的食欲，增加采食量。宣秋希等研究显示，发酵饲料能够增加饲料的口感成分和气味，进而提升动物的进食欲望。韩翠萍等研究表明，用植物乳杆菌和酿酒酵母菌配合对玉米粉发酵，可以提高芳烃化合物、氮氧化合物和醇类物质的挥发，产生更多的有机酸、多糖和酶等物质，使得玉米粉带有淡淡的水果香气。Liu等通过研究发现，用乳酸菌发酵液吸附和发酵稻草饲料，不仅产生独特的酸香味，也改善了适口性。

2.1.2 减少有害气体产生

发酵饲料可以通过微生物的作用，降低饲料中的纤维素、淀粉和氮含量，从而减少动物消化过程中产生的甲烷和氨气等有害气体的产生。王家等研究结果表明，用发酵饲料饲喂奶牛，牛舍内氨气浓度下降了32%，硫化氢浓度下降了42.5%，二氧化碳浓度下降了14%，甲烷浓度降低了24%。张益焘研究发现，通过箱式堆肥试验，饲喂1周干、湿发酵豆粕的日粮后，可以减少氨气的排放量23.53%和13.26%。Cheng等研究显示，在猪仔日粮中添加 8%的发酵豆粕可以明显降低猪圈中的氨气、PM2.5和PM10的浓度。

2.1.3 减少抗营养因子，提高动物免疫力

发酵饲料可以通过分解抗营养因子、产生有益物质和改善肠道微生物群落等方式，减少抗营养因子的存在，提高水产养殖动物的免疫力。Kang等研究结果表明，淀粉芽孢杆菌NX-2S固态发酵豆渣，使豆渣中胰蛋白酶抑制剂、植酸和单宁等抗营养因子分别降低了98.7%、97.8%和63.2%。王立改等研究表明，发酵豆粕替代饲料中20%～30%的鱼粉可以促进幼鱼的生长性能，增强机体免疫力。

2.1.4 提高饲料的保存性和稳定性

发酵过程中的微生物可以产生抑菌物质，如有机酸、抗菌酶等。这些物质可以降低饲料中有害菌的数量，抑制其生长，有助于保持饲料的质量和稳定性。杨建中等研究表明，发酵过程中，微生物会对细菌和真菌的生长和繁殖有一定的抑制作用，从而减缓了饲料的变质速度，延长了发酵饲料的保质期。

2.2 发酵饲料的缺点

2.2.1 品质不稳定

发酵过程中可能受到环境条件、发酵剂质量等因素的影响，导致发酵饲料的品质不稳定，这会影响饲料的营养价值和效果，饲料可口度也会下降。彭禄庭等研究显示，目前发酵工艺尚不够完善，需要在优质菌种的筛选、产品质量的控制、储存和应用等方面进行优化。Missotten等研究表明，发酵过程可能导致必需营养素的流失，如果饲料发酵不当，高浓度的酵母会产生异味和污染(如乙酸、乙醇和戊醇等化合物)，从而降低饲料的可口度。

2.2.2 污染和细菌感染风险

发酵饲料中可能存在来自原料或发酵过程中的病原菌，如果没有得到适当的处理和消毒，可能会引起疾病传播。谢石力等通过研究发现，菌种存在变异问题，在特定情况下，有益菌可能转变为病原微生物。Carme等的研究显示，自然发酵过程无法确保饲料的安全性。

2.2.3 营养损失

发酵过程可以提高饲料的可消化性和营养价值，但在一些情况下，也存在营养损失的问题。吴逸飞研究表明，发酵后的饲料粗脂肪含量显著降低。Canibe等研究显示，发酵过程中，由于微生物优先利用物料中的糖类等能量物质用于自身生长，导致自身会消耗一部分营养物质。

因此，在应用发酵饲料时，需要选择优质的发酵剂，确保使用优质可靠的发酵剂，选用经过测试和验证的发酵剂，以保证发酵过程的稳定性和饲料品质。选择合适的发酵条件，及时调整和改进发酵条件，严格控制发酵过程中的温度、湿度、pH等环境条件，确保发酵过程的稳定性和饲料的品质。加强饲料生产过程的卫生管理，包括原料的选择和处理，设备的清洁和消毒，以及饲料的储存和包装等环节，确保防止细菌污染和病原菌传播。监测发酵饲料中的营养成分，并及时调整饲料配方，以补充可能在发酵过程中损失的营养物质。针对水产养殖中可能存在的食品安全隐患，可以对发酵饲料进行必要的处理和消毒，以确保消除潜在的病原菌和有害微生物，同时，定期对发酵饲料和饲养动物进行监测和检测，包括微生物含量、饲料营养成分和动物健康状况等，从而及时发现问题并采取相应措施。

3 发酵饲料在水产养殖中的应用

由于发酵饲料具有许多优点，因此在水产养殖中得到广泛应用，深受养殖户的青睐。研制发酵饲料的目的是为了提高饲料的营养价值和消化利用率，并且对于饲养业来说具有重要的经济和生产意义。

3.1 发酵饲料在鱼生产中的应用

3.1.1 发酵饲料在鲤鱼生产中的应用

Akhavan 等研究表明，用益生菌(凝固芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌)发酵的小麦和米糖饲喂鲤鱼幼鱼，发酵麦麸组具有最高的显著增重和蛋白质效率比。Dawood 等研究结果表明，在鲤鱼饲料中添加15%～20%的酿酒酵母发酵禽肉粉可提高鲤鱼的消化酶活性、免疫功能和生长。钟小群等研究发现，采用发酵饲料等蛋白质替代5%的菜粕，可以降低鲤鱼饵料的系数，提高肠道消化酶的活性，增强非特异性免疫功能。

3.1.2 发酵饲料在草鱼生产中的应用

马嵩等通过研究发现，利用发酵饲料替代普通的沉性颗粒饲料可能成为一种“替抗”健康养殖方式，在草鱼养殖中，发酵饲料可以促生长和抗氧化免疫，减少养殖过程中的死亡率。陈道仁等研究结果表明，以23%的发酵棉籽粕替代9%的豆粕和全部的棉籽粕饲养平均体重约 125g的草鱼，可以提高草鱼的体重增长幅度24.52%，降低饵料系数11.89%，同时，草鱼体内的血清溶菌酶和肝胰脏SOD 活力明显提升。

3.1.3 发酵饲料在罗非鱼生产中的应用

Zhou 等研究表明，日粮中添加鼠李糖乳杆菌GCC-3发酵产物可以提高罗非鱼的肠道和肝脏健康以及对病原菌的抗性。Wattana等研究发现，采用50%的发酵棕榈仁粉替代豆粕可以显著降低粗纤维含量，提升罗非鱼的生长速度和饲料利用率，增强罗非鱼的消化酶活性和肉蛋白合成能力。Dawood等研究结果表明，日粮中添加11.17%～25.14%的发酵家禽副产品粉能够显著提升罗非鱼的生长速度和健康状况。Abu-Elala等通过研究发现，日粮中添加全发酵酵母可以提高罗非鱼的生长性能和免疫力，提高其对疾病的抵抗力。黄世金等研究发现，添加15%的发酵饲料能促进罗非鱼生长，提高其存活率，降低饵料系数。

3.2 发酵饲料在虾生产中的应用

3.2.1 发酵饲料在克氏原螯虾(俗称小龙虾)生产中的应用

张来荣研究发现，饲喂发酵颗粒饲料可以增强克氏原螯虾肠道内脂肪酶的活性，提高血清中谷草转氨酶和谷丙转氨酶的活性，并增加肠道绒毛的密度，改善虾的肠道组织形态。晏明瑶等通过研究发现，发酵饲料有助于提升克氏原螯虾肠道与食物的接触面积，以及肝胰腺中的抗氧化酶活性和非酶物质含量，降低脂质和蛋白质氧化损伤，保护肝胰腺健康。徐增洪等研究表明，生物饲料组的克氏原螯虾相对日均增重率高于普通饲料组，且体重增长相较于体长生长的差异更为显著。

3.2.2 发酵饲料在凡纳滨对虾/南美白对虾生产中的应用

Han 等研究表明，通过使用发酵棉籽粕替代南美白虾饲料中75%的豆粕，可以提高饲料中必需氨基酸的含量，有助于增加对虾肠道微生物的多样性。Hamidoghli等研究发现，用枯草芽孢杆菌发酵豆粕和玉米蛋白粉替代鱼粉进行菌水处理，在提高水质指标的同时，可提高南美白对虾的生长和抗病能力。Wang 等研究发现，发酵棉粕替代88.74%豆粕后，凡纳滨对虾的生长和饲料利用率达到最佳水平。孟阳通过研究发现，发酵饲料能显著提高凡纳滨对虾的消化能力、抗氧化能力和LZM和AKP活性。

3.2.3 发酵饲料在日本沼虾(俗称青虾)生产中的应用

李正中等研究发现，25%发酵饲料能够提高日本沼虾的增重率，降低饵料系数，改善肠道微生物群落结构，增强机体免疫力和抗氧化能力。金燕研究表明，在日本沼虾的饲料中添加1%的发酵五倍子显著提高了日本沼虾的生长性能和抗病原菌感染能力。Ding等通过研究发现，25%发酵豆粕替代鱼粉能够显著增加日本沼虾的生长速率。

3.3 发酵饲料在蟹生产中的应用

杨阳通过研究发现，发酵饲料能显著提高中华绒螯蟹平均增重、蟹体大小和总产量。许晨远等研究表明，将优质发酵饲料以日投喂量的5%-20%的比例额外泼洒给中华绒螯蟹的幼蟹，各组的增重率和特定生长率均显著高于对照组。Yu 等研究结果表明，发酵蛋白饲料显著提高螃蟹均重，雄性螃蟹的平均重量和数量比对照组有所改善。徐奕晴等研究发现，当添加10%的发酵饲料时，中华绒螯蟹的幼蟹特定生长率和饲料效率均优于全鱼粉对照组。

目前，水产发酵饲料试验研究多集中于鱼类，对甲壳类动物关注较少，这可能是由于鱼类市场需求远大于虾蟹类。未来，随着人民对美好生活品质需求的提高，虾蟹类的市场增长潜力不容小觑，对虾蟹类专用发酵饲料的开发应用迫在眉睫。发酵饲料在水产养殖中的应用研究结果可能存在一些差异，主要是因为不同的研究特点、实验方法以及实验水平导致了这些结论的不完全一致。

4 展望

目前，将发酵饲料应用到水产养殖中能够满足人们对绿色健康水产产品的迫切需求，符合现代高效利用非常规饲料资源的养殖模式。发酵饲料具有适口性好、饲料中抗营养因子和有毒物质含量少等特点，且微生物的种类众多，原料来源广泛，价格低廉，具有广阔的应用前景。

通过微生物发酵作用，可以改善饲料原料的营养结构，提升饲料质量，因此，如何通过工艺探索，提升发酵饲料营养价值和功能特性将是发酵饲料未来研发重点。为此，可聚焦于发掘和筛选具有益生菌特性的微生物菌株，以增加饲料中益生菌的种类和数量；或者利用先进的生物技术手段，如基因编辑和代谢工程，改良或定制微生物菌株，进一步提高发酵饲料的性能和效果。同时，未来发酵饲料应关注发酵饲料的可持续性，例如利用废弃农作物、浆果废弃物、水下植物等天然资源作为发酵底物，创新饲料制备方法。此外，通过基因工程等手段对发酵饲料中的微生物进行定制化改造，可使其更适应特定水产动物的营养需求和消化环境，进一步提高饲料的营养价值。而通过深入研究发酵过程中的微生物群落动态和代谢途径，可以优化发酵条件，提高发酵饲料的稳定性和有效性。

目前，发酵饲料在水产养殖中已经得到了一定的应用，并取得了不错的效果，随着研究的深入和技术的进步，发酵饲料在水产养殖中的应用范围可进一步扩大，例如乌龟、青蛙、章鱼等水产养殖。此外，发酵饲料的应用可能与其他饲料管理系统相结合，如智能喂食系统、生物滤池和循环水系统等，不仅有助于提高水产养殖的经济效益，还有助于促进健康环保型渔业的发展。

综上所述，未来发酵饲料在水产养殖中将继续得到广泛应用和研究，用于提高饲料质量、增强动物健康和养殖效益，同时也符合可持续发展的要求。

参考文献：略。

作者：任秦，齐飞等发表于《饲料工业》