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近年来生物饲料研究与应用成为我国畜牧饲料行业研究热点。《农业部“十三五”规划》也明确提出生物饲料产业发展是供给侧改革的重要突破口，是解决畜牧业可持续发展的重要途径，对于促进农副资源饲料化与高效利用、推动饲料配方体系的变革、改善动物生产性能、降低养殖成本、实现从减抗到无抗养殖、减排环保以及应对大豆供应危机等具有重要意义。
1.1定义
1.2分类
团体标准《生物饲料产品分类》中，根据原料组成、菌种或酶制剂组成、原料干物质的主要营养特性，生物饲料可分为发酵饲料、酶解饲料、菌酶协同发酵饲料和生物饲料添加剂等4个主类、10个亚类、17个次亚类、50个小类和112个产品类别。
2.1发酵饲料的现状
保持稳定发展势头:目前我国从事生物饲料行业的企业数量达1000余家。虽然微生物制剂和酶制剂趋于饱和，而发酵豆粕、酿酒酵母培养物、发酵糟渣和构树叶等发酵产品则稳定增长、逐渐成规模，且在饲料企业和养殖场得到广泛应用。如果发酵饲料在猪料、肉禽料、蛋禽料、水产料、反刍料和其他饲料中的用量分别以5%、2%、5%、5%、10%和5%估计，且按总量普及率20%推测，2018年发酵饲料总量约195万t。
3.1发酵菌种研究进展
我国饲料原料种类繁多，物理、化学性质差异较大，而不同的菌种又具备不同的生理特性，在生产实践中应根据不同的饲料原料以及不同的生产目的选择适当的菌种组合以生产合格的生物发酵饲料。例如，新鲜马铃薯渣含水量高达90%以上，适合利用黑曲霉和啤酒酵母等微生物发酵生产蛋白质饲料。
3.2生物发酵原料与工艺研究进展
3.2.1发酵原料
发酵饲料原料的选择已从豆粕、棉籽粕、菜籽粕等的发酵以提供高品质蛋白质饲料，发展到聚焦鲜糟渣、果渣和蔬菜尾菜等非常规饲料原料发酵，以提供优质、优价的发酵能量饲料和粗饲料等。
3.2.2主要原料发酵工艺研究进展
在实际生产过程中，根据菌种特性主要分为耗氧、厌氧和兼性厌氧发酵。根据菌种数量选择，主要分为单一菌种、多菌种、菌酶协同发酵等种类。饲用酶制剂的生产以单一菌种液体深层发酵为主，发酵饲料原料和混合饲料的生产以复合菌种发酵为主。吝常华研究了淀粉芽孢杆菌单菌固态发酵豆粕的最佳工艺，发现豆粕经过微生物发酵后小肽含量得到显著提高，营养价值得到明显改善;蛋白质分子质量显著下降;酸碱度也发生了明显变化，且单菌与混菌发酵效果存在显著差异;提出了枯草芽孢杆菌单菌固态发酵玉米的最佳工艺，玉米经过微生物发酵后，可溶性糖含量显著增加，淀粉总量和支链淀粉含量显著下降，直链淀粉含量显著升高，营养物质含量发生明显变化，总酸含量显著提高，pH发生明显变化，单菌发酵和混菌发酵效果具有差异性;提出了多黏类芽孢杆菌固态发酵小麦的最佳工艺，与未发酵相比，经单菌、混菌发酵后，小麦提取液黏度均显著降低，营养物质发生显著变化，粗蛋白质、粗纤维、粗灰分、粗脂肪含量有升高趋势，酸碱度发生明显变化，且单菌和混菌发酵效果差异显著;此外，豆粕、菜籽粕、玉米、小麦4种原料发酵后肉鸡表观代谢能较发酵前分别显著提高了19.21%、19.13%、6.90%和7.03%。
吴正可以硫甙降解率、多肽增加率、总酸增加率为目标研究提出了菜籽粕最佳发酵工艺;在玉米－豆粕型饲粮中添加15%的发酵菜籽粕对肉鸡生长性能无显著影响，但添加10%发酵菜籽粕组生长性能、免疫指标、肠道发育状况要优于玉米－豆粕型饲粮对照组，同时还提高肉鸡屠宰率、全净膛率、胸肌率、腿肌率、十二指肠和空肠的绒毛高度/隐窝深度。
3.3酶解饲料研究进展
酶解饲料已被广泛应用于畜禽养殖中，加酶饲料预消化的工艺参数及处理效果已被证实。无机磷、酸性洗涤纤维和还原糖含量是反映加酶饲料体外预消化效果的重要指标。在体外条件下，根据饲用酶制剂反应需要的条件，对饲料进行酶解预消化可以大幅提高饲料利用率，降低配方成本，提高动物的生产性能。
研究表明，加酶预消化饲料能显著改善饲料品质，提高断奶仔猪对饲料养分的消化率，进而促进其生长;提高蛋鸡的产蛋率，降低料蛋比，改善蛋品质，提高能量的表观代谢率;提高肉鸡饲粮中养分的表观消化率，极显著改善肉鸡的采食量、增重和料重比;显著提高绵羊饲粮中养分的表观消化率，显著减少羊粪中养分的排泄量，提高了绵羊日增重，减少了料重比，提高了经济效益;显著提高奶牛的标准乳量、平均乳脂率、中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维的排出量和表观消化率。
3.4菌酶协同发酵饲料研究进展
3.5地源饲料发酵应用技术研究进展
3.5.1地源饲料兴起
3.5.2地源饲料应用关键技术进展
近年来生物饲料开发国家工程研究中心就地源饲料的有效应用提出了5个关键集成技术:针对不同地源饲料的菌+酶发酵菌剂集成技术;针对不同产地的发酵设备和工艺技术;地源饲料营养数据库技术和以某一地源饲料为核心的不同养殖品种的饲料配方技术;针对不同养殖规模的自动化液体及湿料饲喂设备和工艺技术;针对畜禽粪污氮磷减排生物处理技术(参考生物饲料开发国家工程中心编写的内部资料《生物饲料百项技术和产品汇编》)。通过以上5大技术集成，降低了饲料成本、猪群整齐度好。但地源饲料存在质量不稳定、营养数据库不完善、液体饲喂料线设备成本高等不容忽视的问题，同时安全有效地应用研究和技术推广任重而道远。
3.6发酵饲料在动物养殖中的应用
3.6.1发酵饲料对畜禽生长性能的影响
近年来酒糟、尾菜、桑叶和棉菜粕等饲用资源发酵后饲用效果的研究报道不少，发酵饲料在配合饲粮中添加量在2%～50%，也有全发酵饲粮的应用，饲养动物涵盖了猪、禽、羊、牛。在生长性能方面，总体表现为日增重增加、料重比降低、育肥动物每千克增重的饲粮成本降低、养殖经济效益增加。多数研究证实，发酵豆粕均可提高断奶仔猪的生长性能，也有研究发现，饲喂10%和15%湿发酵豆粕仔猪平均日增重分别提高了16.6%和23.0%，料重比分别降低了9.7%和11.4%;另有研究表明，发酵豆粕可替代鱼粉等动物性蛋白质饲料应用于保育猪的生长发育，早在1975年就报道了米曲霉发酵豆粕可提高肉鸡生长性能和饲料转化效率。诸多研究结果表明，4.5%发酵豆粕显著提高肉鸡21和35日龄体重，其效果优于鱼粉;在肉鸡前7天饲粮中添加3%乳酸菌或枯草芽孢杆菌发酵豆粕的研究表明，前7天饲粮中使用发酵豆粕可显著提高后期肉鸡的平均日增重、饲料转化率和35日龄体重，说明前期饲喂发酵饲粮有后续效应且可促进后期生长。在畜产品品质方面，饲喂发酵饲料畜禽肌肉氨基酸和肌间脂肪含量有所增加，抗氧化水平提高;蛋壳品质提高，蛋白哈夫单位和蛋黄颜色增加，蛋黄中胆固醇含量降低;胸肌肌苷酸含量提高。
3.6.2发酵饲料对动物肠道微生态与形态结构的影响
近年来，发酵饲料的作用机理研究渐趋深入。诸多文献报道，微生物活菌发酵饲料对猪、鸡、鸭、奶牛、对鱼等养殖动物的肠道微生态和血清生化指标产生多种影响，总体具有促进有益活性菌在宿主肠道的定植、改善肠道形态结构、促进肠道发育、促进生产性能的效果。
3.6.3发酵饲料对动物免疫机能的影响及其机理
3.6.4发酵饲料对水产动物生长性能影响
3.6.5发酵饲料对生态环境保护的影响
由于发酵饲料的应用可提高饲料利用率，减少氨气排放，降低锌、铜等重金属的添加，因此可缓解畜禽养殖对环境的污染。
4.1特色功能菌株的筛选
未来功能菌株的筛选仍然是生物饲料研究的核心，即针对饼粕类原料中存在的抗营养因子、玉米深加工副产物中的霉菌毒素和含硫物质，筛选高效降解菌;针对不同畜种的肠道特点及同一畜种不同发育时期的肠道特点等，筛选适应性好、定植能力强的菌株;以及根据其他特定功能性代谢产物，筛选高效表达菌株。随着科研工作者对发酵饲料技术的不断探索，发酵饲料菌株的筛选也日益多元化，筛选出来的功能菌株也越来越丰富，从高产蛋白酶、纤维酶、脂肪酶、淀粉酶菌株进而到降解棉酚、硫苷等毒素菌株和抗菌抗病毒菌株的筛选，研究者们正致力于筛选高性能、高耐受性、高稳定性的菌株。
4.2菌株的组合效果
目前很多生物饲料的菌种应用组合比较粗糙，多停留在种的层面，甚至是属的层面，随着菌株筛选及功能研究的不断深入，菌株的功能不断明确，菌株之间的组合研究将开启一个新的发展局面，并实现与肠道微生物组学、代谢组学等前沿研究的同步发展。
不同菌种按照不同的比例组合发酵出来的饲料质量也不相同，有的混合菌发酵效果表现优于单个菌株，有的却不如单个菌株。进行发酵前，要充分了解原料特点、菌种的生存条件、代谢途径、发酵产物和混合菌种之间可能存在的相互关系并根据发酵目的，结合菌种发酵效果，选用菌种的种类和添加比例。有科学家在酒糟发酵蛋白质饲料菌种的筛选研究中，以粗蛋白质、真蛋白质、粗纤维为指标，选用8种酵母菌和霉菌反复结合进行试验，最终确定出最佳发酵菌种组合。
4.3生物发酵饲料价值评价指标
未来生物饲料的功能将更进一步明确，其对原料的预消化程度、对饲料利用率的提高程度、对畜体肠道健康的改善程度、对畜产品品质的改善效果，甚至对畜禽粪污资源化利用中限制因子的去除程度，及对畜禽舍内氨气的去除程度等都将进一步量化，评价方法将进一步标准化。
4.4生物饲料质量安全实施动态预警监测
生物饲料的质量安全性，首先要依据饲料卫生标准;生物饲料因其微生物学属性，还应对其微生物安全性进行监测。检测内容应包括所用菌种是否合法合规，遵循“法无许可即禁止”的原则，严格禁止《饲料添加剂品种目录(2013)》中规定以外的菌种的使用。此外，还包括因发酵工艺等控制不严而导致的有害菌，甚至是致病菌的污染，也应对其进行监测。利用新一代测序技术，通过宏基因组测序等手段，对生物饲料的全部微生物组成进行监测。此外，生物饲料往往还具有动态变化的性质，所以生物饲料质量安全监测也应是一个动态监测的过程。2018年3月，农业农村部成立了生物饲料质量安全预警监测工作组，委托中国农业科学院饲料研究所和生物饲料开发国家工程研究中心牵头，联合国内顶级监测机构共同承担生物饲料质量安全预警监测项目，对全国范围内18个省、市生物饲料生产、经营、使用和养殖环节的生物饲料进行动态监测，对生物发酵饲料产业的健康发展提供了有力保障。
生物饲料应用前景广阔，未来生物饲料将大有可为。生物饲料开发国家工程研究中心联合国内高校和科研院所多年来做了大量储备工作。一是技术方面，5个关键技术集成，解决发酵产业链中5个环节的关键技术;二是标准制定方面，目前发酵产业迅猛发展，生物饲料产业创新战略联盟具有发布团体标准的资格，现在正在加速团体标准和行业标准的制定;三是发展规划方面，未来的生物饲料将是传统工业饲料中最重要的新的表达方式，或者在2亿t饲料的结构再调整中成为非常突出的或最具潜力的一部分，它将会带来养殖业和饲料业的革命性变化;四是生物饲料质量安全问题，各级政府及科研机构高度重视生物饲料质量安全，为强化安全意识，农业农村部专门成立生物饲料质量安全预警工作小组，在全国范围建立监测网点，监督生物饲料质量安全，从源头上把控产品安全。生物饲料的发展事关长远、事关大局、任务艰巨、责任重大，希望行业从业者抓住机遇，持续创新，共同推动我国生物饲料产业的健康发展，加速我国饲料行业科技进步和转型升级迈向新台阶。