暴風

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微生物發(fā)酵飼料是指利用微生物的代謝活動，將一些動物源或植物源的飼料原料中大分子物質或抗營養(yǎng)因子分解和轉化的過程，形成有機酸、可溶性多肽等小分子物質，容易被畜禽消化吸收，是一種營養(yǎng)豐富、活菌含量高且無毒害作用的飼料形式，近年來在飼料行業(yè)得到了快速發(fā)展。早年在飼料發(fā)酵上的應用研究主要集中在對飼料進行發(fā)酵處理后，飼料具有一定的香味，明顯的改善了飼料的適口性，對動物有誘食的作用。現(xiàn)今飼料發(fā)酵工藝不斷進步，不僅可以針對性的對單種飼料原料進行發(fā)酵，同時可以配合菌種和不同的發(fā)酵方式達到最優(yōu)的發(fā)酵效果。本文將對目前飼料工業(yè)中常見的液態(tài)發(fā)酵和固態(tài)發(fā)酵兩種發(fā)酵方式及常用的發(fā)酵菌種進行介紹，旨在為發(fā)酵工藝在飼料加工上的應用提供參考。

1 液態(tài)發(fā)酵工藝

液態(tài)發(fā)酵工藝是指根據(jù)不同的飼料原料，將水與飼料的比例按1：1.5 至1：4 混合，添加適宜發(fā)酵環(huán)境的微生物，再通過一定時間的發(fā)酵處理后，產生的一種pH 相對較低、狀態(tài)穩(wěn)定且容易被動物腸道消化吸收的一種飼料。研究表明，液態(tài)發(fā)酵具備發(fā)酵速度快、生產周期短的優(yōu)點，同時由于液態(tài)發(fā)酵菌種主要存在于液態(tài)環(huán)境中，能有效的降低發(fā)酵菌種的污染率，其次液態(tài)發(fā)酵過程中，溫度等工藝參數(shù)易控制，液態(tài)發(fā)酵菌種選擇限制性小，液體發(fā)酵環(huán)境可供選擇的菌種較多，且有研究指出，液態(tài)環(huán)境下微生物繁殖的重復性較強[1]。

液態(tài)發(fā)酵也存在一定的缺點，首先液態(tài)發(fā)酵會分解飼料中的游離氨基酸，進而產生大量酸性物質和生物胺，容易導致飼料中pH 過低和飼料的適口性下降；液態(tài)發(fā)酵的產物濃度不穩(wěn)定，需要進一步研究開發(fā)；其次液態(tài)發(fā)酵配套系統(tǒng)設備昂貴，發(fā)酵成本以及能源消耗量較大；同時液態(tài)發(fā)酵產生的廢水廢渣較多，處理不當易污染環(huán)境。

2 固態(tài)發(fā)酵工藝

固態(tài)發(fā)酵工藝是指微生物在沒有游離水或者游離水含量可以忽略不計的固態(tài)基質上發(fā)酵的一種處理方式。通常固態(tài)發(fā)酵基質的含水量在50%左右，一般固態(tài)基質中氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)三種形態(tài)并存，且多孔性的固態(tài)基質中含有水和部分水不溶性物質。有研究指出固態(tài)發(fā)酵具有培養(yǎng)基含水量少，廢水廢渣少，發(fā)酵后處理方便的優(yōu)點，同時固態(tài)發(fā)酵相比液態(tài)發(fā)酵能源消耗量低，發(fā)酵的功能設備相對也比較簡易，其次固態(tài)發(fā)酵的原料多為天然基質或產業(yè)廢渣等，廣泛易得且價格低廉[2]。固態(tài)發(fā)酵工藝所需設備及技術相對簡單，投資較低且固態(tài)發(fā)酵處理產物產率高，微生物在固態(tài)基質中易生長，酶活力高，酶系也相對更加豐富。

同樣固態(tài)發(fā)酵存在發(fā)酵菌種限于耐低水活性微生物，菌種的選擇性較小的缺點，且固態(tài)發(fā)酵速度較慢，發(fā)酵周期相比液態(tài)發(fā)酵周期更長。固態(tài)發(fā)酵基質中，天然原料組成和結構復雜，可能一定程度上會影響發(fā)酵的質量。固態(tài)發(fā)酵的工藝參數(shù)相比液態(tài)發(fā)酵難以測定和控制，且需要勞動量大，工藝操作強度高等[3]。

3 發(fā)酵工藝的主要菌種

3.1 乳酸菌

乳酸菌是一種常見的腸道有益菌群，在腸道內能產生有機酸，以及乳酸菌素和各種酶類等活性物質。發(fā)酵處理產生的有機酸包括乳酸、乙酸、丙酸和丁酸等，這些酸性物質其本身是一種有益于動物機體的營養(yǎng)物質，同時一定程度上能降低動物腸道p H，對一些病原菌起到抑制作用。發(fā)酵產生的乳酸菌素和苯乳酸對腸道中的病原菌也有很好的抑制殺滅作用，使有益微生物在腸道微生態(tài)環(huán)境競爭中占據(jù)優(yōu)勢，促進了動物健康生長發(fā)育。

3.2 芽孢桿菌

芽孢桿菌作為一種可以形成芽孢（內生孢子）的桿菌或球菌，對外界不利環(huán)境有很強的抵抗力，且分布廣泛。芽孢桿菌通過發(fā)酵可在動物腸道中產生淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶以及多種非淀粉多糖酶，可以補齊腸道中缺乏的各種酶類，促進動物對營養(yǎng)物質的消化吸收。雖然芽孢桿菌在動物腸道含量相對其他菌種含量較少，但其內生孢子具有很強的抗逆性，可以耐受前腸中高膽鹽，以及胃中低pH 的酸性環(huán)境，從而順利到達小腸內定植。由于其為需氧菌，在動物小腸中定植可消耗大量的氧，降低腸道中的氧含量，有利于腸道厭氧益生菌的生長，抑制一些好氧病原菌生長繁殖[4]。目前常用的發(fā)酵工藝中應用的芽孢桿菌菌種主要有枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、蠟樣芽孢桿菌和凝結芽孢桿菌等。

3.3 酵母菌

酵母菌在發(fā)酵工藝中的應用最古老也最為廣泛，是一種兼性厭氧的單細胞真菌。酵母菌中含有豐富的粗蛋白，其中干酵母中粗蛋白含量可達50%，且分子量較小，易被動物腸道消化吸收，在動物腸道中的利用率可達80%～90%，氨基酸組成平衡性好，而且含有豐富的維生素。同時酵母菌同樣含有豐富的酶系統(tǒng)，并且能產生谷胱甘肽等多種活性物質。酵母菌在于動物腸道中雖然含量較低，但其發(fā)揮了提供蛋白質、改善消化吸收的作用；同時兼性厭氧的特點營造的腸道環(huán)境可以刺激有益菌生長，抑制病原菌的定植，對防治動物消化道系統(tǒng)疾病有重要意義[5]。經酵母菌發(fā)酵過的飼料具有獨特的香味，具有誘食的效果，同時改善飼料的適口性。目前應用于發(fā)酵飼料上的酵母菌主要有啤酒酵母、熱帶假絲酵母和產阮假絲酵母等。

4 小結

發(fā)酵工藝應用有效的去除了飼料中的抗營養(yǎng)因子且降解了飼料中的大分子物質，有利于動物對飼料的消化吸收，就目前來看常用的兩種發(fā)酵方式各有優(yōu)劣，需要進一步開發(fā)新型的混合發(fā)酵模式，綜合兩者的優(yōu)點，促使發(fā)酵工藝在飼料行業(yè)中的應用更進一步。