常用菌种益生菌的选用原则与发酵工艺

1 引言俗话说“民以食为天”，食品在我们的日常中又可分为蔬菜类、水果类、肉类等。

肉类食品又多来自于我们人工饲养的动物畜禽。

畜禽的肉质好不好就要看我们填味的饲料怎么样。

现如今，饲料中的精品非“微生物发酵饲料”当之无愧。

什么是微生物发酵饲料呢，相信大家对“微生物发酵”与“发酵饲料”这两个词都不陌生，微生物发酵饲料就是在他们的基础上发展而来的，具体定义如下：微生物发酵饲料是采用特殊生产工艺和特制包装在可移动方式下发酵，利用微生物的新陈代谢和繁殖菌体形成富含大量活性有益微生物、有机酸及微生物代谢产物的发酵饲料、微生物发酵技术为饲料工业提供了氨基酸、维生索、酶制剂、有机酸和活菌制剂等大量产品、不仅具有改善饲料营养吸收水平，降解饲料原料中可能存在的毒素，还能大大减少抗生素等药物类添加剂的使用。

常见的微生物发酵饲料分为四大类：第一类是固态发酵饲料，就是利用微生物的发酵作用来改变饲料原来的理化性状，将砒壳残渣变为饲料，或解毒脱毒将有毒饼粕转变为无毒的饲料。

第二类是酵母饲料、细菌饲料，以及菌体蛋自(MBP)，如丝状真菌菌体食用菌菌体及光合细菌等;第三类是利用微生物程生产饲用氨基酸、酶制剂以及抗生素、维生索等;第四类是培养繁殖可以直接饲用的微生物，制备活菌制剂。

最常见的发酵原料包括薯类、籽实类、糠麸类、渣粕类(各种薯渣、玉米渣、脚粉、柑橘渣、甜菜渣、某些草粉等、饼粕类(如棉籽饼、菜籽饼、油茶籽饼、蓖麻饼等)、秸杆类、粪便、及动物下脚料等。

微生物发酵饲料近年来发展迅速，用生物技术特别是微生物发酵技术来开发新型饲料资源、生产蛋白质饲料和新型添加剂越来越受到人们的重视、特别是进人21纪后，利用微生物生产的饲料蛋白、酶制剂、氨基酸、维生素、抗生素和益生菌微生物制剂等饲料产品的使用使发酵下程技术在饲料下业中得到了更广泛的应用，从而弥补了常规饲料中容易缺乏的氨基酸，而且能使其它粗饲料原料营养成份迅速转化达到增强消化吸收利用效果。

近年来微生物发酵饲料，已引发全世界区域性的广泛兴趣。

国外20世纪60年代初就开始了研究开发微生物发酵饲料(DFM饲料)，近几年，我国微生物发酵饲料的发展也十分迅猛。

我国早在九十年代初就开始了微生物发酵饲料的研究(主要是酵母蛋白饲料的生产)，但是受到当时市场环境的限制，微生物发酵饲料没有快速发展起来。

我国微生物发酵饲料发展缓慢.共经过3个阶段:第一阶段是20世纪50年代的糖化饲料;第二阶段是20世纪80年代末至90年代的酵母饲料;第三阶段即今天的微生物发酵饲料.与前2个阶段相比.专业生产发酵饲料的商家相对较少，多是以小型饲料生产发酵饲料来配制为浓缩饲料为主。

微生物发酵饲料使饲料工业的产品质量有了大幅度的提高。

近些年来的中国畜牧业的发展和国际市场环境变化，又把人们的目光重新聚焦在了微生物发酵饲料上，并且有了更为深入的研究与发展2.常用菌种、益生菌的选用原则与发酵工艺2.1微生物发酵饲料常用菌种发酵菌种是发酵过程的灵魂。

我国微生物饲料的应用菌种:我国农业部2003年12月发布的第318号公告“饲料添加剂品种日录”中有15种:地衣芽抱杆菌、枯草芽抱杆菌、两歧双歧杆菌、粪肠球菌、屎肠球菌、乳酸肠球菌、嗜酸乳杆菌、干酪乳杆菌、乳酸乳杆菌、植物乳杆菌、乳酸片球菌、戊糖片球菌、产肮假丝酵母、酿酒酵母、沼泽红假单胞菌。

日前我国市场上用于饲料发酵的益生菌的种类主要是乳酸菌、芽抱杆菌、酵母和霉菌。

2.1.1乳酸菌目前生产中使用的乳酸菌至少有30多种，按乳酸代谢途径，大致可以归纳为四种类型：同型乳酸发酵、专性异型乳酸发酵、兼性异型乳酸发酵、异型双歧杆菌乳酸发酵。

同型乳酸发酵：典型的生产菌种主要有德氏乳杆菌、嗜酸乳杆菌唾液乳杆菌、嗜热乳杆（Lactobacillus thermophilus）粪肠球菌（Enterococcus faecalis）、乳酸乳球菌（Lactococcus lactics）。

专性异型乳酸发酵，典型的生产菌种主要有：发酵乳杆菌、高加索酸奶乳杆菌、短乳杆菌、巴氏乳杆菌。

兼性异型乳酸发酵，典型的生产菌种主要有：植物乳杆菌、干酪乳杆菌、鼠李糖乳杆菌、清酒乳杆菌异型双歧杆菌乳酸发酵：比较典型的生产菌种是动物双歧杆菌，双歧杆菌的培养要求很严格，对厌氧的要求极高，目前还很难应用在实际生产中。

2.1.2芽抱杆菌芽抱杆菌是一种能够产生芽抱的好氧菌，耐受高温、高压和酸碱，生命力强。

芽抱杆菌能够耐受胃酸和消化适上段胆盐和消化液破坏，在到达消化适下段以后出芽生长繁殖;芽抱杆菌是好氧菌，在小肠适内消耗大量的氧气，维持肠道厌氧环境，从而促进乳酸菌双歧杆菌等厌氧益生菌的生长与繁殖，抑制需氧致病菌的生长，维持动物肠道的菌种群落的平衡。

芽抱杆菌能够产生VB1,VB2,VB3等B族维生素，VC,蛋自酶，淀粉酶和脂肪酶等酶以及多种代谢产物，对饲料的降解、消化、吸收和动物的营养代谢起到促进作。

目前在生产中应用的有近10种，以杆菌为主，主要为以下3种：地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、蜡样。

2.1.3酵母菌酵母是一类非丝状真核微生物，一般泛指能发酵糖类的各种单细胞真菌，其菌体中含有非常丰富的蛋自质、B族维生素、糖、酶等多种营养成分。

大量的研究试验证明，酵母在提高动物免疫力、提高动物生产性能和减少应激等方面均起到一定的作用。

饲用类酵母的种类有啤酒酵母和产朊徦丝酵母。

啤酒酵母除应用于酿造啤酒及其他的饮料酒外，还可发酵面包等。

菌体维生素、蛋自质含量高，可作食川、饲料酵母。

假丝酵母能发酵葡萄糖、蔗糖、棉子糖，能同化硝酸盐。

产朊假丝酵母的蛋白质含量和vb含量均高于啤酒酵母，它能以尿素和硝酸盐为氮源，不需任何生长因子。

特别重要的是它能利用五碳糖和六碳糖，还能利用的亚硫酸、木材水解液及糖蜜等生产人畜食用的蛋白质。

目前在生产中应用的有20多种，主要是以下3种：酿酒酵母、热带假丝酵母、产朊假丝酵母。

2.1.4霉菌目前在生产中应用的有近10种，主要是以下3种：米曲霉、黑曲霉、白地霉。

霉菌可利用分解纤维素和淀粉2.2在微生物发酵饲料中常添加益生菌，所使用有益菌的原则2.2.1有益菌菌种必须是安全的必须用本动物或实验动物做急性、亚急性毒性实验、致畸致残等试验，只有安全性好的菌株才能作为生产菌种。

2.2.2有益菌必须能在畜禽肠道内存活有益菌必须能在畜禽肠道内存活，能适应肠道的环境条件并能进行新陈代谢活动，最好是来自动物体内的正常菌群。

2.2.3有益菌必须是活菌添加的有益菌必须是活菌在生产使用及储存过程中要求易于生产和保持有益菌的活性状态。

2.2.4 有益菌含量必需足够由于肠道环境的复杂性，微生物饲料中所含的有益菌数必须要达到一定数量才能保证其存活和发挥作用。

2.3微生物发酵饲料常用发酵工艺微生物发酵饲料常用工艺是指将饲料原料粉碎、饲料原料加益生菌搅拌、用自动调节气压的单向排气呼吸膜装置的塑料袋密封包装、包装封口后在常温下储存发酵，即采用先包装后发酵的移动式固态发酵技术阵发酵饲料，一般需经5-7天即可得到发酵饲料。

除了生产菌种以外，生产工艺也是决定发酵技术成败的要素。

结合实际生产，到目前为止，国内外关于发酵饲料生产技术(或者说生产工艺)的内容主要包括以下几种:2.3.1青储青贮饲料分为一般青贮和特殊青贮。

一般青贮，又称乳酸发酵饲料。

乳酸菌是发酵的主角，在厌氧条件下它大量繁殖，占支配地位时产生大量乳酸，抑制不良微生物的生长繁殖，从而制成优质的青贮饲料。

青贮是调制和贮藏青饲料的有效方法2.3.1.1一般青贮一般青贮卞要是利用青贮原料上附着的乳酸菌等微生物的生命活动，通过发酵作用将青贮原料中的糖类等碳水化合物变成乳酸等有机酸，提高青贮料的酸度，从而抑制了有害细菌的生长，加之厌氧环境抑制了霉菌的活动，使青贮料得以长期保存。

由于在青贮中微生物发酵产生的代谢产物使青贮料带有芳香味，能提高饲料的适日性青贮原料非常广泛，玉米秸杆，高梁等禾本科作物副产品以及青绿的大豆，蚕豆，豌豆及杂豆的茎叶等豆科作物副产品，另外如甘薯秧叶，向日葵籽实成熟时的上部茎叶及花盘，甜菜，马铃薯，西红柿等茎叶。

另外，其他野生杂草、毒草、树叶，栽培牧草都是良好的青贮原料2.3.1.2特殊青贮特殊青贮主要是低水分青贮和外加剂青贮。

低水分青贮的基本原理是原料含水少，造成对微生物的生理干燥。

原料经风干水分含量达到40% -55%时，植物细胞质的渗透压达到5-6兆帕大气压，这样的风十植物对腐生菌，乳酸菌会造成生理干燥状态，使生长繁殖受到抑制。

因此，在青贮过程中微生物发酵弱，蛋白质不被分解，有机酸形成少，这种方式青贮，必须在高度厌氧条件下进行。

低水分青贮可以用来扩广青贮原料范围，用一般方法不易青贮的原料如含糖不足的豆科牧草都可以用此法青贮。

对于不易青贮或难青贮的原料或需要提高青贮饲料营养价值的原料，可以进行外加剂青贮。

外加剂青贮的作用主要有二方面.1,促进乳酸菌发酵，抑制不良发酵;2提高青贮的营养价值。

外加剂青贮扩大了青贮原料范围，把一般青贮法中认为不易青贮的原料加以利用，如含糖分过少的植物或经过加工的副产物(如加工过程中乳酸菌受到损失)。

有利因素:传统工艺，历史悠久，技术成熟。

限制因素:季节性强(原料必须是新鲜的农作物);只能就地消化，基本不能远距离运输;开窖后必须短时间内用完;目前仅限于反当动物领域。

2.3.2固态好氧发酵生产饲料蛋白原料这种生产方式在20世纪80—90年代很流行，在全国各地都有推广应用。

其中比较著名的是郭维烈先生倡导的微生物组合发酵生产4320菌体蛋白，这种技术充分利用了微生物的相互作用(同生、互惠同生、共生、竞争和拮抗等多种关系)，原料不需要严格消毒就可以直接用于接种培养，从而极大地简化了生产工艺，降低了生产成本。

接种的微生物主要是热带假丝酵母，这种酵母生长繁殖速度很快，代谢旺盛，能高效地把农副产品转化成菌体物质。

但是，与传统的发酵工艺一样，4320发酵成品也需要干燥，否则容易腐败变质。

另外，这种工艺的机械化程度较低，这也是传统固态好氧发酵的共同缺陷，需要较多的人工用于物料的翻拌、散热等繁琐的操作。

随着劳动力成本和能源价格的不断上涨，目前这种技术的优势也正在逐步丧失。

按目前的生产工艺计算，每吨4320蛋白的加工成本(除原料以外的所有费用)至少在800元以上。

2.3.3固态厌氧发酵高活性生物饲料为了克服4320蛋白发酵技术的不足，近年来，我国很多科研工作者提出了多种简便的微生物厌氧固态发酵生产技术。

相对于好氧发酵，厌氧发酵的能耗低，微生物代谢产生的热量也要小得多，生产过程往往不需要翻拌散热。

发酵产品只要密封得当，即使长期存放也不会腐败变质。

目前比较典型的固态厌氧发酵生物饲料的成功例子主要有2种:一种是适合于养殖户自产自用的袋装发酵饲料;另一种是属于规模化流水线生产的袋装发酵饲料。