微生物发酵饲料的生产与应用

（Geotrichum candidum）。
很多，比较常用的有：耗尽氧气，降 用热带假丝酵母连续培养处理酒精
一般来说，利用霉菌发酵，基 低体系的氧化还原电位；降低环境的 废水，生产出的酵母有较好的适口
本上都是有氧发酵，发酵过程会产生 p H 值；代谢物中含有能选择性杀灭 性，但是由于废水中有机物含量比较
发酵水平、提取技术在国际上处于领 量也要小得多，生产过程往往不需要 食量明显提高，最多能提高 10% 以
先地位，而是我们牺牲了生态（主要 翻拌散热。发酵产品只要密封得当， 上，而且增重速度和健康水平也有
是水源）的洁净所获得的暂时利益的 即使长期存放也不会腐败变质。
显著提高。
结 果。 即 使 是 目 前 的 酶 制 剂 产 品，
目前比较典型的固态厌氧发酵
这 种 工 艺 虽 然 简 便， 但 是 受 限
我国的产量在世界虽然也处于领先地 生物饲料的成功例子主要有 2 种：一 制的因素太多，质量标准也很难把握，
位，但主要技术还是从丹麦、美国和 种是适合于养殖户自产自用的袋装发 实际推广有一定困难。
日本等发达国家引进的，甚至有些生 酵饲料；另一种是属于规模化流水线
目前，实际生产中利用霉菌主 术（或者说生产工艺）的内容主要包 至要超过发酵设备的投入。目前，在
要是利用它能合成纤维素酶、半纤维 括以下几种：
荷兰和芬兰，它们本国不生产酒精、
素酶和蛋白酶的特性，利用廉价的粗 3.1 青储
氨基酸和有机酸等大宗发酵产品，并
蛋白原料作为发酵底物，生产高活性
有利因素：传统工艺，历史悠久， 不是它们的生产技术不发达，而是它
1.1 微生物发酵饲料的定义
典型的生产菌种主要有：德氏乳杆菌 清酒乳杆菌（Lactobacillus sake）。
在人为可控制的条件下，以植 （Lactobacillus delbruekii）、嗜酸乳杆 1.3.1.4 双歧杆菌异型乳酸发酵：
物性农副产品为主要原料，通过微生 菌（Lactobacillus acidophilum）、唾液 2C6H12O6 → 2C H3C H（O H）C O O H
需 要 采 用 强 通 风 装 置， 生 产 能 耗 很
除了生产菌种以外，生产工艺 处理方面投入了大量的研究和生产处
大，从这一点上说，霉菌发酵不适合 也是决定发酵技术成败的要素。到目 理费用。可以这么说，在有些发酵产
用于生产饲料或者饲料原料。
前为止，国内外关于发酵饲料生产技 品的生产中，废水处理的设备投入甚
含有较多的乳酸和乙酸。
f e r m e n t u m）、高加索酸奶乳杆菌 高温，在有氧和无氧条件下都能存
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活。在营养缺乏、干旱等条件下形成 的蛋白饲料或粗酶制剂。
技术成熟。
芽孢，在条件适宜时又可以重新萌发
2 选用生产菌种的基本原则
成营养体。利用芽孢杆菌发酵饲料的
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，
这种功效主要是指能有效地提 高和维护有益微生物在动物消化道中 的数量优势。它可以通过 2 种方式来 达到目标：发酵饲料的生产菌种本身 就是从饲养的目标动物的消化道中分 离出来的有益菌，通过饲喂高比例的 发酵饲料可以直接提高有益微生物的
韩鹏主编的青储饲料标准化生产技 术，其针对生产实际提出了很好的技 术方法，有很好的参考价值。 3.2 有机废水生产单细胞蛋白（或 蛋白原料）
效果、能显著提高动物的适口性；含
C6H12O6 → C H3C H（O H）C O O H + CH3COOH+CO2
一分子葡萄糖转化成一分子乳
应用在实际生产中。 1.3.2 芽孢菌 目前在生产中应用的 有 近 10 种， 以 杆 菌 为 主， 主要 为
有大量的有益菌，有害菌（以大肠杆 酸和一分子乙酸。与同型乳酸发酵相 以下 3 种：地衣芽孢杆菌（Bacillus
相互作用（同生、互惠同生、共生、 酵母菌消耗袋内残留的氧气进行增殖
农业部饲料工业中心的微生物
竞争和拮抗等多种关系），原料不需 和呼吸代谢，同时也为乳酸菌创造一 发酵饲料课题组，联合北京市饲料监
要严格消毒就可以直接用于接种培 个厌氧的生活环境。然后，酵母菌在 察所、国家肉类综合研究中心和国内
养，从而极大地简化了生产工艺，降 无氧条件下进行糖酵解，产生酒精和 近 20 多家饲料生产企业，经过近 7
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新技术
们不愿意污染它们宝贵的水源。我国 提出了多种简便的微生物厌氧固态发 的微生物发酵饲料，活性乳酸菌的
的谷氨酸、赖氨酸、柠檬酸和酒精的 酵生产技术。相对于好氧发酵，厌氧 含量能达到 10 亿 cuf/g 以上。在生
发酵产量是世界第一，并不是我们的 发酵的能耗低，微生物代谢产生的热 猪配合饲料中添加 15% ～ 20%，采
低了生产成本。
二氧化碳，乳酸菌也同时增殖、代谢， 年的反复试验，在总结吸收郭威烈先
接种的微生物主要是热带假丝 产生有机酸。随着袋内气压的不断增 生倡导的微生物组合发酵、传统的坛
酵母，这种酵母生长繁殖速度很快， 加，不断有二氧化碳带着酒精和有机 式泡菜发酵和高分子硅胶膜气压自动
目的主要是为了消耗培养体系中残留 2.1 安全（必须同时符合以下 2 个 基本不能远距离运输；开窖后必须
的氧气，为乳酸菌创造一个厌氧环境。 要求）
短 时 间 内 用 完； 目 前 仅 限 于 反 刍 动
另外，近年来的研究还发现，有些芽 2.1.1 菌体本身不产生有毒有害物质。 物领域。
孢杆菌能产生杀灭大肠杆菌和沙门氏 2.1.2 不会危害环境固有的生态平衡
啤酒酵母和面包酵母是最常用 的酿酒酵母。热带假丝酵母和产朊假 丝酵母的生长速度很快，在适宜的温 度和营养条件下，它们的世代倍增时 间不超过 3h，特别适合处理食品加 工产生的废水。
2.2.1 菌体本身具有很好的生长代谢 活力，能有效地降解大分子和抗营 养因子，合成小肽和有机酸等小分 子物质。 2.2.2 能保护和加强动物微生物区系 的正平衡。
有 近 10 种， 主 要 是 以 下 3 种： 米 菌种或代谢产物可以选择性地杀灭或 加。80 年代末，无锡轻工大学（现
曲霉（Aspergillus oryzae）、黑曲 者抑制有害微生物，从而造成有益菌 江南大学）的工程院院士伦世仪先生
霉（Aspergillus niger）和白地霉 的数量优势。实现这种途径的方式有 领导的课题组在徐州酿造总厂，也是
形式多种多样。它的作用主要体现在 发酵饲料的生产菌种很多，主要有乳 菌（Lactobacillus pastorianus）。
两个方面，一是利用廉价的农业和轻 酸菌、芽孢菌、酵母菌和霉菌等 4 类。 1.3.1.3 兼性异型乳酸发酵：
工副产物生产高质量的饲料蛋白原 1.3.1 乳酸菌 目前生产中使用的乳 C6H12O6 → 2CH3CH（OH）COOH
为了使这种袋装发酵技术进入
产企业纯粹就是外商独资的。
生产的袋装发酵饲料。它们接种的微 程序化、工业化应用，发酵饲料的
3.3 固态好氧发酵生产饲料蛋白原料 生物基本一致，主要有酵母菌、乳酸 质量能得到有效保证，我们必须要
这种生产方式在 20 世纪 80 ～ 90 菌和芽孢杆菌。
做到以下几个前提：发酵过程不受
青 储 饲 料 研 究 的 历 史 很 长， 有
菌等有害微生物的细菌素（也称抗菌 （主要是针对某些基因工程菌）。
专 门 的 论 著， 笔 者 在 此 不 再 详 细 论
肽），这些抗菌物质有很强的针对性， 2.2 有效（能满足一个要求就可以） 述，有兴趣的读者可以参考曹利军和
只对某些类型的微生物细胞有破坏作 用，而对酵母菌和乳酸菌没有影响。 1.3.3 酵母菌 目前在生产中应用的 有 20 多种，主要是以下 3 种：酿酒 酵母（Saccharomyces cerevisiae）、 热带假丝酵母（Candida tropicalis） 和产朊假丝酵母（Candida utilis）。
的定义、生产和应用进行了初步归纳。
一分子葡萄糖分解成二分子乳 杆菌（Lactobacillus plantarum）、
1 微生物发酵饲料的一般概念 酸，整个过程不产气。这种转化是很 干酪乳杆菌（Lactobacillus casei）、鼠李
理想的，产物最合适，效率也最高， 糖乳杆菌（Lactobacillus rhamnosus）及
大量的代谢热，生产过程中料曲的温 大肠杆菌和沙门氏菌等有害微生物的 低，培养液中干物质的收得率不超过
度控制往往是生产成败的关键。霉菌 抗菌物质。
1.0%，基本没有商业价值。
发酵目前主要采用浅盘发酵，料曲厚
3 发酵饲料的生产技术
度不超过 5cm。如果采用厚层发酵，
西 欧 和 北 美 等 发 达 国 家， 特 别 是日本、荷兰和芬兰，在有机废水的
这种技术主要是用于有机废水 的净化处理。有机废水主要来源于造 纸、酒精、氨基酸和有机酸工业所产 生的废水，它们的 B O D 和 C O D 值 都很高，直接排放，污染严重。
在 20 世 纪 60 年 代， 国 外 曾 选 用生长速度很快的热带假丝酵母，采 用液体连续培养处理造纸废水，但是
1.3.4 霉 菌 目 前 在 生 产 中 应 用 的 数量，形成优势。另一种方式是生产 生产的酵母有苦味，很难在饲料中添
的定义。笔者及一起共事多年的课题 乳酸发酵和双歧杆菌异型乳酸发酵。 乳酸发酵，这 2 种代谢进行的程度和
组成员，经过 8 年多的研究，结合了 1.3.1.1 同型乳酸发酵：
比例取决于菌种的性质和外界培养条
前人的研究成果，对微生物发酵饲料 C6H12O6 → 2CH3CH（OH）COOH
件。典型的生产菌种主要有：植物乳
物的代谢作用，降解部分多糖、蛋白 乳杆菌（Lactobacillus salivarius）、嗜热 +3CH3COOH
质和脂肪等大分子物质，生成有机 乳杆菌（Lactobacillus thermophilus）、
比较典型的生产用菌种是
酸、可溶性多肽等小分子物质，形成 粪肠球菌（Enterococcus faecalis）及 动物双歧杆菌（B i f i d o b a c t e r i u m
新技术
微生物发酵饲料的生产与应用
中国农业大学农业部饲料工业中心 / 陆文清 北京晟亚育达生物科技有限公司 / 胡起源
微 生物发酵饲料的生产和 1.3 微生物发酵饲料的生产菌种 （Lactobacillus kefir）、短乳杆菌
应用已经有很长的历史，
生产菌种是发酵过程的灵魂。 （Lactobacillus brevis）和巴氏乳杆
料，二是获得高活性的有益微生物。 酸菌至少有 30 多种。按乳酸代谢途 C6H12O6 → C H3C H（O H）C O O H
有关微生物发酵饲料的定义也是多种 径，大致可以归纳为 4 种类型：同型 +CH3COOH+CO2
多样，至今为止还没有一个比较统一 乳酸发酵、专性异型乳酸发酵、兼性
同时进行同型乳酸发酵和异型
营养丰富、适口性好、活菌含量高的 乳酸乳球菌（Lactococcus lactics）。
a n i m a l），双歧杆菌的培养要求很严
生物饲百度文库或饲料原料。
1.3.1.2 专性异型乳酸发酵：
格，对厌氧的要求极高，目前还很难
1.2 微生物发酵饲料的主要特征 天 然 的 发 酵 香 味， 良 好 的 诱 食
年代很流行，在全国各地都有推广应
适合养殖户自产自用的发酵袋是 环境温度限制；产品质量不受存放
用。其中比较著名的是郭维烈先生倡 一种普通的密封包装袋，物料接种以 时间限制，或者保质期能达到 3 个
导的微生物组合发酵生产 4320 菌体 后装入，再将袋口用绳扎紧，物料的 月以上；产品在储存和运输过程中
蛋白，这种技术充分利用了微生物的 含水量在 30% ～ 40% 之间。开始时 不受外界空气干扰。
菌、沙门氏菌和金黄色葡萄球菌为典 比，这种发酵的转化效率要低得多， l i c h e n i f o r m i s）、 枯 草 芽 孢 杆 菌
型代表）数量极低，不超过 10cfu/g； 而且还有产气损失。典型的生产菌种 （Bacillus subtilis）和蜡样芽孢杆菌
发酵成品的 pH 值较低，在 4.5 左右， 主要有：发酵乳杆菌（Lactobacillus （Bacillus cereus）。芽孢杆菌能耐受