微生物發(fā)酵飼料

微生物發(fā)酵飼料第一頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期三引言生物飼料是以微生物發(fā)酵技術(shù)為核心生產(chǎn)的動(dòng)物飼料。微生物發(fā)酵技術(shù)為飼料工業(yè)提供了氨基酸（賴氨酸、蘇氨酸和精氨酸等）、維生素（主要是B族維生素）、酶制劑、有機(jī)酸（乳酸、乙酸）和活菌制劑等大量產(chǎn)品。傳統(tǒng)的飼料加工手段（粉碎、混合、膨化、制粒等）基本沒有涉及生物化學(xué)變化，微生物發(fā)酵是高度集中的生物化學(xué)反應(yīng)，可以對(duì)飼料原料進(jìn)行深度加工。不利用微生物的代謝作用，飼料加工很難有新的突破。第二頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期三生豬無抗養(yǎng)殖的主要途徑

改善養(yǎng)殖場(chǎng)的衛(wèi)生環(huán)境添加高效的生物制劑使用微生物發(fā)酵飼料第三頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期三替代抗生素的主要添加劑活菌制劑植物提取物（中草藥）有機(jī)酸抗菌肽微生物發(fā)酵復(fù)合物（主要是酵母類產(chǎn)品，如達(dá)農(nóng)威YC）

上述產(chǎn)品的添加量一般都在0.1%數(shù)量級(jí)，雖然對(duì)生豬健康有一定的效果，但是在我國的常規(guī)飼養(yǎng)條件下達(dá)到無抗要求還是很困難的。如果添加量達(dá)到1.0%，效果會(huì)如何？如果添加量達(dá)到5.0%，效果又會(huì)如何？第四頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期三什么樣的產(chǎn)品最有可能實(shí)現(xiàn)無抗？

如果不考慮飼養(yǎng)成本，加大添加比例。植物提取物、活菌制劑、微生物發(fā)酵復(fù)合物都有可能實(shí)現(xiàn)無抗生素飼養(yǎng)。從經(jīng)濟(jì)性考慮，活菌制劑和微生物發(fā)酵復(fù)合物比植物提取物有優(yōu)勢(shì)，也更有潛力。今后研究的重點(diǎn)應(yīng)該考慮如何降低這類添加劑生產(chǎn)成本，使它們能大比例地使用而基本不增加養(yǎng)殖成本。第五頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期三發(fā)酵飼料的實(shí)質(zhì)可以看作為活菌制劑和發(fā)酵底物的復(fù)合物。是以植物性農(nóng)副產(chǎn)品為主要原料（底物），通過微生物的代謝作用，降解部分多糖、蛋白質(zhì)和脂肪等大分子物質(zhì)，生成有機(jī)酸、可溶性多肽等小分子物質(zhì)，形成營(yíng)養(yǎng)豐富、適口性好、活菌含量高的生物飼料或飼料原料。微生物發(fā)酵飼料第六頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期三微生物之間的相互關(guān)系

據(jù)目前已有的微生物基因研究估計(jì)，在地球上存在的微生物至少有100萬種，而人類所分離獲得的純種累計(jì)不超過10萬種，做過比較系統(tǒng)研究的不超過1萬種。

根據(jù)目前已有的研究結(jié)果，大體可以把微生物之間的關(guān)系分為以下幾種：中性同生、同住、互惠同生、共生、競(jìng)爭(zhēng)、拮抗和寄生。

第七頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期三微生物發(fā)酵飼料的生產(chǎn)菌種的篩選健康生豬消化道微生物譜系有病生豬消化道微生物譜系第八頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期三恢復(fù)微生態(tài)平衡的方法有病的消化道中，一定有某一種或者幾種微生物的數(shù)量很少，同時(shí)可能有一種或者幾種微生物的數(shù)量特別多。我們可以采用添加所缺乏的微生物以補(bǔ)充其不足，這類微生物就是我們所說的有益菌。也可以用藥物殺滅的辦法減少多余的微生物，這類微生物就是通常所說的有害菌。微生物的組成比例有相應(yīng)的彈性，只要不超過這個(gè)彈性，表現(xiàn)出來的癥狀都是健康的。一般來說，彈性越大，對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力也越強(qiáng)。第九頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期三發(fā)酵飼料的生產(chǎn)菌種發(fā)酵飼料的生產(chǎn)菌種有很多，主要有以下四類：乳酸菌芽孢菌酵母菌霉菌第十頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期三乳酸菌（主要生產(chǎn)菌種）目前生產(chǎn)中使用的乳酸菌至少有30多種，按乳酸代謝途徑，大致可以歸納為4種類型：同型乳酸發(fā)酵專性異型乳酸發(fā)酵兼性異型乳酸發(fā)酵異型雙歧桿菌乳酸發(fā)酵第十一頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期三同型乳酸發(fā)酵典型的生產(chǎn)菌種主要有德氏乳桿菌（Lactobacillusdelbruekii）嗜酸乳桿菌（Lactobacillusacidophilum）唾液乳桿菌（Lactobacillussalivarius）嗜熱乳桿菌（Lactobacillusthermophilus）糞腸球菌（Enterococcusfaecalis）乳酸乳球菌（Lactococcuslactics）2C3H6O3C6H12O6第十二頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期三專性異型乳酸發(fā)酵典型的生產(chǎn)菌種主要有：發(fā)酵乳桿菌（Lactobacillusfermentum）高加索酸奶乳桿菌（Lactobacilluskefir）短乳桿菌（Lactobacillusbrevis）巴氏乳桿菌（Lactobacilluspastorianus）OHC6H12O6CH3CHCOOH+CH3COOH+CO2第十三頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期三兼性異型乳酸發(fā)酵2C3H6O3C6H12O6OHC6H12O6CH3CHCOOH+CH3COOH+CO2典型的生產(chǎn)菌種主要有：植物乳桿菌（Lactobacillusplantarum）干酪乳桿菌（Lactobacilluscasei）鼠李糖乳桿菌（Lactobacillusrhamnosus）清酒乳桿菌（Lactobacillussake）第十四頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期三異型雙歧桿菌乳酸發(fā)酵OH2C6H12O62CH3CHCOOH+3CH3COOH比較典型的生產(chǎn)菌種是動(dòng)物雙歧桿菌（Bifidobacteriumanimal

）雙歧桿菌的培養(yǎng)要求很嚴(yán)格，對(duì)厭氧的要求極高，目前還很難應(yīng)用在實(shí)際生產(chǎn)中。

第十五頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期三芽孢菌目前在生產(chǎn)中應(yīng)用的有近10種，以桿菌為主，主要為以下3種：地衣芽孢桿菌（Bacilluslicheniformis

）枯草芽孢桿菌（Bacillussubtilis

）蠟樣芽孢桿菌（Bacilluscereus）第十六頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期三酵母菌目前在生產(chǎn)中應(yīng)用的有20多種，主要是以下4種：釀酒酵母（Saccharomycescerevisiae）熱帶假絲酵母（Candidatropicalis）啤酒酵母（brewer'syeast）面包酵母（baker'syeast）第十七頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期三霉菌目前在生產(chǎn)中應(yīng)用的有近10種，主要是以下3種：米曲霉（Aspergillusoryzae）黑曲霉（Aspergillusniger）白地霉（Geotrichumcandidum）第十八頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期三選用生產(chǎn)菌種的基本原則安全（必須同時(shí)符合以下2個(gè)要求）菌體本身不產(chǎn)生有毒有害物質(zhì)不會(huì)危害環(huán)境固有的生態(tài)平衡有效（能滿足一個(gè)要求就可以）菌體本身具有很好的生長(zhǎng)代謝活力，能有效降解大分子和抗?fàn)I養(yǎng)因子，合成小肽和有機(jī)酸等小分子物質(zhì)。能保護(hù)和加強(qiáng)動(dòng)物微生物區(qū)系的正平衡。第十九頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期三微生物發(fā)酵飼料的主要特征天然的發(fā)酵香味，較好的適口性，良好的誘食效果。含有大量的有益菌。有害菌（以大腸桿菌、沙門氏菌和金黃色葡萄球菌為典型代表）數(shù)量極低，不超過10cfu/g。發(fā)酵成品的pH值較低，在4.5左右，含有較多的有機(jī)酸（以乳酸和乙酸為主）。第二十頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期三純培養(yǎng)的一般工藝原料消毒冷卻接種培養(yǎng)干燥包裝

在發(fā)酵培養(yǎng)過程中需要嚴(yán)格控制空氣的流通和發(fā)酵熱的釋放，操作控制很繁瑣。能否對(duì)上述工藝進(jìn)行改革？

我們?cè)诳紤]技術(shù)理論時(shí)很認(rèn)真仔細(xì)，但是往往不重視技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性，很少考慮技術(shù)的可操作性。一個(gè)經(jīng)濟(jì)上不可行的技術(shù)在實(shí)際生產(chǎn)中時(shí)很難推廣的。第二十一頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期三微生物的群體培養(yǎng)絕大多數(shù)工業(yè)化微生物培養(yǎng)，氨基酸、有機(jī)酸和維生素的微生物發(fā)酵生產(chǎn)，基本都是純培養(yǎng)。即使是多種菌的復(fù)合產(chǎn)品，也都是多種純培養(yǎng)物的復(fù)配物。自然界中的微生物繁殖實(shí)際上都是整體復(fù)制，單獨(dú)的純培養(yǎng)環(huán)境反而是極端情況。我們能否考慮微生物菌群的整體擴(kuò)大培養(yǎng)？只要環(huán)境條件控制得當(dāng)，應(yīng)該沒有疑問。而且，通過調(diào)節(jié)環(huán)境條件，可以使微生物的平衡組成向著我們所希望的位點(diǎn)或者區(qū)域移動(dòng)。第二十二頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期三微生物發(fā)酵飼料的主要生產(chǎn)技術(shù)青貯固態(tài)好氧發(fā)酵生產(chǎn)飼料酵母（或飼料蛋白原料）固態(tài)厭氧發(fā)酵生產(chǎn)高活性生物飼料（或飼料原料）厭氧液態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)高活性生物飼料第二十三頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期三青貯有利因素傳統(tǒng)工藝，歷史悠久，技術(shù)成熟。限制因素季節(jié)性強(qiáng)（原料必須是新鮮的農(nóng)作物）；只能就地消化，基本不能遠(yuǎn)距離運(yùn)輸；開窖后必須短時(shí)間內(nèi)用完；目前僅限于反芻動(dòng)物領(lǐng)域。第二十四頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期三固態(tài)好氧發(fā)酵生產(chǎn)飼料蛋白原料

（4320菌體蛋白）

該技術(shù)充分利用了微生物的相互作用（同生、互惠同生、共生等多種關(guān)系），原料不需要嚴(yán)格消毒就可以直接用于接種培養(yǎng)，簡(jiǎn)化了生產(chǎn)工藝，降低了生產(chǎn)成本。接種的微生物主要是熱帶假絲酵母，這種酵母生長(zhǎng)繁殖速度很快，代謝旺盛，能高效地把農(nóng)副產(chǎn)品轉(zhuǎn)化成菌體物質(zhì)。第二十五頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期三固態(tài)好氧發(fā)酵存在的問題發(fā)酵成品需要干燥，否則容易腐敗變質(zhì)。機(jī)械化程度較低，需要較多的人工用于物料的翻拌、散熱等繁瑣的操作。呼吸損失大，干物質(zhì)損失達(dá)到10%以上。能耗高，需要大量的通風(fēng)。第二十六頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期三為什么要選擇厭氧發(fā)酵方式

呼吸消耗很小，一般不超過1.0%，代謝產(chǎn)物主要是有機(jī)酸和二氧化碳，有利于保存物料的營(yíng)養(yǎng)。發(fā)酵過程散熱量較小，操作容易控制。設(shè)備投資少，生產(chǎn)成本低，容易推廣。如何進(jìn)行厭氧發(fā)酵？第二十七頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期三傳統(tǒng)的厭氧發(fā)酵飼料技術(shù)

傳統(tǒng)的厭氧發(fā)酵飼料生產(chǎn)方式很多，比較常見的是養(yǎng)殖戶用酵母菌和乳酸菌接種飼料，裝入密封的包裝袋，袋口用繩扎緊，飼料的含水量在30－40％之間。在夏季，發(fā)酵3－5天就有明顯的酸香味。在冬季，需要適當(dāng)延長(zhǎng)發(fā)酵時(shí)間。飼養(yǎng)員主要根據(jù)排出的酸香味來判定發(fā)酵的成熟度。第二十八頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期三有關(guān)的酵母代謝

酵母菌開始利用袋內(nèi)殘留的氧氣進(jìn)行增殖和呼吸代謝。等氧氣耗盡以后，酵母菌在無氧條件下進(jìn)行糖酵解，產(chǎn)生酒精和二氧化碳，乳酸菌也同時(shí)增殖、代謝，產(chǎn)生有機(jī)酸。隨著袋內(nèi)氣壓的不斷增加，不斷有二氧化碳帶著酒精和有機(jī)酸排出袋外。

1.有氧發(fā)酵階段

C6H12O6+6O26CO2+6H2O2.無氧發(fā)酵階段

C6H12O62CO2+2C2H6O（乙醇）第二十九頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期三傳統(tǒng)發(fā)酵飼料的優(yōu)劣事實(shí)證明，如果環(huán)境溫度適宜，時(shí)間控制得當(dāng)，采用袋裝式“土辦法”發(fā)酵，也可以獲得質(zhì)量很好的微生物發(fā)酵飼料，活性乳酸菌的含量能達(dá)到108cuf/g以上。在生豬配合飼料中添加15-20%，采食量能明顯提高，最多能提高10%以上，增重速度和健康水平也有顯著提高。這種工藝雖然簡(jiǎn)便，但是受限制的因素太多，質(zhì)量很難把握，基本沒有標(biāo)準(zhǔn)，完全靠經(jīng)驗(yàn)。產(chǎn)品基本不能流通。第三十頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期三傳統(tǒng)厭氧發(fā)酵存在的問題

如果環(huán)境溫度長(zhǎng)期低于12oC，發(fā)酵很可能失敗。酵母在低溫下長(zhǎng)期代謝低迷，耗氧速度很慢，物料中的氧氣能長(zhǎng)時(shí)間與乳酸菌接觸，導(dǎo)致乳酸菌活力大減，繁殖很慢，甚至死亡。我們不能很好地確定什么時(shí)候產(chǎn)氣結(jié)束，什么時(shí)候發(fā)酵結(jié)束，同時(shí)又要求發(fā)酵成熟以后需要盡早使用，不然就有霉變的可能。第三十一頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期三比較理想的發(fā)酵飼料為了使這種袋裝發(fā)酵技術(shù)進(jìn)入程序化、工業(yè)化應(yīng)用，發(fā)酵飼料的質(zhì)量能得到有效保證，我們必須完成以下幾個(gè)前提條件：發(fā)酵過程基本不受環(huán)境溫度限制。產(chǎn)品質(zhì)量不受存放時(shí)間限制，或者保質(zhì)期能達(dá)到3個(gè)月以上。產(chǎn)品在儲(chǔ)存和運(yùn)輸過程中不受外界空氣干擾。第三十二頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期三泡菜發(fā)酵的啟示第三十三頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期三發(fā)酵裝置更簡(jiǎn)單，搬運(yùn)更方便。氣壓控制不受環(huán)境和方位限制。保存時(shí)間更長(zhǎng)原料更廣泛溫度梯度變化小如何模仿泡菜發(fā)酵？第三十四頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期三發(fā)酵原料菌種液攪拌機(jī)記量和包裝機(jī)成品過渡倉電子秤粉碎機(jī)呼吸膜可移動(dòng)式厭氧固態(tài)發(fā)酵飼料生產(chǎn)技術(shù)的具體工藝流程圖

第三十五頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期三中試生產(chǎn)設(shè)備和樣品第三十六頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期三菌種活化罐（2噸）第三十七頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期三主體生產(chǎn)設(shè)備（時(shí)產(chǎn)3噸）第三十八頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期三接種后的物料第三十九頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期三封口操作第四十頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期三發(fā)酵成品庫第四十一頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期三呼吸閥平衡氣壓原理原料接種以后，直接進(jìn)入包裝袋中，熱合封口。包裝袋上附加一個(gè)可以調(diào)節(jié)氣壓的硅膠膜。在發(fā)酵過程中產(chǎn)生二氧化碳，氣壓達(dá)到設(shè)定壓力，呼吸閥開放。低于設(shè)定壓力，呼吸閥自動(dòng)關(guān)閉。第四十二頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期三本技術(shù)有如下幾個(gè)顯著優(yōu)勢(shì)發(fā)酵原料不需要消毒，發(fā)酵質(zhì)量不受外界氣溫影響，物料產(chǎn)生溫度梯度差異不超過3℃。設(shè)備投資少，操作簡(jiǎn)便，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，特別適合在我國農(nóng)村推廣應(yīng)用。發(fā)酵原料的含水量在30-50%之間，蛋白含量在4.5-42.0%之間，操作彈性極大，可以大比例使用廉價(jià)的玉米漿、豆渣和果渣等高水分含量的農(nóng)業(yè)和輕工副產(chǎn)物，與傳統(tǒng)的發(fā)酵技術(shù)相比具有很大的成本優(yōu)勢(shì)。第四十三頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期三抑菌試驗(yàn)結(jié)果（30oC培養(yǎng)）培養(yǎng)時(shí)間（天）012345大腸桿菌K88(cfu/g)5.32107

1250032812.32.60沙門氏菌(cfu/g)2.34107267045.30.6700第四十四頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期三相關(guān)證書第四十五頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期三歐盟安全認(rèn)證第四十六頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期三使用方法及注意事項(xiàng)不要使用霉變的原料。被微生物利用過的原料不要作為發(fā)酵原料。很難被微生物降解的堅(jiān)硬