簡析養殖飼用微生態制劑的生產加工工藝

朱則剛

（湖北武漢市自力化工材料公司 430055）

動物微生態制劑是根據動物微生態平衡理論、微生態營養理論和微生態防治理論，利用動物體內正常微生物成員及其代謝產物或生長促進物，經培養、發酵、干燥、加工等工藝而制成的生物制劑或活菌劑。它是用于調節動物機體微生態平衡的具有直接通過增強動物對腸內有害微生物的抑制作用或通過增強非特異性免疫功能來預防疾病，從而促進動物生長和提高飼料轉化率的一類飼料添加劑。微生態制劑以其無毒副作用、無耐藥性、無殘留、成本低、效果顯著、不污染環境等特點，逐漸得到廣大養殖界同仁的認可。

1.養殖飼用微生態制劑的功能機理及其產品質量安全

微生態制劑又名活菌制劑或生物制劑，它是指在微生態理論指導下，人工分離正常菌群，并通過特殊工藝制成的活菌制劑。作為飼料添加劑使用的微生態制劑，可達到防病治病，促進動物生長發育的功效。微生態制劑是農業部批準的飼料添加劑，并就飼用微生態制劑產品的菌種、衛生等指標提出了明確的規定。微生態制劑通過改善動物腸道菌群生態平衡而發揮有益作用，以提高動物健康水平、提高抗病能力、提高消化能力，是有效解決疾病泛濫、病菌耐藥、成活率降低、養殖效益下降的有效手段。

微生態制劑是目前畜禽養殖最主要投入品，它是能夠用來促進動物機體微生態平衡的有益微生物或其發酵產物。按照產品形式和作用機制將其分為活菌制劑、滅活菌制劑和酵母培養物。它具有維持腸道菌群平衡、無毒副作用、無有害物質殘留等特點，屬于綠色飼料添加劑。

動物腸道內存在著100多種細菌組成的微生物菌群，飼用微生態制劑菌群與動物體保持著密切的共生關系。在動物出生后幾小時內微生物便通過動物的呼吸道、口腔、泌尿系統侵入幼體，粘附于腸道的上皮細胞上，并開始其生長、繁殖的生命進程。在健康動物體內微生物菌群的種類、數量、定植位點保持相對穩定，人們稱之為正常微生物菌群。

微生物飼料添加劑可通過生物奪氧在腸道內創造厭氧環境，促進腸道內有益的厭氧菌快速生長，產生大量的酸，在腸道內正常地定植，與致病菌競爭，抑制致病菌生長繁殖；合成維生素，促進食物消化，幫助營養吸收，促進代謝，克服腐敗過程。具有促進動物生長發育、營養物質的消化和吸收、生物拮抗、提高飼料轉化率、調整正常菌群平衡、提高免疫力等多種功效，特別是防止菌群失調及外來致病菌的入侵。

有益菌有利于促進動物體內正常菌群微生態平衡或預防微生態失調。養殖就是養腸道，健康的腸道是提高養殖動物生產性能，降低餌料系數，提高經濟效益的前提，而有益菌作為飼料添加劑進入動物體內，可以協助機體平衡腸道生態菌群，達到預防和治療的目的。

2.養殖飼用微生態制劑加工的微膠囊包被技術

微膠囊技術被廣泛應用于微生物、動植物細胞、酶和其他多種生物活性物質和化學藥物的固定化方面。微生態制劑經過微膠囊化處理后能夠經過緩釋達到控制釋放速度的目的，并且通過隔離外界不利環境起到保護菌體的作用。微膠囊化微生態制劑作為飼料添加劑在水產養殖中的應用具有水中的穩定性較好，而且可以延緩活性物質釋放速度，提高其穩定性。

微膠囊包被技術是指將微量物質包裹在聚合物薄膜中的技術，用特殊手段將需要包被的物質包裹在微小封閉的膠囊內。由于乳酸菌在加工和運輸過程中易失活，進入動物消化道后大多數難以耐受胃酸、膽汁酸及胰液等的作用，并不能以足夠的數量到達腸道定植發揮益生性能。為解決這一問題，可采用微膠囊前包被技術對乳酸菌進行保護。

微膠囊包括壁材和芯材兩部分，被包被的物質稱為芯材，如維生素、益生菌等，包埋物質稱為壁材或囊材，如海藻酸鈉、大豆分離蛋白等。采用微膠囊包被技術可以保護在加工、儲藏過程中易失去活性的物質，使其保持原有的性狀和性能，在適當條件下，通過某些外部刺激或緩釋作用，使被包被的物質釋放出來。

未來幾年，微膠囊技術的應用有望提高益生菌在生產、貯存和消費過程中的穩定性，生產出耐貯存、耐高溫、耐高壓和耐酸性的微生物制劑，該技術在飼用微生物制劑的應用潛力巨大。微膠囊化技術為微生態制劑提供了一條可行的工業化途徑。微膠囊技術盡管存在生產成本高和工藝復雜的不足，但由于微膠囊技術有其不可替代的許多獨特優點，隨著技術的不斷改進，它在飼料工業中的應用將會越來越廣泛。

3.養殖飼用微生態制劑加工的噴霧干燥、真空冷凍干燥及膜過濾技術

生物活菌制劑又稱微生態制劑，是從人類、動物、植物體內分離的有益微生物經特殊工藝制成的只含活菌或包含活菌及其代謝產物的制劑。有益微生物通過作用于生物體表或體內，調節生物體固有微生物的比重和平衡，從而達到保健、增產和改良品質等作用。微生態制劑以其無副作用、無殘留污染、不產生抗藥性等優點，逐步成為世界各國研究與開發的熱點。

噴霧干燥造粒設備是現在熱門的干燥設備，噴霧干燥技術是食品工業應用悠久，成本低廉的一種的干燥固定化方法。與冷凍干燥相比，噴霧干燥每千克菌劑的成本僅為凍干菌劑的六分之一，且噴霧干燥菌粉運輸成本低，能夠長期穩定的儲存。噴霧干燥是將被干燥的液體經霧化器的作用，噴成細微的霧滴，依靠干燥介質熱空氣、冷空氣、煙道氣或惰性氣體與霧滴均勻結合，進行熱交換和質交換，使溶劑氣化或熔融物固化。

真空冷凍干燥技術是真空技術與冷凍技術相結合的一種新型干燥脫水技術。此技術是先將濕物質冷凍到共晶點溫度以下，使水分變成固態的冰，然后在適當的溫度和真空度下，冰直接升華成蒸汽的干燥方法。冷凍干燥技術是將濕的物料或濃縮液在較低的溫度下凍成固態，然后在真空下使其中的水分直接升華成氣態，最終使物料脫水干燥的技術。冷凍干燥會對微生物細胞造成一定的損害。細胞在凍干過程中要經歷冷凍和干燥兩種因素的作用，可導致細胞膜物理條件或者敏感蛋白結構的變化，使細胞的活力下降。

微生態制劑加工膜過濾技術是指以壓力為推動力的膜分離技術又稱為膜過濾技術，它是深度水處理的一種高級手段，根據膜選擇性的不同，可分為反滲透（RO）、納濾（NF）、超濾（UF）和微濾（MF）等。膜過濾技術以壓力為推力使得溶液中的物質在通過半透膜時按分子大小進行機械性分離的膜分離技術，是一種高效分離、濃縮、提純及凈化技術。膜過濾技術是一種與膜孔徑大小相關的篩分過程，以膜兩側的壓力差為驅動力，以膜為過濾介質，在一定的壓力下，當原液流過膜表面時，膜表面密布的許多細小的微孔只允許水及小分子物質通過而成為透過液，而原液中體積大于膜表面微孔徑的物質則被截留在膜的進液側，成為濃縮液，因而實現對原液的分離和濃縮的目的。

4.養殖飼用微生態制劑的生產工藝和應用

微生態制劑是能夠用來促進動物機體微生態平衡的那些有益微生物或其發酵產物。按照產品形式和作用機制將其分為活菌制劑、滅活菌制劑和酵母培養物。它具有維持腸道菌群平衡、無毒副作用、無有害物質殘留等特點屬于綠色飼料添加劑。生產微生態制劑要嚴格選擇適宜菌種，按照規范的工藝流程操作嚴把質量關，根據動物特點科學使用確保使用效果。

選擇適宜菌種選擇微生物菌種要滿足以下要求：對機體無害不產生毒素或類毒素不破壞腸道微生物正常區系，不會使動物致病不與病原微生物產生雜交種。在低pH值和膽汁中可存活具有較強的耐酸能力。具有優良的吸附于上皮細胞的特性，這種吸附能力應大于病原菌在吸附過程中，具有競爭性排斥作用能定植于腸粘膜。在體內外易于繁殖且生長繁殖速度快，這樣才能抑制病原微生物糾正微生物區系的紊亂狀態。

菌種選擇最好具有產孢子能力細菌的孢子，具有很強的抵御外界不良環境的能力，利用其制造微生態制劑具有易于加工、保存期長、存活率高等特點。菌種最好是動物消化道的固有菌，許多細菌具有宿主的特異性，動物機體對外界入侵的非共生微生物具有排斥反應。因此從動物的消化道分離的益生菌更利于在宿主體內定植。

益生菌的生產工藝主要有兩種：固體表面發酵法和大罐液體發酵法。固體表面發酵法是把固體表面培養的菌泥與載體按比例混合經干燥制成。此法產量低，勞動強度大，易受雜菌污染，不適于工業化生產，但投資少。大罐液體發酵法工藝流程為：菌種接種培養→種子罐培養→生產罐培養→排放培養液加入適量載體→干燥→粉碎→過篩→質檢→益生素產品。此法適于工業化生產，便于無菌操作，但成本高。

微生態制劑從小試、中試、產業化3個環節，其生產工藝都有不同，我國動物微生態制劑產業化的生產工藝流程概括為以下系統：能源系統主要提供蒸汽，蒸汽來自燃煤鍋爐，為避免污染環境，有的燃煤鍋爐已改為燃油鍋爐；空氣壓縮凈化系統好氧菌在大罐內生長繁殖過程中需要提供無菌空氣，以保證該菌正常生長，該系統工藝流程為空氣空壓機、貯氣罐、滅菌罐、總過濾器、分過濾器、無菌空氣培養罐。若生產厭氧菌則不需用該系統；大罐發酵培養控制系統的大罐液體發酵流程為玻瓶搖振培養、一級種子罐培養、二級種子罐培養、生產罐培養，在罐內培養過程中培養溫度、pH、空氣流量等參數，主要采用人工調控，有的采用自動控制；干燥系統是指將發酵液中的水分去掉的過程。采用的方法是通過連續離心去掉水分保留菌泥，將菌泥與載體按比例混合均勻，進行室溫干燥；通過板框過濾去掉水分保留菌泥，進行室溫干燥；通過低溫真空濃縮去掉水分，使發酵液的水分去掉70～80%，余下的20～30%與載體混合進行室溫干燥；發酵液加載體直接進行氣流，或噴霧干燥。檢驗系統是上述系統中的中樞機構，承擔種子培養，保證菌種純凈無雜菌生長；按時檢測發酵液中已知有益菌的生長狀況；半成品和成品檢驗主要測定每克菌粉所含的活菌數及水分等。

5.結語

總之，動物微生態制劑在替代飼用抗生素、激素、化學合成藥和砷制劑等危害人類健康的添加劑中將產生重大的經濟、社會和生態效益。隨著我國養殖業的發展，微生態制劑作為替代抗生素的一種新型的綠色飼料添加劑，它具有傳統飼料添加劑不可比擬的優點，已經展現出更加廣闊的應用前景。隨著生物科技的發展，微生態制劑的生產和應用必將越來越普及。