生物發(fā)酵飼料研究與應(yīng)用技術(shù)發(fā)展趨勢

周增太

（武漢維恩生物科技有限公司，湖北武漢 430000）

0.引言

隨著新時代的到來，人們對農(nóng)牧業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求也有所提升。其中生物發(fā)酵飼料的應(yīng)用正是建立在這一要求基礎(chǔ)上的，具有改善動物腸道健康、提高飼料消化率、減少污染物排放等諸多優(yōu)勢，成為飼料發(fā)展中的必然。下面就對生物發(fā)酵飼料研究及應(yīng)用情況進(jìn)行研究和介紹。

1.生物發(fā)酵飼料的應(yīng)用優(yōu)勢

1.1 提升飼料營養(yǎng)水平及飼料利用率

傳統(tǒng)的飼料生產(chǎn)工藝生產(chǎn)的飼料內(nèi)部含有大量的不易消化的物質(zhì)，實際飼料使用時很多營養(yǎng)成分不能被動物完全吸收，造成了一定的營養(yǎng)浪費問題。但是經(jīng)過生物發(fā)酵工藝獲得的飼料中，原本的蛋白質(zhì)、纖維素、果膠會經(jīng)過發(fā)酵過程分解或降解成為更容易被動物吸收、消化的小分子肽、單糖、寡糖等。發(fā)酵過程中同時會產(chǎn)生多種消化酶、氨基酸、抑菌物質(zhì)、免疫增強因子等營養(yǎng)物質(zhì)，這些物質(zhì)都可以作為營養(yǎng)物質(zhì)來給動物提供生長所需的營養(yǎng)物質(zhì)[1]。因此生物發(fā)酵飼料的使用，可以幫助提升飼料的營養(yǎng)價值，提升動物對飼料的吸收率，減少飼料及營養(yǎng)物質(zhì)浪費。

1.2 提高動物消化及免疫力

生物發(fā)酵飼料生產(chǎn)后，內(nèi)部會有微生物的存在，其中很多有益的微生物會跟隨飼料進(jìn)入到動物腸道內(nèi)部。而這些有益的微生物不僅會在腸道內(nèi)存在，還會迅速繁殖增多，數(shù)目甚至?xí)嘤嗄c道中原本具有的有害菌類，進(jìn)而產(chǎn)生抑制不良菌類生長繁殖的作用，對腸道起到一定的保護(hù)作用。同時有益菌在腸道中生長繁衍的過程中不免會有代謝，其代謝時能夠產(chǎn)生乳酸和乙酸等產(chǎn)物，這些產(chǎn)物可以起到降低腸道乃至整個消化系統(tǒng)的pH的作用，而低pH則也可以抑制一些病菌生長，進(jìn)而起到維持腸道內(nèi)微生物菌群生態(tài)平衡的目的，提升了腸道的抵抗力，使動物的整體消化能力和免疫力得到提升。

1.3 降低有毒有害物質(zhì)含量，提升飼料安全性

隨著社會科技的進(jìn)步，人們對生物發(fā)酵飼料的研究也逐年深入，其中也包括了對生物發(fā)酵整個過程中的微生物的研究。研究發(fā)現(xiàn)，生物發(fā)酵過程中使用的一些菌類具有抑制某些不良菌種生長及有毒有害物質(zhì)產(chǎn)生的作用，可以在一定程度上降低飼料中的有毒有害物質(zhì)含量，提升飼料的安全性[2]。比如某些乳酸菌能夠抑制霉菌生長和產(chǎn)毒、嗜酸乳桿菌能夠抑制寄生曲霉孢子萌發(fā)、曲霉屬菌株能夠降低發(fā)酵棉粕中游離棉酚含量。

2.生物發(fā)酵飼料研究現(xiàn)狀

我國生物飼料產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，其中最需要關(guān)注的就是飼料原料、菌種組合選擇。生物發(fā)酵飼料應(yīng)用面較為廣泛，具體的發(fā)酵方式和種類也很多，常見的生物發(fā)酵飼料過程類別可依據(jù)獲得產(chǎn)品類別、使用生物種類及培養(yǎng)基種類、發(fā)酵身邊等4種方式進(jìn)行分類。其中按照獲得產(chǎn)品類別的不同進(jìn)行的分類，包括微生物酶發(fā)酵、微生物菌體發(fā)酵、微生物代謝產(chǎn)物發(fā)酵、微生物轉(zhuǎn)化發(fā)酵、生物工程細(xì)胞發(fā)酵5類。而依據(jù)微生物對氧氣的喜好，可以將生物發(fā)酵過程分為厭氧發(fā)酵和好氧發(fā)酵兩類。同時按照培養(yǎng)基的狀態(tài)的不同，將生物發(fā)酵過程分為固體發(fā)酵和液體發(fā)酵兩類。最后，還可以按照發(fā)酵設(shè)備的不同，分為敞口發(fā)酵飼料、密閉發(fā)酵飼料、淺盤發(fā)酵飼料和深層飼料發(fā)酵4類。

常見的生物發(fā)酵飼料的原料種類很多，有木薯渣、秸稈、動物下腳料、果渣、酒糟等，不同原料的理化性質(zhì)存在很大差異，選擇時必須根據(jù)使用菌種及生產(chǎn)目的的不同來進(jìn)行原料選擇。同時發(fā)酵可用的微生物種類也很多，其中常見的3類微生物包括細(xì)菌、酵母菌和霉菌3種，具體的種類可以查看2010年農(nóng)業(yè)部公告發(fā)布的《食品添加劑品種目錄》。目前實際生物發(fā)酵飼料使用的菌類也包括乳酸菌、酵母等在內(nèi)的益生菌類。菌種選擇是生物發(fā)酵飼料生產(chǎn)過程中的核心技術(shù)，其中菌種篩選技術(shù)是最關(guān)鍵的技術(shù)。進(jìn)行菌種篩選必須從以下3個方面著手開展工作，即提升飼料原料的消化吸收率及解毒脫毒效率等理化性質(zhì)、生產(chǎn)出想要的酶制劑和氨基酸等微生物中間代謝產(chǎn)物、獲取可以制備活菌制劑的微生物體。

具體的生物發(fā)酵過程，就是在粗飼料中放入粗飼料降解劑，然后再往里面加入對應(yīng)比例的清水，將粗飼料攪拌均勻放入到發(fā)酵容器中。然后將其壓實壓緊后用塑料膜密封好，再用皮筋扎實進(jìn)行發(fā)酵[3]。為了預(yù)防發(fā)酵爆炸問題出現(xiàn)，要避免使用旋蓋。一般而言，冬季發(fā)酵需要在半月以上，夏季發(fā)酵用時要短，一般在5d以上即可。如果不需要使用，則可以放置保存數(shù)年。發(fā)酵過程中也要注意發(fā)酵容器和方法的選擇，避免采用打堆發(fā)酵，宜采取發(fā)酵池、罐等容器發(fā)酵。實際使用時可以全部使用，也可以分批使用，但是每次取用完成以后，需要按之前提到的密封標(biāo)準(zhǔn)重新進(jìn)行密封。當(dāng)然發(fā)酵好以后可以直接使用，也可以就地保存。

實際生物發(fā)酵飼料生產(chǎn)過程中用到的設(shè)備種類也比較多，常見的設(shè)備種類包括固態(tài)發(fā)酵設(shè)備、靜態(tài)式固態(tài)發(fā)酵設(shè)備和混合設(shè)備。其中混合設(shè)備往往在原料接種過程中使用，是用于各類原料、菌種及其他添加劑混合的容器，常見的混合設(shè)備有間斷式混合設(shè)備和連續(xù)式混合設(shè)備兩類。而固態(tài)發(fā)酵設(shè)備則是發(fā)酵飼料生產(chǎn)過程中的最關(guān)鍵環(huán)節(jié)，對產(chǎn)品質(zhì)量具有決定性的影響，因此需要重點關(guān)注固態(tài)設(shè)備內(nèi)微生物生產(chǎn)環(huán)境的管理[4]。最后，靜態(tài)式固態(tài)發(fā)酵設(shè)備一般由平地堆放式、池式、槽式3種類型。可以按照即時需求進(jìn)行選擇。當(dāng)前生物發(fā)酵飼料生產(chǎn)過程中應(yīng)用的較為先進(jìn)的工藝技術(shù)，包括菌+酶發(fā)酵菌劑集成技術(shù)、自動化液態(tài)飼料及濕料飼喂設(shè)備和工藝技術(shù)、畜禽糞污氮磷減排生物處理技術(shù)等。這些技術(shù)研究發(fā)展過程中較之前的技術(shù)有了很大的突破，很多時候在降低成本投入、應(yīng)用效果提升上取得了一定的效果，但是每一種技術(shù)都有其不足之處，需要進(jìn)一步研究和推廣。

3.生物發(fā)酵飼料研究現(xiàn)狀及研究發(fā)展趨勢

（1）重視菌株篩選過程研究。目前在菌株篩選過程中有一個較大的問題，就是菌株的特色功能性不夠突出，應(yīng)用效果不能滿足需求。因此實際過程中，必須有針對性地根據(jù)原料中的營養(yǎng)成分、有毒有害物質(zhì)等來進(jìn)行特定菌株篩選，提升菌株篩選的效率。（2）繼續(xù)深入研究，通過菌株不同種類及數(shù)目的搭配研究來達(dá)到最佳組合，推動生物發(fā)酵飼料質(zhì)量提升。當(dāng)前的生物飼料菌種組合過程都不夠精細(xì)，不同菌株的組合都以種類為主要計量方式，并不夠精準(zhǔn)。新時代應(yīng)該深入篩選和組合研究，明確菌株的功效，推動菌株組合研究發(fā)展。（3）推動發(fā)酵飼料行業(yè)的發(fā)展。因為生物發(fā)酵飼料的研發(fā)過程是不斷進(jìn)行的，不僅僅停留在現(xiàn)有菌種選擇和原料選擇搭配方面，還會體現(xiàn)在不同原料的研發(fā)和培育方面，進(jìn)而推動原料生產(chǎn)和研究行業(yè)的發(fā)展，同時推動微生物科學(xué)研究的進(jìn)一步發(fā)展，使得生物發(fā)酵過程原料及菌種選擇組合更加豐富多樣。（4）對應(yīng)生物發(fā)酵飼料評價指標(biāo)體系的形成。目前生物發(fā)酵飼料評價指標(biāo)還不夠明確和科學(xué)，往往選擇和研發(fā)過程都靠經(jīng)驗及主觀需求去判斷和獲取，具有很大的不科學(xué)性，因此實際生產(chǎn)發(fā)酵飼料的生產(chǎn)過程中具有不統(tǒng)一性。下一步需要將對應(yīng)的原料及菌種種類、用量，及生物發(fā)酵飼料使用后的吸收率、利用率、腸道改善程度等進(jìn)行量化，綜合考慮獲取較為科學(xué)的評價管理體系，實現(xiàn)評價方法的標(biāo)準(zhǔn)化，為生物發(fā)酵飼料研究奠定基礎(chǔ)[5]。（5）建立和落實對應(yīng)的生物飼料質(zhì)量安全預(yù)警監(jiān)測體系。一方面要依據(jù)對應(yīng)的衛(wèi)生、安全標(biāo)準(zhǔn)要求對飼料的實際質(zhì)量進(jìn)行檢測，保證飼料質(zhì)量滿足需求；另一方面要采取合理的手段保證監(jiān)測過程的實時性及動態(tài)性，并采取手段進(jìn)行預(yù)警，提升生物發(fā)酵飼料的安全性。

4.結(jié)語

生物發(fā)酵飼料的出現(xiàn)具有一定的必然性，是順應(yīng)時代發(fā)展而出現(xiàn)的產(chǎn)物。相關(guān)人員必須認(rèn)識到生物發(fā)酵飼料研發(fā)和創(chuàng)新的必要性，通過合理研究和應(yīng)用飼料生產(chǎn)方法，來達(dá)到提升飼料的利用率和飼料安全性能、降低投入成本等目的，保障人類安全。