微生物發(fā)酵飼料生產(chǎn)形式多種多樣。應(yīng)用微生物可利用廉價農(nóng)業(yè)和輕工副產(chǎn)物生產(chǎn)高質(zhì)量飼料蛋白原料，同時使飼料富含高活性有益微生物及其活性代謝產(chǎn)物。筆者所在微生物發(fā)酵課題研究小組經(jīng)過8年多研究，在前人微生物發(fā)酵生產(chǎn)研究基礎(chǔ)上不斷獲得突破進(jìn)展，最終形成獨(dú)特的可移動式飼料發(fā)酵生產(chǎn)技術(shù)，本文即對傳統(tǒng)發(fā)酵及該課題組最新發(fā)酵技術(shù)成果分述于下。

　　1 生產(chǎn)菌種選用基本原則

　　1.1 安全性

　?、?菌體本身不產(chǎn)生有毒有害物質(zhì);

　　② 不會危害環(huán)境固有的生態(tài)平衡。

　　1.2 有效性

　?、?菌體本身具有很好生長代謝活力，能有效地降解大分子和抗?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)動物體微生物區(qū)系平衡，促進(jìn)動物健康。這種功效主要指能有效地提高和維護(hù)有益微生物在動物消化道中數(shù)量優(yōu)勢。它可以通過2種方式來達(dá)到目標(biāo)：發(fā)酵飼料所用菌種本身就是從目標(biāo)動物消化道中分離出來的有益菌，通過飼喂高比例發(fā)酵飼料可以直接提高動物消化道中有益微生物數(shù)量，使有益微生物形成優(yōu)勢。另一種方式是生產(chǎn)菌種或代謝產(chǎn)物可以選擇性地殺滅或者抑制有害微生物，從而造成有益菌數(shù)量優(yōu)勢。實現(xiàn)這種途徑的方式可以多種多樣，比較常用的有：耗盡氧氣，降低體系氧化還原電位;降低環(huán)境pH值;代謝物中含有能選擇性殺滅大腸桿菌和沙門氏菌等有害微生物的抗菌物質(zhì)。

　　2 發(fā)酵飼料生產(chǎn)技術(shù)

　　除了生產(chǎn)菌種以外，生產(chǎn)工藝也是決定發(fā)酵技術(shù)成敗的要素。到目前為止，國內(nèi)外關(guān)于發(fā)酵飼料生產(chǎn)技術(shù)或生產(chǎn)工藝的內(nèi)容主要包括以下幾種：

　　2.1 青儲

　　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)，原料必須新鮮;只能就地利用，基本不能遠(yuǎn)距離運(yùn)輸;開窖后必須在短時間內(nèi)用完;目前僅限應(yīng)用于反芻動物領(lǐng)域。

　　青儲飼料研究歷史很長，有專門論著，筆者在此不再贅述，有興趣的讀者可以參考曹利軍和韓鵬主編的“青儲飼料標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)技術(shù)”，針對生產(chǎn)實際提出了很好的技術(shù)方法，有很好參考價值。

　　2.2 利用有機(jī)廢水生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白或蛋白原料

　　這種技術(shù)主要是用于有機(jī)廢水凈化處理。有機(jī)廢水主要來源于造紙、酒精、氨基酸和有機(jī)酸工業(yè)所產(chǎn)生的廢水。

　　在20世紀(jì)60年代，國外曾選用生長速度很快的熱帶假絲酵母，采用液體連續(xù)培養(yǎng)處理造紙廢水，但是生產(chǎn)的酵母有苦味，很難在飼料中應(yīng)用。80年代末，我國工程院院士倫世儀先生領(lǐng)導(dǎo)的課題組用熱帶假絲酵母連續(xù)培養(yǎng)處理酒精廢水，生產(chǎn)的酵母有較好適口性，但是由于廢水中有機(jī)物含量比較低，培養(yǎng)液中干物質(zhì)得率不超過1.0%，基本沒有商業(yè)價值。

　　西歐和北美等發(fā)達(dá)國家，特別是日本、荷蘭和芬蘭等國，在有機(jī)廢水處理方面投入了大量研究和生產(chǎn)處理費(fèi)用。可以說，在有些發(fā)酵產(chǎn)品生產(chǎn)中，廢水處理設(shè)備投入甚至要超過發(fā)酵設(shè)備的投入。目前，在荷蘭和芬蘭，它們本國不生產(chǎn)酒精、氨基酸和有機(jī)酸等大宗發(fā)酵產(chǎn)品，并不是它們的生產(chǎn)技術(shù)不發(fā)達(dá)，而是它們不愿意污染它們寶貴的水源。我國的谷氨酸、賴氨酸、檸檬酸和酒精的發(fā)酵產(chǎn)量是世界第一，并不是我們的發(fā)酵水平、提取技術(shù)在國際上處于領(lǐng)先地位，而是我們犧牲了生態(tài)(主要是水源)的潔凈所獲得的暫時利益的結(jié)果。即使是目前的酶制劑產(chǎn)品，我國的產(chǎn)量在世界也是處于領(lǐng)先地位，但是主要技術(shù)還是從丹麥、美國和日本等發(fā)達(dá)國家引進(jìn)，甚至有些生產(chǎn)企業(yè)純粹就是它們獨(dú)資。

　　2.3 固態(tài)好氧發(fā)酵生產(chǎn)飼料蛋白原料

　　這種生產(chǎn)方式在上個世紀(jì)80-90年代很流行，在全國各地都有推廣應(yīng)用。其中比較著名的是郭維烈先生倡導(dǎo)的微生物組合發(fā)酵生產(chǎn)4320菌體蛋白，這種技術(shù)充分利用了微生物間的相互作用(同生、互惠同生、共生、競爭和拮抗等多種關(guān)系)，原料不需要嚴(yán)格消毒就可以直接用于接種培養(yǎng)，從而極大地簡化了生產(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)。

　　但是，與傳統(tǒng)發(fā)酵工藝一樣，4320發(fā)酵成品也需要干燥，否則容易腐敗變質(zhì)。另外，這種工藝的機(jī)械化程度較低，這也是傳統(tǒng)固態(tài)好氧發(fā)酵的共同缺陷，需要較多人工用于物料的翻拌、散熱等繁瑣操作。

　　隨著勞動力成本和能源價格不斷上漲，目前這種技術(shù)優(yōu)勢也正在逐步喪失。按目前生產(chǎn)工藝計算，每噸4320蛋白加工成本(除原料以外的所有費(fèi)用)至少在800元以上。

　　2.4 固態(tài)厭氧發(fā)酵高活性生物飼料

　　為了克服4320蛋白發(fā)酵技術(shù)的不足，近年來，我國很多科研工作者提出了多種簡便的微生物厭氧固態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)技術(shù)。相對于好氧發(fā)酵，厭氧發(fā)酵的能耗低，微生物代謝產(chǎn)生的熱量也要小得多，生產(chǎn)過程往往不需要翻拌散熱。發(fā)酵產(chǎn)品只要密封得當(dāng)，即使長期存放也不會腐敗變質(zhì)。

　　目前比較典型的固態(tài)厭氧發(fā)酵生物飼料的成功例子主要有二種：一種是適合于養(yǎng)殖戶自產(chǎn)自用的袋裝發(fā)酵飼料;另一種是屬于規(guī)?；魉€生產(chǎn)的袋裝發(fā)酵飼料。它們接種的微生物基本一致，主要有酵母菌、乳酸菌和芽孢桿菌。

　　適合養(yǎng)殖戶自產(chǎn)自用的發(fā)酵袋是一種普通的密封包裝袋，物料接種以后裝入，再將袋口用繩扎緊，物料含水量在30-40%之間。開始時酵母菌消耗袋內(nèi)殘留氧氣進(jìn)行增殖和呼吸代謝，同時也為乳酸菌創(chuàng)造一個厭氧生活環(huán)境。然后，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，乳酸菌也同時增殖、代謝，產(chǎn)生有機(jī)酸。隨著袋內(nèi)氣壓不斷增加，不斷有二氧化碳帶者酒精和有機(jī)酸排出袋外，飼養(yǎng)員可以根據(jù)排出的酸香味來判定物料發(fā)酵的成熟度。

　　有氧發(fā)酵階段：C6H12O6 + 6 O2 → 6 CO2 + 6 H2O

　　無氧發(fā)酵階段：C6H12O6 → 2 CO2 + 2 C2H5OH(乙醇)

　　在夏季，發(fā)酵3-5天就有明顯酸香味。在冬季，時間需要延長。如果環(huán)境溫度低于12度，發(fā)酵就有可能歸于失敗。酵母在低溫下長期代謝低下，不產(chǎn)生二氧化碳，使得外界氧氣能長時間與接種的乳酸菌接觸，會導(dǎo)致乳酸菌活力大減，甚至死亡。