一、生物飼料的來(lái)源
生物飼料的原料非常廣泛，玉米秸稈、高梁等禾本科作物副產(chǎn)品以及青綠的大豆、蠶豆、豌豆及雜豆的莖葉等豆科作物副產(chǎn)品，另外如甘薯秧葉、向日葵籽實(shí)成熟時(shí)的上部莖葉及花盤、甜菜、馬鈴薯、西紅柿等莖葉以及其他野生雜草、毒草、樹(shù)葉、栽培牧草都是良好的青貯原料。
另外，還有一類生物飼料的原料，是農(nóng)產(chǎn)品深加工所產(chǎn)生的廢水、廢渣。包括造紙、酒精、氨基酸和有機(jī)酸工業(yè)所產(chǎn)生的有機(jī)廢水，淀粉生產(chǎn)企業(yè)的薯水和薯渣等等。
二、生物飼料的分類
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(guó)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:
(一)青貯飼料
青貯飼料分為一般青貯和特殊青貯。一般青貯，又稱乳酸發(fā)酵飼料，乳酸菌是發(fā)酵的主角，在厭氧條件下它大量繁殖，占支配地位時(shí)產(chǎn)生大量乳酸，抑制不良微生物的生長(zhǎng)繁殖，從而制成優(yōu)質(zhì)的青貯飼料。青貯是調(diào)制和貯藏青飼料的有效方法。
1、一般青貯
一般青貯主要是利用青貯原料上附著的乳酸菌等微生物的生命活動(dòng)，通過(guò)發(fā)酵作用將青貯原料中的糖類等碳水化合物變成乳酸等有機(jī)酸，提高青貯料的酸度，從而抑制了有害細(xì)菌的生長(zhǎng)，加之厭氧環(huán)境抑制了霉菌的活動(dòng)，使青貯料得以長(zhǎng)期保存。由于在青貯中微生物發(fā)酵產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物使青貯料帶有芳香味，能提高飼料的適口性。
2、特殊青貯
特殊青貯主要是低水分青貯(或半于青貯)和外加劑青貯。低水分青貯的基本原理是原料含水少，造成對(duì)微生物的生理干燥含量達(dá)到40%~55%時(shí)，植物細(xì)胞質(zhì)的滲透壓達(dá)到5~6MPa大氣壓，這樣的風(fēng)干植物對(duì)腐生菌、乳酸菌會(huì)造成生理干燥狀態(tài)，使生長(zhǎng)繁殖受到抑制。因此，在青貯過(guò)程中微生物發(fā)酵弱，蛋白質(zhì)不被分解，有機(jī)酸形成少，這種方式青貯，必須在高度厭氧條件下進(jìn)行。低水分青貯可以擴(kuò)大青貯原料范圍，用一般方法不易青貯的原料如含糖不足的豆科牧草都可以用此法青貯。對(duì)于不易青貯或難青貯的原料或需要提高青貯飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的原料，可以進(jìn)行外加劑青貯。外加劑青貯的作用主要有三方面：①促進(jìn)乳酸菌發(fā)酵，②抑制不良發(fā)酵，③提高青貯的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。外加劑青貯擴(kuò)大了青貯原料范圍，把一般青貯法中認(rèn)為不易青貯的原料加以利用，如含糖分過(guò)少的植物或經(jīng)過(guò)加工的副產(chǎn)物(如加工過(guò)程中乳酸菌受到損失)。
(二)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。西歐和北美等發(fā)達(dá)國(guó)家，特別是日本、荷蘭和芬蘭等國(guó)，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?？梢哉f(shuō)，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(guò)發(fā)酵設(shè)備的投入。目前，在荷蘭和芬蘭，它們本國(guó)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(guó)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(guó)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(shí)利益的結(jié)果。即使是目前的酶制劑產(chǎn)品，我國(guó)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(guó)和日本等發(fā)達(dá)國(guó)家引進(jìn)，甚至有些生產(chǎn)企業(yè)純粹就是它們獨(dú)資。
(三)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20世紀(jì)80~90年代很流行，在全國(guó)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(jìng)爭(zhēng)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(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)。
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(dòng)力成本和能源價(jià)格不斷上漲，目前這種技術(shù)優(yōu)勢(shì)也正在逐步喪失。按目前生產(chǎn)工藝計(jì)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。
(四)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(lái)，我國(guó)很多科研工作者提出了多種簡(jiǎn)便的微生物厭氧固態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)技術(shù)。相對(duì)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(guò)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(zhǎng)期存放也不會(huì)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兩種: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)模化流水線生產(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，開(kāi)始接種以后裝人，再將袋口用繩扎緊，物料含水量在30%一40%。開(kāi)始時(shí)酵母菌消耗袋內(nèi)殘留氧氣進(jìn)行增殖和呼吸代謝，同時(shí)也為乳酸菌創(chuàng)造一個(gè)厭氧生活環(huán)境。然后，酵母菌在無(wú)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)氣壓不斷增加，不斷有二氧化碳帶著酒精和有機(jī)酸排出袋外，飼養(yǎng)員可以根據(jù)排出的酸香味來(lái)判定物料發(fā)酵的成熟度。
有氧發(fā)酵階段:C?H??0?+ 60?→6CO?+ 6H?O
無(wú)氧發(fā)酵階段:C?H??0?→ 2C0? + 2C?H?OH (乙醇)
在夏季，發(fā)酵3~5d就有明顯酸香味。在冬季，時(shí)間需要延長(zhǎng)。如果環(huán)境溫度低于12℃，發(fā)酵就有可能歸于失敗。酵母在低溫下長(zhǎng)期代謝低下，不產(chǎn)生二氧化碳，使得外界氧氣能長(zhǎng)時(shí)間與接種的乳酸菌接觸，會(huì)導(dǎo)致乳酸菌活力大減，甚至死亡。
事實(shí)證明，如果環(huán)境溫度適宜，時(shí)間控制得當(dāng)，采用上述袋裝式“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10億cuf/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，而且增重速度和健康水平也有顯著提高。
這種工藝雖然簡(jiǎn)便，但受限制因素太多，質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)很難把握，實(shí)際推廣有一定困難。
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