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发酵罐

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生物发酵技术与应用概述
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生物发酵技术与应用
1、 生物发酵技术
人们利用微生物的发酵作用,运用一些仿生学等技术手段控制发酵工程,大规模生产发酵产品的技术,称之为发酵技术。分为液体发酵和固体发酵两大类,目前产业规模和科学研究固体发酵饲料原料是生物发酵饲料领域里的热点内容。
2、 发酵必备的条件
适宜的微生物菌种;保证或控制微生物进行代谢的各种条件;微生物发酵的设备;收集菌体或代谢产物或发酵产品的方法和设备。
3、发酵饲料
发酵饲料是以微生物、复合酶为生物饲料发酵剂菌种,将饲料原料转化为微生物菌体蛋白、生物活性小肽类氨基酸、微生物活性益生菌、复合酶制剂为一体的营养丰富、适口性好的生物发酵饲料。该产品不但可以弥补常规饲料中容易缺乏的氨基酸,而且能使其它粗饲料原料营养成份迅速转化,达到增强消化吸收利用效果。
4、 发酵菌种
菌种品质好坏,组合是否科学合理决定这生物发酵饲料最终的品质。(发酵剂选择适合的复合发酵菌种进行发酵,有利于营养价值均衡提高,发酵菌种的活性高低、菌种配比是发酵剂的核心技术,也是 发酵饲料质量保证的关键。)
主要的发酵菌株有:细菌如乳酸菌28种、芽孢杆菌5种;酵母2种和真菌如曲霉2种。这些微生物菌种具有以下特性:
1)乳酸菌产生有机酸,如乳酸、乙酸、丙酸、甲酸等抑制病原微生物。
2)芽孢杆菌产生抗菌物质如抗菌肽抑制病原微生物。
3)有益微生物粘附占位,竞争排除,防止病原微生物定植。
4)刺激免疫反应,增加免疫系统活力;
5)产生各种消化酶,如蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶、和糖苷酶,提高饲料利用率;
6)减少毒胺的产生,中和内毒素。
乳酸菌:是一群在厌氧环境下能产生大量酶、双氧水、有机酸、细菌素等抑制病原菌克隆和定值,维持肠道微生态平衡和正常生理功能的革兰氏阳性细菌。
芽孢杆菌:是一群需氧兼性厌氧的革兰氏阳性菌,抗逆性强,耐高温高压,易储存。芽孢菌为需氧菌,进入肠道后,可消耗大量的游离氧,降低了肠内的氧浓度,抑制了肠道中存在的大量大肠杆菌等需氧菌的生长,优化和促进了乳酸菌等厌氧菌的生长,有利于肠道微生态系统的稳定和平衡。它还具有较高的产生蛋白酶、纤维素素酶、淀粉酶、活性小肽等代谢产物的功能。
酵母菌:是一群在有氧和无氧环境中都能生长的兼性厌氧菌,最常见的酵母为酿酒酵母,很早用于发酵面包和酒类。菌体的B族维生素、蛋白质、核苷酸、酵母细胞壁、寡糖含量高,提高发酵饲料的营养价值和赋予产品更好的风味。目前在反刍动物和水产动物中的作用越来越多的被证明,生产和推广比重越来越大。
真菌:米曲霉是我国传统酿造醋和酱油的生产菌种,是产复合酶的菌种,除蛋白酶外,还能产淀粉酶、糖化酶、纤维素酶、植酸酶、果胶酶等,不产生黄曲霉毒素。
5、菌种的组合
大量事实表明:一般多菌种混合发酵饲料效果远远好于单一菌种的发酵。
单一菌种发酵的特点:乳酸菌,厌氧菌,发酵碳水化合物时产生大量乳酸,对G+G-菌都有很强的抑菌效果;芽孢杆菌,产生芽孢的好氧菌,耐受高温、高压和酸碱。生命力强,代谢可产生蛋白酶和B族维生素等,对饲料的降解消化吸收和动物的营养代谢起到促进作用;酵母菌,菌体中含有非常丰富的蛋白质、B族维生素、脂肪、糖、酶等多种营养成分,可提高动物的免疫力和生产性能,减少应激。
多菌种混合发酵的优势:利用菌种之间的协调互作关系,扩大对原料的适应性和防杂菌能力。一般的组合乳酸菌+芽孢杆菌;乳酸菌+芽孢杆菌+酵母菌;酵母菌+米曲霉菌等。
6、发酵产品特点概述
1)深度发酵豆粕(如新肠肽、益肠肽):发酵后蛋白质和氨基酸含量有较大提高出现了蛋白质的“浓缩效应”;富含多种生物活性因子如营养小肽能赋予产品生理活性,如促生长、催乳、调节免疫、抗菌、抗病毒、抗应激、抗氧化、刺激食欲、促进矿物质吸收和抗肿瘤等,代谢产物如蛋白酶、淀粉酶、纤维素酶等各种消化酶可促进饲料原料降解,提高动物消化率;代谢产物如益生菌和乳酸、异黄酮,一方面抑制肠道中有害菌繁殖,另一方面促进动物消化吸收,改善动物尤其是小动物的小肠机能,激发生长潜能;适口性改善提高采食量;安全无污染。
2)酿酒酵母培养物(如益生美、菌酶肽):在特定的工艺条件下,由航天搭载优选菌种在特定的培养基上经过充分的好氧和厌氧发酵后形成的微生态制品。富含多糖、维生素、矿物质、消化酶、促生长因子和齐全的氨基酸等,具有适口性好,能增加免疫力以及改善肠道菌群促进消化吸收达到解僵促长的作用,是一种集营养、保健为一体的新型饲料原料。目前主要应用于猪、反刍动物、水产养殖中,起到营养及保健双重作用。
3)发酵中药类(胃优肽、胃肠肽):在特定的工艺条件下,采用菌酶协同技术对饲用天然植物如山楂、橘皮、酸角、沙棘等进行深度发酵后充分释放出中药活性成分,药效加倍,吸收速度加快,有效增强胃肠动力,健胃消食促长,降解霉菌活性,专门解决动物消化障碍问题。
7、发酵产品在动物上应用效果
1)在仔猪上的应用:改善仔猪的生长效率;促进消化系统发育;维持肠道菌群平衡提高抗病能力;增强机体免疫功。
2)在商品猪上的应用:适口性好提高采食量;营养更加均衡,提高利用率,降低料肉比;减少腹泻率,提高日增重;改善肉质和风味;大大减少圈舍臭味和蚊蝇。
3)在母猪上的应用:减少饲料中的有害物质,改善母猪饲料的适口性,同时增加母猪肠道内粗纤维和有益菌的数量,减少母猪便秘,提高母猪的繁殖性能。(好配种、不返情;改善母猪流产、死胎/木乃伊、难产、产后奶水不足、奶水质量差、胃溃疡、眼屎泪斑多、小猪易发病、成活率低等问题)
4)在反刍动物上的应用:简单的说就是优化反刍动物瘤胃发酵作用,维护胃肠道的消化吸收能力,保持肉牛羊的健康,进而提高生产性能。如优化瘤胃功能性微生物的生长与平衡;优化瘤胃环境,稳定瘤胃PH值减少酸中毒;提高能量和蛋白质的供应,进而提高生产效率;提升反刍动物免疫能力及健康程度;具有吸附和降解霉菌毒素的作用。
8、行业存在的问题概述
1)技术储备问题
生物发酵领域的核心是微生物菌种,大多数厂家缺乏自有的核心菌种而我们菌种保藏中心拥有400多种具有知识产权的核心菌种。目前从事生物发酵的企业大多数由中小饲料企业和兽药企业转型而来,他们对微生物知识和发酵工艺了解甚少,发酵设备和工艺落后,影响着发酵产品的质量稳定和安全。
2)产品稳定性问题
发酵原料的灭菌问题普遍存在;发酵过程中的发酵不良普遍存在。
3)产品的安全性
发酵原料的安全性;发酵菌种的安全性;代谢产物的安全性;以上三个问题普遍被忽视。
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