微生物發(fā)酵飼料的應(yīng)用已經(jīng)有很長歷史，形式多種多樣。但有關(guān)微生物發(fā)酵飼料的定義至今仍不統(tǒng)一。筆者經(jīng)過多研究，結(jié)合前人研究成果，針對微生物發(fā)酵飼料定義、特征及發(fā)酵菌種作一初步歸納總結(jié)。
一，微生物發(fā)酵飼料的定義
在人為可控制的條件下，以植物性農(nóng)副產(chǎn)品為主要原料，通過微生物代謝作用，降解部分多糖、蛋白質(zhì)和脂肪等大分子物質(zhì)，生成有機(jī)酸、可溶性多肽等小分子物質(zhì)，形成營養(yǎng)豐富、適口性好、活菌含量高的生物飼料或飼料原料。
二，微生物發(fā)酵飼料的主要特征
飼料具有天然發(fā)酵香味，良好誘食效果，能顯著提高適口性。
含有大量有益菌，有害菌(大腸桿菌、沙門氏菌和金黃色葡萄球菌等)數(shù)量極低，不超過10cfu/g。
發(fā)酵成品pH值較低，在4.5左右，含有較多乳酸和乙酸等有機(jī)酸。
三，生產(chǎn)微生物發(fā)酵飼料的菌種
生產(chǎn)菌種是發(fā)酵過程的靈魂。生產(chǎn)發(fā)酵飼料的菌種很多，主要有以下四類：乳酸菌、芽孢菌、酵母菌和霉菌等。
1， 乳酸菌
目前生產(chǎn)中使用的乳酸菌至少有30多種。按乳酸代謝途徑，大致可以歸納為4種類型：同型乳酸發(fā)酵、專性異型乳酸發(fā)酵、兼性乳酸發(fā)酵和雙歧桿菌異型乳酸發(fā)酵。
1) 同型乳酸發(fā)酵：
C6H12O6 →2 CH3CH(OH)COOH
一分子葡萄糖分解成二分子乳酸，整個(gè)過程不產(chǎn)氣。這種轉(zhuǎn)化是很理想，產(chǎn)物最合適，效率也最高，典型菌種主要有：德氏乳桿菌(Lactobacillus delbruekii)、嗜酸乳桿菌(Lactobacillus acidophilum)、唾液乳桿菌(Lactobacillus salivarius)、嗜熱乳桿菌(Lactobacillus thermophilus)、糞腸球菌(Enterococcus faecalis)、乳酸乳球菌(Lactococcuslactics)
2) 專性異型乳酸發(fā)酵：
C6H12O6→ CH3CH(OH)COOH + CH3COOH + CO2
一分子葡萄糖轉(zhuǎn)化成一分子乳酸和一分子乙酸。與同型乳酸發(fā)酵相比，這種發(fā)酵轉(zhuǎn)化效率要低得多，而且還有產(chǎn)氣損失。典型菌種主要有：發(fā)酵乳桿菌(Lactobacillus fermentum)、高加索酸奶乳桿菌(Lactobacillus kefir)、短乳桿菌(Lactobacillus brevis)、巴氏乳桿菌(Lactobacillus pastorianus)。
3) 兼性異型乳酸發(fā)酵：
C6H12O6→ 2 CH3CH(OH)COOH ; C6H12O6 →CH3CH(OH)COOH+ CH3COOH + CO2
同時(shí)進(jìn)行同型乳酸發(fā)酵和異型乳酸發(fā)酵，這2種代謝進(jìn)行程度和比例取決于菌種性質(zhì)和外界培養(yǎng)條件。典型菌種主要有：植物乳桿菌(Lactobacillus plantarum)、干酪乳桿菌(Lactobacillus casei)鼠李糖乳桿菌(Lactobacillus rhamnosus)、清酒乳桿菌(Lactobacillus sake)。
4) 異型雙歧桿菌乳酸發(fā)酵
2C6H12O6→ 2CH3CH(OH)COOH + 3 CH3COOH
比較典型菌種是動(dòng)物雙歧桿菌(Bifidobacterium animal)，雙歧桿菌培養(yǎng)要求很嚴(yán)格，對厭氧的要求極高，目前還很難應(yīng)用在實(shí)際生產(chǎn)中。
2， 芽孢菌
目前在生產(chǎn)中應(yīng)用的有近10種，以桿菌為主，主要為以下3種：地衣芽孢桿菌(Bacillus licheniformis)、枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis)和蠟樣芽孢桿菌(Bacillus cereus)。芽孢桿菌能耐受高溫，在有氧和無氧條件下都能存活。在營養(yǎng)缺乏、干旱等條件下形成芽孢，在條件適宜時(shí)又可以重新萌發(fā)成營養(yǎng)體。利用芽孢桿菌發(fā)酵飼料的目的主要是為了消耗培養(yǎng)體系中殘留的氧氣，為乳酸菌創(chuàng)造厭氧環(huán)境。另外，近年來研究發(fā)現(xiàn)，有些芽孢桿菌能產(chǎn)生殺滅大腸桿菌和沙門氏菌等有害微生物的細(xì)菌素(也稱抗菌肽)，這些抗菌物質(zhì)針對性很強(qiáng)，只對某些類型微生物細(xì)胞有破壞作用，對酵母菌和乳酸菌沒有影響。
3， 酵母菌
目前在生產(chǎn)中應(yīng)用的有20多種，主要是以下3種：釀酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)、熱帶假絲酵母(Candida tropicalis)、產(chǎn)朊假絲酵母(Candida utilis)。
啤酒酵母和面包酵母是最常用的釀酒酵母。熱帶假絲酵母和產(chǎn)朊假絲酵母的生長速度很快，在適宜的溫度和營養(yǎng)條件下，它們的世代倍增時(shí)間不超過3小時(shí)，特別適合處理食品加工產(chǎn)生的廢水。
4， 霉菌
目前在生產(chǎn)中應(yīng)用的有近10種，主要是以下3種：米曲霉(Aspergillusoryzae)、黑曲霉(Aspergillusniger)和白地霉(Geotrichumcandidum)。
一般來說，利用霉菌發(fā)酵，基本上都是有氧發(fā)酵，發(fā)酵過程會產(chǎn)生大量的代謝熱，生產(chǎn)過程中料曲的溫度控制往往是生產(chǎn)成敗的關(guān)鍵。霉菌發(fā)酵目前主要采用淺盤發(fā)酵，料曲厚度不超過5厘米。如果采用厚層發(fā)酵，需要采用強(qiáng)通風(fēng)裝置，生產(chǎn)能耗很大，從這一點(diǎn)上說，霉菌發(fā)酵不適合用于生產(chǎn)飼料或者飼料原料。
目前，實(shí)際生產(chǎn)中利用霉菌主要是利用它能合成纖維素酶、半纖維素酶和蛋白酶的特性，利用廉價(jià)的粗蛋白原料作為發(fā)酵底物，生產(chǎn)高活性的蛋白飼料，或者就是粗酶制劑。
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