??近年來，隨著人們生活水平以及消費(fèi)水準(zhǔn)的提高，肉類產(chǎn)品的質(zhì)量及產(chǎn)量問題引起人們的廣泛關(guān)注。肉類產(chǎn)品的質(zhì)量安全，以及由于人均耕地面積減少所引起的人畜爭(zhēng)糧而導(dǎo)致的肉類產(chǎn)品供應(yīng)緊張等問題都亟需解決。因此充分有效地開發(fā)利用各種可利用的資源作為飼料原料，優(yōu)化飼料的加工工藝和技術(shù)，大力發(fā)展發(fā)酵飼料已成為畜牧業(yè)的近期研究熱點(diǎn)，被認(rèn)為具有廣泛的發(fā)展前景，以期實(shí)現(xiàn)飼料利用率和糧食轉(zhuǎn)化率的不斷提高。

??發(fā)酵技術(shù)在飼料生產(chǎn)中的普遍應(yīng)用對(duì)于提高飼糧的質(zhì)量和產(chǎn)量具有重要的意義。為了進(jìn)一步推進(jìn)發(fā)酵技術(shù)在飼料生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用，使其工藝技術(shù)更為完善，須對(duì)發(fā)酵過程中的相關(guān)技術(shù)條件進(jìn)行控制和優(yōu)化。發(fā)酵體系的溫度、pH、水分含量、發(fā)酵時(shí)間、接種量等都是需要進(jìn)一步優(yōu)化的關(guān)鍵控制參數(shù)。

??1溫度

??將菌體在適宜的溫度范圍內(nèi)培養(yǎng)可使其進(jìn)行正常的生長(zhǎng)代謝活動(dòng)，溫度過高或者過低都可能會(huì)影響菌體正常的生長(zhǎng)代謝活動(dòng)。溫度過高，可能會(huì)引起微生物過快的生長(zhǎng)，發(fā)酵體系中的營養(yǎng)物質(zhì)被過多的消耗，使得發(fā)酵不能正常進(jìn)行。太低的溫度，則可能會(huì)引起菌體生長(zhǎng)過慢，會(huì)導(dǎo)致發(fā)酵產(chǎn)量降低。

??已有大量的試驗(yàn)對(duì)于飼料發(fā)酵過程中的溫度控制進(jìn)行探究和討論。顧斌在利用枯草芽孢桿菌和白地霉復(fù)合菌種對(duì)菜籽粕進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)多肽時(shí)，發(fā)現(xiàn)過低的溫度影響枯草芽孢桿菌的正常生長(zhǎng)，過高的溫度影響白地霉的正常生長(zhǎng)，適宜的溫度范圍內(nèi)*有利于多肽的形成，因此確定*適溫度為32～34℃。王園在利用復(fù)合菌對(duì)豆粕進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵時(shí)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)溫度為40℃時(shí)，所發(fā)酵的豆粕樣品中乳酸含量*高，大豆蛋白水解程度*高;而當(dāng)溫度高于40℃時(shí)，出現(xiàn)"燒曲"現(xiàn)象，豆粕樣品的顏色呈現(xiàn)褐色。張翠綿等利用復(fù)合菌對(duì)玉米秸稈粉進(jìn)行發(fā)酵時(shí)，同樣發(fā)現(xiàn)隨著溫度的升高，發(fā)酵體系的微生物逐漸增多，pH呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，但當(dāng)溫度升至30℃以上時(shí)，菌體數(shù)有所下降，同時(shí)適宜的環(huán)境溫度也可以有效地使發(fā)酵周期縮短。李龍利用復(fù)合益生菌，對(duì)以一定比例混合的菜籽粕、玉米、小麥粉和豆粕進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵時(shí)，發(fā)現(xiàn)隨著溫度的升高，乳酸菌的菌體數(shù)同樣表現(xiàn)出升高的趨勢(shì)，pH則相應(yīng)降低。與溫度較低時(shí)相比，溫度適宜時(shí)飼料的顏色、氣味、質(zhì)地更為良好，*終確定發(fā)酵適宜溫度為35℃。

??發(fā)酵溫度會(huì)對(duì)微生物的正常生長(zhǎng)代謝以及酶的活性產(chǎn)生影響，適宜的發(fā)酵溫度可以有效地提高發(fā)酵產(chǎn)量。因此，在飼料發(fā)酵時(shí)，需要控制體系的溫度，避免其過高或者過低。

??2pH

??發(fā)酵體系的pH同樣會(huì)對(duì)發(fā)酵產(chǎn)生一定的作用。在飼料進(jìn)行發(fā)酵的過程中，pH會(huì)影響酶的活性。同時(shí)，由于pH會(huì)影響某些中間代謝產(chǎn)物的解離，進(jìn)而會(huì)抑制發(fā)酵產(chǎn)物的形成。

??馮鎮(zhèn)等在不同pH條件下培養(yǎng)乳酸球菌，發(fā)現(xiàn)控制發(fā)酵體系pH為6.0時(shí)，菌體的發(fā)酵活力表現(xiàn)為*高。湯小朋等在利用黑曲霉對(duì)木薯渣進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵時(shí)，將pH控制在3～4之間，可以保證羧甲基纖維素酶的活性顯著高于其他pH處理組，且粗蛋白質(zhì)含量也同時(shí)顯著高于其他pH處理組。孫林在利用微生物對(duì)菜籽粕進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵時(shí)，發(fā)現(xiàn)過低的pH抑制了各種菌體的生長(zhǎng)，阻礙了發(fā)酵的正常進(jìn)行，*終確定該復(fù)合菌種在pH為6.0時(shí)對(duì)菜籽粕進(jìn)行發(fā)酵，發(fā)酵效果*好。

??因此，在發(fā)酵體系中適宜的pH更有利于菌體進(jìn)行正常的生長(zhǎng)代謝，保持較高的發(fā)酵活力，使發(fā)酵高效率的進(jìn)行，從而提高發(fā)酵產(chǎn)量。

??3含水量

??大量的試驗(yàn)證明水分的含量同樣也是影響發(fā)酵效果的一個(gè)主要因素。水含量過低或者過高都會(huì)對(duì)發(fā)酵的正常進(jìn)行產(chǎn)生影響。

??胡瑞等利用優(yōu)化復(fù)合益生菌發(fā)酵豆粕時(shí)，隨著水分的含量不斷增加，發(fā)酵體系中的溫度、pH和真蛋白的含量均呈現(xiàn)遞增趨勢(shì)。林標(biāo)聲等進(jìn)行常規(guī)飼料的密封發(fā)酵，發(fā)現(xiàn)物料的含水量越高，則菌株生長(zhǎng)越快，發(fā)酵效果越好。周夢(mèng)佳等利用乳酸桿菌對(duì)基礎(chǔ)飼料進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵，研究結(jié)果表明水分過高或過低均不利于pH的降低，隨著水分的含量不斷升高，發(fā)酵飼料的干物質(zhì)回收率逐漸降低。劉強(qiáng)等在進(jìn)行菜籽粕的發(fā)酵試驗(yàn)時(shí)，隨水分含量的升高，pH逐漸下降。趙華等’在進(jìn)行甘薯渣的固態(tài)發(fā)酵時(shí)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)水料比為1.3：1時(shí)，發(fā)酵效果*好。

??因此在發(fā)酵過程中，如果含水量過低不能滿足微生物的需求，會(huì)使微生物對(duì)營養(yǎng)物質(zhì)的攝入受到抑制，微生物的生長(zhǎng)代謝不能正常進(jìn)行。而過多的水，可能會(huì)使基質(zhì)的通透性變差，影響通氣，同樣會(huì)抑制微生物的生長(zhǎng)，同時(shí)由于水分過多，可能會(huì)使烘干成本增高，也增加了被雜菌污染的可能性。因此在發(fā)酵過程中合理地控制水分的含量，避免過高或者過低，可以有效地保證發(fā)酵的進(jìn)行。

??4發(fā)酵時(shí)間

??發(fā)酵時(shí)間指發(fā)酵從開始到結(jié)束的時(shí)間。發(fā)酵時(shí)間同樣在發(fā)酵過程中需要良好的控制，過長(zhǎng)或者過短的發(fā)酵時(shí)間都是不可取的。

??高愛琴等在豆粕飼料的發(fā)酵試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，發(fā)酵進(jìn)行至第6天后，由于豆粕中的蛋白質(zhì)、纖維素等已經(jīng)被大量降解，底物濃度下降，使得其水解速度趨于緩慢;同時(shí)由于非淀粉多糖被降解產(chǎn)生大量的酸，微生物的正常生長(zhǎng)代謝也受到影響。張沛等利用稻殼粉進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)蛋白質(zhì)飼料時(shí)，發(fā)現(xiàn)第3天到第4天時(shí)，蛋白質(zhì)含量增加的幅度*大，第5天時(shí)，蛋白質(zhì)含量達(dá)到*大值，第5天后，蛋白質(zhì)含量出現(xiàn)下降趨勢(shì)，這可能與菌種進(jìn)入衰亡期出現(xiàn)自溶現(xiàn)象有關(guān)，同時(shí)營養(yǎng)物質(zhì)的消耗可能也會(huì)抑制蛋白質(zhì)的形成。孫林等在利用混合菌種對(duì)菜籽粕進(jìn)行發(fā)酵時(shí)，發(fā)酵第24～48 h為混合菌種發(fā)酵活動(dòng)的*活躍時(shí)期，此后硫甙、單寧等抗?fàn)I養(yǎng)因子含量降低趨勢(shì)逐漸趨于緩慢。

??在發(fā)酵過程中，發(fā)酵前期的底物飼料含有充足的微生物發(fā)酵所需營養(yǎng)物質(zhì)，微生物可以充分地利用所提供的營養(yǎng)物質(zhì)，生長(zhǎng)旺盛，如果過早的結(jié)束發(fā)酵，會(huì)使發(fā)酵產(chǎn)量降低;但當(dāng)發(fā)酵時(shí)間過長(zhǎng)，發(fā)酵體系中的大部分營養(yǎng)被消耗，使得微生物的生長(zhǎng)速度趨于緩慢，微生物還可能出現(xiàn)自噬現(xiàn)象，發(fā)酵成本也因此提高，因此確定適宜的發(fā)酵時(shí)間，對(duì)于實(shí)現(xiàn)高發(fā)酵產(chǎn)量有重要的作用。

??5接種量

??在發(fā)酵過程中，過大的發(fā)酵微生物接種量可能會(huì)引起氧氣消耗量增加，導(dǎo)致氧氣供應(yīng)相對(duì)不足，影響微生物的正常生長(zhǎng)代謝，同時(shí)也會(huì)造成物料的浪費(fèi)。而過小的接種量可能會(huì)使微生物生長(zhǎng)緩慢，使發(fā)酵效率降低。

??許云賀等利用枯草芽孢桿菌固態(tài)發(fā)酵豆粕，接種量變大，菌株對(duì)蛋白質(zhì)的水解能力則也表現(xiàn)出增強(qiáng)。祁宏山等在進(jìn)行混菌固態(tài)發(fā)酵玉米秸稈的研究中，發(fā)現(xiàn)接種量為8%時(shí)，所得到的發(fā)酵產(chǎn)物的產(chǎn)量*高。嚴(yán)鶴松在利用黑曲霉發(fā)酵豆粕的試驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)發(fā)酵產(chǎn)物中蛋白質(zhì)隨接種量的升高而逐漸升高，但是接種量增至1%，其蛋白質(zhì)產(chǎn)量趨于飽和。

??因此太小的接種量，會(huì)使發(fā)酵周期延長(zhǎng)，發(fā)酵效率降低;接種量過大，所生成的過多產(chǎn)物可能會(huì)對(duì)發(fā)酵體系中微生物的正常生長(zhǎng)代謝產(chǎn)生抑制作用，使發(fā)酵提前結(jié)束。

??6其他

??關(guān)于優(yōu)化發(fā)酵工藝技術(shù)的參數(shù)除上述幾點(diǎn)之外，還存在底物飼料粒度、發(fā)酵菌株配比、菌體密度、通氣量等許多其他影響因素。在進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵的過程中，底物飼料粒度小，可以使其與原料的接觸面積增大，但是粒度過小，易出現(xiàn)結(jié)團(tuán)現(xiàn)象，不利于傳熱，影響微生物的正常生長(zhǎng)，因此底物飼料粒度的大小也可能會(huì)影響發(fā)酵的效果。祁宏山等在進(jìn)行復(fù)合菌固態(tài)發(fā)酵玉米秸稈的研究中發(fā)現(xiàn)，不同菌種之間的配比以及固態(tài)培養(yǎng)基的原料比，均對(duì)所得到的發(fā)酵產(chǎn)物產(chǎn)生影響。Kim等發(fā)現(xiàn)在液體發(fā)酵過程中，菌體密度隨著發(fā)酵體系中的通氣量的增加而增加。張沛等在利用稻殼粉固態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)蛋白質(zhì)飼料時(shí)，發(fā)現(xiàn)尿素的添加可使稻殼粉中的蛋白質(zhì)含量增加，對(duì)發(fā)酵結(jié)果產(chǎn)生顯著的影響。喬力在進(jìn)行豆粕的固態(tài)發(fā)酵試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，添加適量的玉米粉對(duì)發(fā)酵效果有改善作用，這可能與玉米粉促進(jìn)發(fā)酵體系中微生物的生長(zhǎng)代謝有關(guān)。

??7發(fā)酵飼料的應(yīng)用前景

??隨著發(fā)酵技術(shù)越來越成熟，發(fā)酵將被越來越廣泛地應(yīng)用在豬飼料與飼養(yǎng)的生產(chǎn)實(shí)踐中。生長(zhǎng)育肥豬飼喂發(fā)酵飼料后，日增重以及日采食量均有提高。趙正興利用發(fā)酵飼料飼喂育肥豬，發(fā)現(xiàn)日增重以及飼料報(bào)酬均有所提高，同時(shí)發(fā)酵飼料對(duì)豬肉質(zhì)的改善有明顯的作用。魏金濤等利用發(fā)酵飼料飼喂斷奶仔豬后，發(fā)現(xiàn)仔豬的生長(zhǎng)性能有所提高，同時(shí)由于斷奶所引起的應(yīng)激有所緩解。大量試驗(yàn)研究證明，發(fā)酵飼料在實(shí)際養(yǎng)豬生產(chǎn)中表現(xiàn)出良好的效果，尤其在斷奶仔豬和育肥豬飼養(yǎng)過程中效果顯著。

??雖然發(fā)酵技術(shù)在飼料生產(chǎn)中的應(yīng)用仍存在一些問題，相關(guān)工藝的優(yōu)化仍需要進(jìn)行大量的探索，但是發(fā)酵飼料已表現(xiàn)出巨大的發(fā)展前景?？梢愿鶕?jù)發(fā)酵工藝的關(guān)鍵點(diǎn)，針對(duì)不同的菌種、底物飼料以及不同生長(zhǎng)階段的豬確立更為詳細(xì)有效的發(fā)酵工藝方案。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，發(fā)酵技術(shù)的不斷成熟，發(fā)酵飼料的工藝體系將會(huì)越來越完善，而這必將對(duì)豬業(yè)的高效可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生巨大的意義。

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??參考文獻(xiàn)略

??責(zé)編：馬維軍;審閱：劉晶晶博士

??來源：豬業(yè)科學(xué);作者：王劍，曹云鶴，陸文清，王春林