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發酵飼料工藝技術的影響因素

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發布日期:2019-01-26 作者: 點擊:

江西时时彩组选遗漏 www.kqqcjp.com.cn     近年來,隨著人們生活水平以及消費水準的提高,肉類產品的質量及產量問題引起人們的廣泛關注。肉類產品的質量安全,以及由于人均耕地面積減少所引起的人畜爭糧而導致的肉類產品供應緊張等問題都亟需解決。因此充分有效地開發利用各種可利用的資源作為飼料原料,優化飼料的加工工藝和技術,大力發展發酵飼料已成為畜牧業的近期研究熱點,被認為具有廣泛的發展前景,以期實現飼料利用率和糧食轉化率的不斷提高。

  發酵技術在飼料生產中的普遍應用對于提高飼糧的質量和產量具有重要的意義。為了進一步推進發酵技術在飼料生產中的廣泛應用,使其工藝技術更為完善,須對發酵過程中的相關技術條件進行控制和優化。發酵體系的溫度、pH、水分含量、發酵時間、接種量等都是需要進一步優化的關鍵控制參數。

  1溫度

  將菌體在適宜的溫度范圍內培養可使其進行正常的生長代謝活動,溫度過高或者過低都可能會影響菌體正常的生長代謝活動。溫度過高,可能會引起微生物過快的生長,發酵體系中的營養物質被過多的消耗,使得發酵不能正常進行。太低的溫度,則可能會引起菌體生長過慢,會導致發酵產量降低。

  已有大量的試驗對于飼料發酵過程中的溫度控制進行探究和討論。顧斌在利用枯草芽孢桿菌和白地霉復合菌種對菜籽粕進行固態發酵生產多肽時,發現過低的溫度影響枯草芽孢桿菌的正常生長,過高的溫度影響白地霉的正常生長,適宜的溫度范圍內最有利于多肽的形成,因此確定最適溫度為32~34℃。王園在利用復合菌對豆粕進行固態發酵時,發現當溫度為40℃時,所發酵的豆粕樣品中乳酸含量最高,大豆蛋白水解程度最高;而當溫度高于40℃時,出現"燒曲"現象,豆粕樣品的顏色呈現褐色。張翠綿等利用復合菌對玉米秸稈粉進行發酵時,同樣發現隨著溫度的升高,發酵體系的微生物逐漸增多,pH呈現下降趨勢,但當溫度升至30℃以上時,菌體數有所下降,同時適宜的環境溫度也可以有效地使發酵周期縮短。李龍利用復合益生菌,對以一定比例混合的菜籽粕、玉米、小麥粉和豆粕進行固態發酵時,發現隨著溫度的升高,乳酸菌的菌體數同樣表現出升高的趨勢,pH則相應降低。與溫度較低時相比,溫度適宜時飼料的顏色、氣味、質地更為良好,最終確定發酵適宜溫度為35℃。

  發酵溫度會對微生物的正常生長代謝以及酶的活性產生影響,適宜的發酵溫度可以有效地提高發酵產量。因此,在飼料發酵時,需要控制體系的溫度,避免其過高或者過低。

  2pH

  發酵體系的pH同樣會對發酵產生一定的作用。在飼料進行發酵的過程中,pH會影響酶的活性。同時,由于pH會影響某些中間代謝產物的解離,進而會抑制發酵產物的形成。

  馮鎮等在不同pH條件下培養乳酸球菌,發現控制發酵體系pH為6.0時,菌體的發酵活力表現為最高。湯小朋等在利用黑曲霉對木薯渣進行固態發酵時,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,且粗蛋白質含量也同時顯著高于其他pH處理組。孫林在利用微生物對菜籽粕進行固態發酵時,發現過低的pH抑制了各種菌體的生長,阻礙了發酵的正常進行,最終確定該復合菌種在pH為6.0時對菜籽粕進行發酵,發酵效果最好。

  因此,在發酵體系中適宜的pH更有利于菌體進行正常的生長代謝,保持較高的發酵活力,使發酵高效率的進行,從而提高發酵產量。

  3含水量

  大量的試驗證明水分的含量同樣也是影響發酵效果的一個主要因素。水含量過低或者過高都會對發酵的正常進行產生影響。

  胡瑞等利用優化復合益生菌發酵豆粕時,隨著水分的含量不斷增加,發酵體系中的溫度、pH和真蛋白的含量均呈現遞增趨勢。林標聲等進行常規飼料的密封發酵,發現物料的含水量越高,則菌株生長越快,發酵效果越好。周夢佳等利用乳酸桿菌對基礎飼料進行固態發酵,研究結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,發酵飼料的干物質回收率逐漸降低。劉強等在進行菜籽粕的發酵試驗時,隨水分含量的升高,pH逐漸下降。趙華等'在進行甘薯渣的固態發酵時,發現當水料比為1.3:1時,發酵效果最好。

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

  4發酵時間

  發酵時間指發酵從開始到結束的時間。發酵時間同樣在發酵過程中需要良好的控制,過長或者過短的發酵時間都是不可取的。

  高愛琴等在豆粕飼料的發酵試驗中發現,發酵進行至第6天后,由于豆粕中的蛋白質、纖維素等已經被大量降解,底物濃度下降,使得其水解速度趨于緩慢;同時由于非淀粉多糖被降解產生大量的酸,微生物的正常生長代謝也受到影響。張沛等利用稻殼粉進行固態發酵生產蛋白質飼料時,發現第3天到第4天時,蛋白質含量增加的幅度最大,第5天時,蛋白質含量達到最大值,第5天后,蛋白質含量出現下降趨勢,這可能與菌種進入衰亡期出現自溶現象有關,同時營養物質的消耗可能也會抑制蛋白質的形成。孫林等在利用混合菌種對菜籽粕進行發酵時,發酵第24~48 h為混合菌種發酵活動的最活躍時期,此后硫甙、單寧等抗營養因子含量降低趨勢逐漸趨于緩慢。

  在發酵過程中,發酵前期的底物飼料含有充足的微生物發酵所需營養物質,微生物可以充分地利用所提供的營養物質,生長旺盛,如果過早的結束發酵,會使發酵產量降低;但當發酵時間過長,發酵體系中的大部分營養被消耗,使得微生物的生長速度趨于緩慢,微生物還可能出現自噬現象,發酵成本也因此提高,因此確定適宜的發酵時間,對于實現高發酵產量有重要的作用。

  5接種量

  在發酵過程中,過大的發酵微生物接種量可能會引起氧氣消耗量增加,導致氧氣供應相對不足,影響微生物的正常生長代謝,同時也會造成物料的浪費。而過小的接種量可能會使微生物生長緩慢,使發酵效率降低。

  許云賀等利用枯草芽孢桿菌固態發酵豆粕,接種量變大,菌株對蛋白質的水解能力則也表現出增強。祁宏山等在進行混菌固態發酵玉米秸稈的研究中,發現接種量為8%時,所得到的發酵產物的產量最高。嚴鶴松在利用黑曲霉發酵豆粕的試驗中,發現發酵產物中蛋白質隨接種量的升高而逐漸升高,但是接種量增至1%,其蛋白質產量趨于飽和。

  因此太小的接種量,會使發酵周期延長,發酵效率降低;接種量過大,所生成的過多產物可能會對發酵體系中微生物的正常生長代謝產生抑制作用,使發酵提前結束。

  6其他

  關于優化發酵工藝技術的參數除上述幾點之外,還存在底物飼料粒度、發酵菌株配比、菌體密度、通氣量等許多其他影響因素。在進行固態發酵的過程中,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,易出現結團現象,不利于傳熱,影響微生物的正常生長,因此底物飼料粒度的大小也可能會影響發酵的效果。祁宏山等在進行復合菌固態發酵玉米秸稈的研究中發現,不同菌種之間的配比以及固態培養基的原料比,均對所得到的發酵產物產生影響。Kim等發現在液體發酵過程中,菌體密度隨著發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發酵生產蛋白質飼料時,發現尿素的添加可使稻殼粉中的蛋白質含量增加,對發酵結果產生顯著的影響。喬力在進行豆粕的固態發酵試驗中發現,添加適量的玉米粉對發酵效果有改善作用,這可能與玉米粉促進發酵體系中微生物的生長代謝有關。

  7發酵飼料的應用前景

  隨著發酵技術越來越成熟,發酵將被越來越廣泛地應用在豬飼料與飼養的生產實踐中。生長育肥豬飼喂發酵飼料后,日增重以及日采食量均有提高。趙正興利用發酵飼料飼喂育肥豬,發現日增重以及飼料報酬均有所提高,同時發酵飼料對豬肉質的改善有明顯的作用。魏金濤等利用發酵飼料飼喂斷奶仔豬后,發現仔豬的生長性能有所提高,同時由于斷奶所引起的應激有所緩解。大量試驗研究證明,發酵飼料在實際養豬生產中表現出良好的效果,尤其在斷奶仔豬和育肥豬飼養過程中效果顯著。

  雖然發酵技術在飼料生產中的應用仍存在一些問題,相關工藝的優化仍需要進行大量的探索,但是發酵飼料已表現出巨大的發展前景??梢愿莘⒔凸ひ盞墓丶?,針對不同的菌種、底物飼料以及不同生長階段的豬確立更為詳細有效的發酵工藝方案。隨著科學技術的不斷發展,發酵技術的不斷成熟,發酵飼料的工藝體系將會越來越完善,而這必將對豬業的高效可持續發展產生巨大的意義。


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