本文发表在《畜禽业》杂志1999年第9期上
走出固态发酵饲料应用技术的误区
宜春高新技术专利产品开发中心 钟启平
经常有业界朋友和同仁来函来电，说他那里有某种资源如何丰富，同时又因为资源本身的原因而没有得到充分的利用，希望用固态发酵的方法来解决其加工出路的问题。统计结果表明，许多读者在对固态发酵技术的认识上存在很多误区，其实，并非所有的资源都可以用固态发酵技术进行处理的，同时，能用固态发酵技术处理的也并非是最佳的加工出路。
就此问题，笔者根据多年的实践经验，在以下几个方面作一些粗浅的阐述。
一、 必须坚持资源增值性和市场需求相结合的原则。
如果用固态发酵技术去处理某一资源，而不能使这一资源得到增值，同时又市场无需求的话，则这一决策显然是错误的，必须寻求其它的加工出路。
用一简单的公式来表示就是：资源的增值=产品的价值－资源的价值－（加工成本＋流通成本），这一式值首先必须大于零。其中流通成本是指产品要放到市场上去流通而言的（而并非自产自用），它包括运输，企业应得利润，中间商利润，包装，损耗等成本。如果是自产自用型，则流通成本等于零，这使得这一式值大于零的可能性大大增加，可加工的资源范围也大为拓展了。
一个典型的例子是：1982年开始推广的固态发酵酵母饲料技术，以农村家庭和个体户为主，规模大多为日产一吨，当时的豆粕才几百元一吨，以豆粕为主原料，接种扣囊拟内孢霉酵母菌，发酵产效果非常好，产品的生物效价也很高，接近和超过了进口鱼粉。而当时的进口鱼粉非常紧缺，价格高达3000多元一吨，这使得前述的式值远远大于零，许多人因此而致富。随着饲料工业的发展，豆粕的价格日益上涨，已不可能做发酵原料了，于是转向使用玉米蛋白粉，但这使得产品的价值也大打折扣了。随着玉米蛋白粉的涨价，人们又转向使用棉菜粕，但随着产品的价值的降低，也已无利可图了。
但是，根据前述的公式，我们也不难找出现阶段存在的市场机会。
1.1 开发自产自用的市场
主要是指养殖户和农村，自产自用，则流通成本等于零，农民的加工成本也非常小，劳动力廉价，不存在所谓的设备折旧，利息，财务成本，管理成本，甚至也不用电和煤，也不用干燥成本。
农村中能够利用的资源有饼粕类（主要是指棉籽饼，菜籽饼，茶枯饼，蓖麻饼····），糟渣类，秸杆青饲料类，畜禽粪便，块根作物等等，利用的前提条件是资源必须大幅增值，从而促进养殖效益的增加，在这一资源开发中，专业研究机构和公司充当的角色就是生产发酵制作剂和提供技术，以及对用户进行的发酵的指导工作。
实际上，市场上出现的秸杆发酵微贮制作剂（反刍动物用），菜粕脱毒发酵剂，棉籽饼发酵脱毒剂，禽类粪便发酵剂等，就是这一开发方式的体现。而由专业生产厂家来生产所谓的脱毒饼粕产品，则已经很不现实了。
1.2 开发增值幅度较大的固态发酵领域 
在这一领域中，可由专业生产厂家来生产发酵产品，并放到市场上流通。
1.2.1 利用微生物处理技术使消化率大幅度上升，例如羽毛粉，蹄角粉，皮革粉，血粉等，它们的消化率极低，血粉的消化率更是低达16%，其它几种的粗蛋白消化率也仅为20---40%，若不进行处理，它们的价值极低，也是没有市场的。若能用较低的生产成本使之消化率达到80%，并进行营养复配，则肯定具有巨大的市场潜力。
目前血粉的固态发酵技术已经较为成熟了，发酵的血粉可以代替鱼粉使用，粗蛋白消化率高达95%。但羽毛粉，蹄角粉等角质蛋白的生物技术处理方法尚在摸索中，国内有几家单位已取得了丰硕的成果。许多研究表明，由土壤中分离出的弗氏链霉菌、细黄链霉菌以及人体及哺乳动物皮肤上分离得到的真菌粒状发癣菌具有角蛋白分解酶（Keratinase）,可断裂二硫键。我国的丁正民等（1993）从土壤中分离到放线菌SS-1菌株，研究表明，该菌株能分解鸡毛角蛋白。张海道等（1994）利用曲霉菌突变菌株A28-8对角质蛋白的固态发酵工艺及酶解条件进行了研究，结果表明，A28-8是一优良的角蛋白酶生产菌株，其最适酶解条件是：PH7.9—9.0，温度45—50度。Williams与Shih（1989）从家禽粪便中分离得到一种分解角蛋白能力强的菌株地衣芽孢杆菌PWD-1，Williams等（1990）用该菌侏处理羽毛产生了大量游离氨基酸与肽，断后，Williams等（1991）用发酵羽毛粉喂肉仔鸡，结果表明，与饲喂未发酵的羽毛粉相比，肉仔鸡的生长速度明显提高，从该菌株中分离出的角蛋白酶，不仅可以水解角蛋白，还可以水解皮胶原蛋白和弹性蛋白。刘翠然（1991）利用筛选出的一种微生物蛋白酶，添加到经高温高压处理过的羽毛粉中，结果表明其水解程度较高，可溶性氮高达5.7—7.1%,占总氮的49—61%，比未酶解的羽毛粉高出4倍左右，大大提高了羽毛蛋白的消化率。
可见，固态发酵羽毛粉是一条可行的增值途径，且加工成本不大，笔者用经筛选的一株曲霉菌在含50%高压水解羽毛粉的培养基上好氧发酵培养，得到含角质蛋白酶的培养物，再用这种培养物，配合0.1%的活力99生酵剂（除臭，改善适口性，增加益生菌等），以10%的比例加入到经高温高压（0.5MPa）20min处理的羽毛粉中（含水量65%），再加入10%玉米面，放入厌氧发酵池中密封处理5天，得到酥软香口的产品。检测表明，其可溶性蛋白含量为42---46%，占总粗蛋白（68%）的63.8%。这种以厌氧为主的处理方法则更为简单和方便。
经与其它蛋白原料配合，调节氨基酸平衡，则可使其利用价值比未处理的角蛋白原料提高数倍，从而有商业开发价值。
1.2.2 生产高附加值的产品 例如利用鱼粉，麦夫，豆粕等原料固态发酵生产β-葡聚糖酶、木聚糖酶、戊聚糖酶、甘露聚糖酶等非淀粉多糖酶，以及植酸酶、角蛋白酶等特殊酶种，它们以200g/T---500g/T的添加量用于配合饲料中，可显著提高饲料的利用率，以及使用更为粗放的原料从而降低饲料成本。
另外也可用固态发酵的方法生产微生态制剂（如益生素等）。
1.2.3 废物利用
这仅指那些原来毫无用处，甚至可能污染环境的废渣水的利用，例如柠檬酸发酵后的废渣，酸度高，湿度大，适口性不好，污染环境，但可通过大规模的厌氧发酵处理使之变废为宝。一些原来毒性较大使用受到限制的饼粕资源如蓖麻籽饼，可通过好氧发酵而脱毒，并使其营养价值大为增加。味精废水浓缩液，由于含有大量非蛋白氮硫酸氨，适口性不好，在反刍动物中使用都成问题，但可以通过固态好氧发酵处理而使其70%左右的非蛋白氮转化为真蛋白菌体蛋白，从而变废为宝。
而有些资源则没有必要再去发酵一次，例如酒糟、啤酒厂的麦芽根、酵母泥、麦糟、酱渣、豆渣、腐竹渣、果渣等，它们既不是适口性不好，也不是有毒，营养也并非不好，故而没有必要去加工，问题在于如何保存它们和利用它们，主要方法有①直接喂畜禽。②加载体晒干或粉碎备用。③很难处理的可用来养蝇蛆，喂特种动物。④很多都可用厌氧密封的方法来保存。最多用厌氧发酵再处理一次，以提高可保存性和适口性。
2、厌氧发酵与好氧发酵的区别与关系
很多读者来信都希望了解生产酵母饲料（一种好氧发酵产品）的情况，其实好氧发酵与厌氧发酵都各有各的优缺点，但笔者认为，能用厌氧发酵的方式就尽量用厌氧发酵的方式。
厌氧发酵的优点是：①投资很小，只需要厌氧池。②单位面积处理量大。③劳动强度很小，操作简单。④物质损耗小，只损耗1---3%。⑤不容易污染杂菌，或者说杂菌易于控制，可采用生料发酵。⑥产品香酸可口。⑦发酵管理很简单，要求很粗放。缺点在于：①产品的生物活性较低，产酶性能弱，微生物生长慢，发酵周期长。②不能用来处理淀粉含量高的原料，因为产热量高，易烧坏料。
好氧发酵的优点在于：①产品的生物活性很高，维生素含量很丰富，酶活产量高。②能最大限度地转化非蛋白氮为真蛋白氮。③蛋白含量因为物质损耗而得以提高。④发酵时间短（1---3天）。⑤因而生产酶制剂，和益生素等都是好氧发酵。⑥培养物易于干燥。缺点是：①投资相对较大。②杂菌难以控制，易污染杂菌而产生难闻的氨味，卫生条件要求较高。③物质损耗大（好氧呼吸所至），损耗达到8—20%。④劳动强度大，管理很复杂。⑤占地面积大，料的厚度仅可以在3—30CM，⑥有可能发酵失败，技术风险大。⑦原料一般要求蒸煮处理，以灭菌发酵。农民发酵处理棉菜粕饼除外。
有时可以将好氧发酵与厌氧发酵结合起来，例如，传统制酱油过程，先将豆子与麦夫的混合物料灭菌，接种米曲霉发酵几天，菌丝长满后（好氧发酵产生了大量蛋白酶），装入坛中，同时加入盐，密封（厌氧处理），这时蛋白酶发挥酶解作用，使大豆蛋白分解产氨基酸，得到高营养价值的美味酱制品，豆豉生产与此相当。在饲料工业中，农民手中的菜籽饼尽管营养丰富，但因有毒和含大量的抗营养因子而利用率很低，若生产出脱毒菌种，卖给农民，由农民简单地以1%的比例加入到菜粕中，再加入1：0.8的清水，在地上或竹编中辅成3--5公分厚，好氧发酵24小时，待菌丝长满后（该菌种同时也会产生约2000U/G的蛋白酶），装入厌氧池中贮存（同时加入约0.05%的活力99生酵剂），则在厌氧贮存时，还会发生酶解反应，并产生香味物质。好氧与厌氧处理的结果，不仅可以脱去毒素和抗营养因子，而且可溶性蛋白质大为增加，其饲用价值将超过豆粕的价值。
由此可见，只有当我们弄清楚了好氧发酵与厌氧发酵的特性时，我们才能根据具体的情况而灵活地利用它们，特别是，厌氧发酵具有保鲜和酶解的功能，值得我们注意。
同样地，农民手中的棉籽饼也可以用同样的方法处理。
3、关于纤维素原料的加工处理。 
许多读者朋友也写信咨询如何将农作物秸杆发酵成“生物蛋白饲料”，用于饲喂单胃动物。对此，笔者除了一一回信之外，也在此郑重说明如下：农业部畜牧兽医局早已发文至各省市自治区的畜牧局和饲料工业办公室，文中已说明，秸杆微生物处理技术难度极大，国家曾组织十几家研究单位联合攻关，也只取得阶段性成果，未能在生产中推广应用。据联合国粮农组织专家介绍，在世界范围内，秸杆微生物处理技术的推广也极为有限，所谓“仿生稻草”可代粮喂猪业已证明是完全无效的。无论物理，化学，生物方法处理秸杆，都只能是用于反刍家畜喂饲，单胃动物基本上是不能利用秸杆中的粗纤维成分的。所以对于该类广告，要非常慎重。
微生物发酵处理秸杆最有前途的菌种是白腐真菌及担子菌属中的一些菌种，主要为食用菌类。例如食用菌糠是生产食用菌后废弃的培养基残渣，据有关部门测定，用麦秸、稻草等农作物秸杆经发酵生产采摘食用菌后的菌糠中含粗蛋白10.2%，粗纤维9.32%，粗脂肪0.32%，无氮浸出物48%，钙3.2%，磷2.1%，赖氨酸1.2%，色氨酸0.8%，蛋氨酸加胱氨酸1.2%。据马玉胜（1994）喂泌乳奶山羊试验，日增重可提高54.5%（对照为氨化秸杆），P＜0.01，日产奶量提高19. 4%（P＜0.01＝，提高饲料利用率13.2%。王农（1996），在猪的日粮中加入10---35%的菌糠，鸡鸭兔可占10---20%。张敏（1996）试验证明，小猪饲料中可加菇渣20%，中猪40%，大猪40%。
若用腐生真菌专门对秸杆进行发酵，以获取菌丝体为目的（而不是以获取子实体为目的），则大大缩小短了发酵的时间，（因传统工艺生产食用菌要40—60多天才能长透长白），同时营养也将大为改善（不采菇，同时可提高氮含量）。
4、其它加工途径
对于那些较难处理的渣糟类，动物下脚料及部分的饼粕类（如湘赣桂等地区的油茶枯饼），可采用饲养蝇蛆，收集鲜蛆直接使用（喂龟，鳝，珍禽，蛇等），或晒干成蛆粉备用。
干蛆粉含蛋白质60%以上，其必需氨基酸总量是鱼粉的2.1倍，同时含有多种效价很高的微量元素，此外，还含有抗生素，凝集素，几丁质等。生产原料要求粗放，如畜禽粪便，叶菜类生活垃圾，果场果渣等等都可以用来养蝇蛆，而蝇蛆则是饲养特种动物的优质饲料，是一般饲料所无法比拟的。
人工养蝇蛆投资少，效益高，30平米可日产50公斤，可室内室外，不需专门的设备，只要几个架子，备一些框即可上马。其养殖成本要低于养蚯蚓和黄粉虫。
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