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猪用无抗生素饲料发酵生产技术

[作者:恒辉农牧]    [日期: 2015-06-29]    [热度:555]
       目前,我国已在畜禽无抗生素饲养研究和应用方面投入了大量的人力物力。近10年,政府部门用于饲料养殖方面的研究投入90%以上是针对健康安全的。
  农业部饲料工业中心微生物发酵饲料课题组经过8年的艰苦努力,采用先包装后发酵的移动式生物饲料生产技术,大幅度降低了微生物发酵饲料的生产成本,在不增加生猪饲养成本的前提下,采用大比例添加高活菌含量的微生物发酵饲料,实现了生猪无抗生素饲养(20 kg至出栏),猪肉品质符合欧盟安全肉要求。
 
  其核心技术——高活菌无抗生素饲养用饲料呼吸膜固态发酵新技术研究,已通过由农业部组织的专家鉴定,项目成果具有原始创新性,处于国际领先水平。
 
  l移动固态厌氧发酵工艺
 
  大量试验表明,利用现有饲养环境条件,采用大比例添加微生物活菌制剂或者发酵物,在每吨配合饲料中添加10、50、100、200 kg,是可以进行无抗生素饲养的。但如果没有革新的技术手段大幅度降低微生物发酵饲料的生产成本,这种大比例添加方式很难推广应用。
 
  因此,解决问题的焦点是如何降低微生物发酵饲料的生产成本。若有廉价生产高活菌发酵饲料的生产技术,即使在配合饲料中添加20%的发酵生物饲料也不会增加生猪的饲养成本,采用上述方式进行生猪无抗生素饲养是可行的。
 
  传统发酵工艺比较复杂,其过程可以概括为:原料→消毒→接种→发酵(培养)→干燥→包装。原料消毒和成品干燥不仅工艺复杂,需要消耗大量能耗,而且成品中的活菌几乎损失殆尽,加工成本至少在6000元/t以上,很难实现推广价值。
 
  从生态平衡的角度分析,不需要消毒就能进行微生物发酵的例证较多,如自然界的污水自净过程,土壤中动物粪便的消化过程等。在实际生产和生活中,也有类似的例子:青贮饲料、泡菜、豆腐乳、大酱发酵等。通过分析这些微生物发酵过程,笔者发现它们有一个共同特征:有多种微生物参与,协同发酵。而目前能进行工业化微生物发酵的技术95%以上都是纯种培养。但在自然界中,单一微生物存在的纯培养环境几乎不存在,它们和人类社会一样,也存在着分工协作。
 
  20世纪80年代末,广东省微生物研究所郭维烈先生提出的微生物组合发酵技术为新型发酵蛋白饲料生产提供了一条新思路。这种技术充分利用了微生物之间的协同效应,原料不需要消毒就可以直接用于接种培养,从而大幅度降低发酵饲料的生产成本,为微生物发酵饲料推广应用开辟了广阔的道路,但是这种技术目前主要用于微生物有氧发酵,很少用在厌氧发酵过程中。
 
  20世纪90年代,科学家发现,自然界广泛存在着对大肠杆菌和沙门氏菌等有害微生物有选择性杀灭作用的抗菌物质(“细菌素”或者“抗菌肽”)。农业部饲料工业中心微生物发酵饲料课题组在2002年筛选到一株枯草芽孢杆菌MA 1 39,该菌能产生对沙门氏菌、大肠杆菌和金黄色葡萄球菌有强烈杀灭作用的细菌素(主要是脂肽类物质),但是对酵母菌、乳酸菌和肠球菌的生长代谢没有影响。利用该芽孢菌可以实现发酵饲料原料消毒发酵过程中的“无污染”。
 
  课题组采用酵母菌、乳酸菌和芽孢菌组合发酵方式,结合可以自动调节气压的呼吸膜装置,经反复试验,成功实现了可移动固态发酵生产高活菌生物饲料技术。
 
  原料接种以后直接进入包装袋中,包装袋上附加一个可以调节气压的平衡膜,封口后在常温下储存发酵。发酵过程不需要温度调节,也不受环境温度影响。发酵成熟所需要的时间随环境温度和物料组成变化,但是保质期不受时间限制,只要包装袋不破损,保质期可达3年。
 
  事实上,坛式泡菜发酵也是典型的可移动式厌氧固态发酵,采用水封来保持发酵体系的厌氧环境,发酵产生的气体只能通过水封排到外界,而外界的空气始终不能进入发酵体系。但是水封体系很难程序化和工业化生产,尤其是运输和堆放,极其不方便。我们采用的呼吸膜技术巧妙地解决了这一困难。
 
  这种新型的发酵饲料生产工艺省略了消毒、干燥两个高耗能环节,减少了培养过程中翻拌、散热等繁琐操作,从而大幅度降低了生产成本。
 
  2特点和优势
 
  2.1采用先包装后发酵的移动式固态发酵技术,工艺设计具有创新性,操作简便,稳定性强,对微生物饲料生产工艺的改进有重要推动作用 传统的微生物发酵都是先做成产品,再包装。而固态厌氧发酵工艺是把包装袋设计成小型的发酵罐,这种简便的发酵罐能满足实际需要。即使在发酵高峰期,物料产生的温度梯度差异也不超过3℃。
 
  2.2气压平衡膜创造性地解决了发酵生产过程中气体控制和杂菌污染等技术难题,操作简便可控在发酵过程中,微生物会产生二氧化碳等气体,使得袋内的气压大于外界常压。当袋内气压达到某一临界值时,气体通过这个平衡膜排到外界。但是外界的气体始终没有机会进入发酵体系,从而也就排除了外界的杂菌干扰。
 
  2.3研制的特定微生物菌种组合能使乳酸菌迅速繁殖,占据数量优势,且巧妙综合了厌氧菌和好氧菌发酵的优点,原料不需消毒便可直接用于接种培养该技术采用的生产菌种主要含有酿酒酵母、乳酸菌(以肠球菌为主)、枯草芽孢杆菌 MAl39。试验表明,即使每克原料中的大肠杆菌 K88含量达到107数量级,在30℃发酵4 d,大肠杆菌数量也会降低到5 cfu/g以下,5 d以后就基本检测不到,安全性很好。
 
  2.4可以广泛利用豆渣、果渣、玉米浆和糖渣等高水分含量的农业和轻工副产物作为生产原料,技术实用,产品附加值高,保质期长,符合中国国情,适合在广大农村推广使用 接种后发酵物料水分为30%-40%,粗蛋白质为4.5%~42.O%,操作弹性极大。可以大比例使用廉价的玉米浆、豆渣和果渣等高水分含量的农业和轻工副产物,最大使用比例可以达到30%以上,成品也不需要干燥,与传统发酵技术相比具有很大成本优势。
 
 

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