第二节生物饲料的来源与分类
一、生物饲料的来源
生物饲料的原料非常广泛，玉米秸秆、高梁等禾本科作物副产品以及青绿的大豆、蚕豆、豌豆及杂豆的茎叶等豆科作物副产品，另外如甘薯秧叶、向日葵籽实成熟时的上部茎叶及花盘、甜菜、马铃薯、西红柿等茎叶以及其他野生杂草、毒草、树叶、栽培牧草都是良好的青贮原料。另外，还有一类生物饲料的原料，是农产品深加工所产生的废水、废渣。包括造纸、酒精、氨基酸和有机酸工业所产生的有机废水，淀粉生产企业的薯水和薯渣等等。
二、生物饲料的分类除了生产菌种以外，生产工艺也是决定发酵技术成败的要素。到目前为止，国内外关于发酵饲料生产技术或生产工艺的内容主要包括以下几种:
(一)青贮饲料
青贮饲料分为一般青贮和特殊青贮。一般青贮，又称乳酸发酵饲料，乳酸菌是发酵的主角，在厌氧条件下它大量繁殖，占支配地位时产生大量乳酸，抑制不良微生物的生长繁殖，从而制成优质的青贮饲料。青贮是调制和贮藏青饲料的有效方法。
1.一般青贮
一般青贮主要是利用青贮原料上附着的乳酸菌等微生物的生命活动，通过发酵作用将青贮原料中的糖类等碳水化合物变成乳酸等有机酸，提高青贮料的酸度，从而抑制了有害细菌的生长，加之厌氧环境抑制了霉菌的活动，使青贮料得以长期保存。由于在青贮中微生物发酵产生的代谢产物使青贮料带有芳香味，能提高饲料的适口性。2.特殊青贮
特殊青贮主要是低水分青贮(或半于青贮)和外加剂青贮。低水分青贮的基本原理是原料含水少，造成对微生物的生理干燥含量达到40%~55%时，植物细胞质的渗透压达到5~6MPa大气压，这样的风干植物对腐生菌、乳酸菌会造成生理干燥状态，使生长繁殖受到抑制。因此，在青贮过程中微生物发酵弱，蛋白质不被分解，有机酸形成少，这种方式青贮，必须在高度厌氧条件下进行。低水分青贮可以扩大青贮原料范围，用一般方法不易青贮的原料如含糖不足的豆科牧草都可以用此法青贮。对于不易青贮或难青贮的原料或需要提高青贮饲料营养价值的原料，可以进行外加剂青贮。外加剂青贮的作用主要有三方面:①促进乳酸菌发酵，②抑制不良发酵，③提高青贮的营养价值。外加剂青贮扩大了青贮原料范围，把一般青贮法中认为不易青贮的原料加以利用，如含糖分过少的植物或经过加工的副产物(如加工过程中乳酸菌受到损失)。(二)利用有机废水生产单细胞蛋白或蛋白原料
这种技术主要是用于有机废水净化处理。西欧和北美等发达国家，特别是日本、荷兰和芬兰等国，在有机废水处理方面投入了大量研究和生产处理费用。可以说，在有些发酵产品生产中，废水处理设备投入甚至要超过发酵设备的投入。目前，在荷兰和芬兰，它们本国不生产酒精、氨基酸和有机酸等大宗发酵产品，并不是它们的生产技术不发达，而是它们不愿意污染它们宝贵的水源。我国的谷氨酸、赖氨酸、柠檬酸和酒精的发酵产量是世界第一，并不是我们的发酵水平、提取技术在国际上处于领先地位，而是我们牺牲了生态(主要是水源)的洁净所获得的暂时利益的结果。即使是目前的酶制剂产品，我国的产量在世界也是处于领先地位，但是主要技术还是从丹麦、美国和日本等发达国家引进，甚至有些生产企业纯粹就是它们独资。
(三)固态好氧发酵生产饲料蛋白原料
这种生产方式在20世纪80~90年代很流行，在全国各地都有推广应用。其中，比较著名的是郭维烈先生倡导的微生物组合发酵生产菌体蛋白，这种技术充分利用了微生物间的相互作用(同生、互惠同生、共生、竞争和拮抗等多种关系)，原料不需要严格消毒就可以直接用于接种培养，从而极大地简化了生产工艺，降低了生产成本。接种的微生物主要是热带假丝酵母，这种酵母生长繁殖速度很快，代谢旺盛，能高效地把农副产品转化成菌体物质。但是，与传统发酵工艺一样，发酵成品也需要干燥，否则容易腐败变质。另外，这种工艺的机械化程度较低，这也是传统固态好氧发酵的共同缺陷，需要较多人工用于物料的翻拌、散热等繁琐操作。随着劳动力成本和能源价格不断上涨，目前这种技术优势也正在逐步丧失。按目前生产工艺计算，每吨蛋白加工成本(除原料以外的所有费用)至少在元以上。
(四)固态厌氧发酵高活性生物饲料为了克服蛋白发酵技术的不足，近年来，我国很多科研工作者提出了多种简便的微生物厌氧固态发酵生产技术。相对于好氧发酵，厌氧发酵的能耗低，微生物代谢产生的热量也要小得多，生产过程往往不需要翻拌散热。发酵产品只要密封得当，即使长期存放也不会腐败变质。目前比较典型的固态厌氧发酵生物饲料的成功例子主要有两种:一种是适合于养殖户自产自用的袋装发酵饲料，另一种是属于规模化流水线生产的袋装发酵饲料。它们接种的微生物基本一致，主要有酵母菌、乳酸菌和芽孢杆菌。
适合养殖户自产自用的发酵袋是一种普通的密封包装袋，开始接种以后装人，再将袋口用绳扎紧，物料含水量在30%一40%。开始时酵母菌消耗袋内残留氧气进行增殖和呼吸代谢，同时也为乳酸菌创造一个厌氧生活环境。然后，酵母菌在无氧条件下进行糖酵解，产生酒精和二氧化碳，乳酸菌也同时增殖、代谢，产生有机酸。随着袋内气压不断增加，不断有二氧化碳带着酒精和有机酸排出袋外，饲养员可以根据排出的酸香味来判定物料发酵的成熟度。
有氧发酵阶段:C?H??0?+60?→6CO?+6H?O
无氧发酵阶段:C?H??0?→2C0?+2C?H?OH(乙醇)
在夏季，发酵3~5d就有明显酸香味。在冬季，时间需要延长。如果环境温度低于12℃，发酵就有可能归于失败。酵母在低温下长期代谢低下，不产生二氧化碳，使得外界氧气能长时间与接种的乳酸菌接触，会导致乳酸菌活力大减，甚至死亡。事实证明，如果环境温度适宜，时间控制得当，采用上述袋装式“土办法”发酵，也可以获得质量很好的微生物发酵饲料，活性乳酸菌的含量能达到10亿cuf/g以上。在生猪配合饲料中添加15%~20%，采食量能明显提高，最多能提高10%以上，而且增重速度和健康水平也有显著提高。这种工艺虽然简便，但受限制因素太多，质量标准很难把握，实际推广有一定困难。
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