摘要：發(fā)酵飼料的生產(chǎn)與應(yīng)用是近年來生豬養(yǎng)殖行業(yè)很熱門的話題，從2000年開始，國內(nèi)外很多研究機(jī)構(gòu)、飼料生產(chǎn)企業(yè)和大型養(yǎng)殖場都在進(jìn)行這方面的探索、研究，目前已經(jīng)有很多可以應(yīng)用的成熟技術(shù)。本人及課題組的成員，從2003年開始，在李德發(fā)先生的引導(dǎo)和大力支持下，在豬用發(fā)酵飼料方面進(jìn)行了十多年的研究與推廣應(yīng)用工作。期間既有成功的喜悅，也有失敗的教訓(xùn)。為了敘述方便，筆者從發(fā)酵原料的選擇與配伍、生產(chǎn)菌種的制備、物料的接種、發(fā)酵方式和成熟發(fā)酵料的應(yīng)用五個(gè)方面展開論述。

固態(tài)發(fā)酵飼料的方式

固態(tài)發(fā)酵飼料的方式很多，目前主要有三大類。以下筆者以它們出現(xiàn)的時(shí)間為順序，分別進(jìn)行論述。

1、厚層厭氧發(fā)酵

這種方式最早出現(xiàn)在20世紀(jì)80年代，一些國營農(nóng)場采用簡單堆料覆蓋的方式固態(tài)厭氧發(fā)酵生產(chǎn)豬用飼料。這種發(fā)酵方式比較簡單粗放，基本上都是現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)用，主要目的是為了利用多余的農(nóng)副產(chǎn)品（豆渣、米糠、剩余的瓜果蔬菜等等）。

進(jìn)入90年代，特別是2000年以后，隨著飼料工業(yè)的大發(fā)展，發(fā)酵飼料也得到了較大發(fā)展，其應(yīng)用效果也越來越得到肯定。隨著生產(chǎn)技術(shù)的不斷提高，產(chǎn)品質(zhì)量（包括穩(wěn)定性）也在不斷提升，國內(nèi)陸續(xù)出現(xiàn)了很多專業(yè)生產(chǎn)發(fā)酵飼料的車間（基本都是依附于大型飼料廠）。很多生產(chǎn)企業(yè)參照釀造工業(yè)的固態(tài)發(fā)酵方式，設(shè)計(jì)了長方體或者圓柱體大池子進(jìn)行厚層固態(tài)發(fā)酵。這種發(fā)酵方式處理量比較大，一次可以投料數(shù)十噸甚至上百噸。目前很多生產(chǎn)發(fā)酵豆粕、發(fā)酵棉粕的企業(yè)基本都采用這種方法。同時(shí)，國內(nèi)外也陸續(xù)出現(xiàn)了一些專業(yè)從事設(shè)計(jì)、生產(chǎn)固態(tài)發(fā)酵飼料設(shè)備的公司，其中比較有名的有江蘇邁安德集團(tuán)、豐尚集團(tuán)……。它們有完整的設(shè)計(jì)、定制、安裝、調(diào)試等一條龍服務(wù)，發(fā)酵池子的最大容量可以達(dá)到上千噸，有完善的進(jìn)料、混合、接種、翻拌、出料等機(jī)械化（甚至自動(dòng)化）操作系統(tǒng)。

大池子固態(tài)發(fā)酵處理量大、機(jī)械化程度高，至今為止依然是一種主流生產(chǎn)模式。但是，這種方式也存在一些問題，其中最大的問題是物料的散熱。在發(fā)酵高峰期，產(chǎn)熱量很大（中心溫度最高超過60℃），需要及時(shí)翻拌散熱。雖然在設(shè)備上有考慮，但是在生產(chǎn)中還是很難滿足實(shí)際需要，而且設(shè)備投資和操作能耗都很大。

為了解決這個(gè)問題，很多企業(yè)采用了一些改進(jìn)型方式：例如：墩包、發(fā)酵車（箱），減少發(fā)酵單位體積，縮小到一個(gè)立方米、甚至500kg。這些方式可以大幅度減少發(fā)酵物料之間的溫度差，整個(gè)發(fā)酵過程都不需要翻拌散熱，極大地簡化了操作，同時(shí)也增加了生產(chǎn)處理的彈性（或者說靈活性）。當(dāng)然，在大批量生產(chǎn)條件下，比較單位產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，還是大體積大池子發(fā)酵略有優(yōu)勢。

除了上述幾種方式以外，最近還出現(xiàn)了一種塔式裝置，物料分層發(fā)酵（最多分9層）。每當(dāng)需要翻料散熱時(shí)，各層都按順序從下往上依次翻料一次：先把第一層的物料清理走（空出底層），然后第二層翻料到第一層；第三層翻料到第二層；依次類推，直到最高處。這種發(fā)酵的產(chǎn)品質(zhì)量很好，但是設(shè)備投資很大。

厚層固態(tài)發(fā)酵最大的問題是物料之間會(huì)產(chǎn)生很大的溫度差，那么如何解決這個(gè)問題？除了減少單位發(fā)酵體積和加大翻拌頻率以外，是否還有其它緩解這一困難的方法？

為了便于說明，我們把厚層發(fā)酵飼料的整個(gè)過程分解成六個(gè)階段：進(jìn)料、接種、發(fā)酵萌芽期、發(fā)酵高峰期、后熟期、出料。其中真正的主發(fā)酵時(shí)間只有發(fā)酵高峰期的8—12 小時(shí)，絕大多數(shù)（80%以上）發(fā)酵熱都產(chǎn)生在這個(gè)時(shí)間段，其它階段可以看做是不可或缺的輔助時(shí)間。

大量的發(fā)酵熱在短時(shí)間內(nèi)集中釋放，給翻拌散熱提出了很高的要求，幾乎所有的設(shè)計(jì)和操作難點(diǎn)都集中在這一階段。

眾多周知，固態(tài)發(fā)酵產(chǎn)熱絕大多數(shù)（90%以上）來源于微生物的糖代謝，如果能有效地控制微生物的糖代謝速度就可以很好地控制其產(chǎn)熱速度，從而減少發(fā)酵物料之間的溫度差。

對于固態(tài)發(fā)酵來說，影響微生物糖代謝速度的因素主要有：可發(fā)酵糖濃度、物料的性質(zhì)、含水量和翻拌程度。考慮到發(fā)酵飼料的特殊性，物料的性質(zhì)和含水量受生產(chǎn)成本和操作條件的限制，通常很難改變。翻拌程度受機(jī)械配置和動(dòng)力消耗的限制，也不容易改變。另外，過度翻拌會(huì)導(dǎo)致乳酸菌失活和干物質(zhì)大量損失。唯一可以改變的參數(shù)是可發(fā)酵性糖的供應(yīng)速度。在確保發(fā)酵糖總濃度不變的前提下，把可發(fā)酵性糖進(jìn)行分批添加（類似液態(tài)發(fā)酵中的流加模式），盡可能延長發(fā)酵產(chǎn)熱時(shí)間，從而緩解其集中產(chǎn)熱帶來的一系列困難。一些生產(chǎn)實(shí)踐也證明，這種方式是有效的，但是實(shí)際操作還是比較麻煩，因?yàn)樵谘a(bǔ)糖時(shí)同樣需要翻拌混合。是否還是更簡便有效的辦法呢？

筆者和課題組成員采用酶解糊化淀粉緩釋可發(fā)酵糖的方法，比較巧妙地解決了這個(gè)困難。具體要點(diǎn)如下：

對初始發(fā)酵原料做一些限制：可發(fā)酵性糖（針對所用的酵母菌和乳酸菌）的含量控制在0.2—0.5%之間，僅僅可以滿足萌芽期的消耗。參照發(fā)酵產(chǎn)酸和呼吸代謝的需要，計(jì)算出可發(fā)酵糖的總量，再折算成對應(yīng)的糊化淀粉用量，在發(fā)酵物料中加入相對應(yīng)的淀粉酶和糖化酶，以確保它們能在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)分解這些糊化淀粉，釋放其中的可發(fā)酵糖。這種方式可以比較靈活地延長發(fā)酵產(chǎn)熱時(shí)間（例如延長到原來的3—5倍），而且操作彈性很大，可以極大地緩解翻拌散熱帶來的一系列操作壓力，甚至可以達(dá)到基本不需要翻拌散熱的理想狀態(tài)。

后熟階段的發(fā)熱量很低，這個(gè)階段可以加大堆料的厚度，比高峰期大三倍都沒有問題。實(shí)際生產(chǎn)中可以充分利用發(fā)酵池的高度空間以提高生產(chǎn)能力。在設(shè)備設(shè)計(jì)上也應(yīng)該考慮這個(gè)問題。在發(fā)酵高峰期階段，料層厚度一般不超過1.0米。在后熟階段，料層厚度可以增加到2—3米。

2、呼吸袋

物料經(jīng)厚層固態(tài)發(fā)酵成熟以后，基本都需要經(jīng)過干燥以后才能進(jìn)入飼料加工和養(yǎng)殖場（否則就容易發(fā)霉變質(zhì)），不僅需要消耗很多能耗，而且還影響發(fā)酵產(chǎn)品的使用效果。顯然，研究開發(fā)讓鮮濕發(fā)酵飼料直接進(jìn)入養(yǎng)殖場的方法具有很好的意義。

解決鮮濕發(fā)酵飼料保質(zhì)的關(guān)鍵是防止物料發(fā)霉，并盡可能保持發(fā)酵微生物（主要是酵母菌和乳酸菌）的活力。從2002年6月開始，本人及課題組成員，在北京市農(nóng)業(yè)局、北京市獸藥監(jiān)察所以及眾多飼料生產(chǎn)企業(yè)和養(yǎng)殖場的協(xié)助下，參照泡菜壇水封發(fā)酵模型，經(jīng)過4年的艱苦努力，于2006年研究成功了呼吸袋發(fā)酵飼料生產(chǎn)技術(shù)，巧妙解決了防霉、流通和長時(shí)間保持厭氧菌活性等關(guān)鍵問題。發(fā)酵袋的裝料量通常不超過25kg，即使在發(fā)酵高峰期，物料的中心溫度也僅僅比外界環(huán)境溫度高5—8℃，物料之間的溫度差不超過5℃。目前該項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于眾多飼料廠和養(yǎng)殖場，產(chǎn)生了很好的效益。

3、發(fā)酵桶

發(fā)酵桶的原理與呼吸袋一樣的，參照的模型更接近泡菜壇發(fā)酵。與發(fā)酵袋相比，發(fā)酵桶更結(jié)實(shí)耐用，密封性更好。發(fā)酵桶幾乎可以在養(yǎng)殖場無限次循環(huán)使用，而發(fā)酵袋基本只能一次性使用。

由于發(fā)酵桶的造價(jià)比較高，同時(shí)為了防疫的需要，發(fā)酵桶往往只能在養(yǎng)殖場使用，基本不能進(jìn)入流通環(huán)節(jié)。由于在桶內(nèi)無法翻拌，物料的散熱性能又比較差（即使用不銹鋼做桶壁也一樣），所以發(fā)酵桶的裝料量不能太大，其容積通常控制在50—200升之間。根據(jù)眾多的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，本人提出如下參考建議：高溫季節(jié)用小桶發(fā)酵，并適當(dāng)降低物料的含水量；冬季可以考慮用大桶發(fā)酵，并適當(dāng)提高含水量（或接種比例）。

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