植物蛋白饲料的微生物固体发酵新技术

邵春荣

近年来，随着人们生活水平的不断提高和生活质量的提升，人们对肉、蛋、奶品质要求日益提高，需求量迅速增加，使得对畜禽饲料的需求也愈来愈大。 2009年全年我国饲料总量约1.5亿吨，畜牧业在农业生产和国民经济中发挥着愈来愈重要的作用。目前我国饲料生产中的蛋白原料主要是：鱼粉、肉骨粉和豆粕等，它们的蛋白质含量分别约为65 ％、53 ％和44 ％，但鱼粉、肉骨粉、大豆的需求长期依赖国际市场，国内生产供应不足，全球资源的短缺，致使饲料原料价格不断上涨，饲料成本不断提高，已经成为制约我国畜牧业发展的重要因素。而菜籽饼粕、棉籽饼粕、醋糟等工农业副产品，蛋白质含量高，是很好的植物蛋白饲料，但由于其含有抗营养因子、氨基酸平衡性差、蛋白质利用率低等因素，制约了其在养殖业中的应用。用微生物固态发酵技术处理这些植物性蛋白饲料，使其成为家畜饲料蛋白來源，不仅能促进我国畜牧业的发展，而且也能改善农业生态环境，实现资源的充分利用，缓解我国蛋白饲料资源紧张的局面。

一、多肽在动物营养中的作用

经典营养学认为，蛋白只有被水解为氨基酸后才能被人体或动物吸收，后来发现蛋白质在消化道的降解产物大部分是小分子多肽，他们以完整形式被吸收进入循环系统而被组织利用；进一步研究发现，与游离氨基酸相比，小肽吸收具有吸收快、耗能低、吸收率高等优势。研究还发现多肽具有与金属结合的特性从而促进钙、铜、锌、铁等的被动转运过程及在体内的储存，能促进矿物质元素的吸收和利用。特别引起人们关注的是，一些多肽还对动物具有明显的生理活性，如提高免疫能力、调节机体生理国内以及抗菌抗氧化和降血压、降血脂等。多肽饲料的开发引起人们的极大关注。

二、固体发酵生产饲料技术

植物蛋白的微生物固体发酵技术就是利用微生物在植物蛋白饲料原料中的生长繁殖和新陈代谢积累有用的菌体、酶和中间代谢产物，加工成畜禽易于吸收的植物蛋白原料的技术。由于使用的发酵基质含水量低，可大大减少生物反应器的体积，设备和技术简单，投资较低，不需要废水处理，环境污染较少。同时，固态发酵后的植物蛋白类原料，由于复杂的大分子物质被微生物消化分解为小分子物质（如各种糖类），抗营养因子被去除，同时增加了动物易于吸收的蛋白质、多肽、氨基酸、B族维生素、微量元素、活性酶、抗生素、有机酸、醇和各种风味物质等，使得这些原料更有利于动物的生长发育和肠道的吸收利用。发酵植物蛋白的生产是一项综合效益大且具有广阔发展前景的产业。

三、国内固体发酵生产饲料技术发展概况

固态发酵（Solid State Fermentation,SSF）有着悠久的历史，早在2500 年前就有中药神曲的固态发酵生产。从广义上讲，它是指一类使用不溶性固体基质来培养微生物的工艺过程，既包括将固态悬浮在液体中的深层发酵，也包括在没有（或几乎没有）游离水的湿固体材料上培养微生物的工艺过程。多数情况下是指在没有或几乎没有自由水存在下，在有一定湿度的水不溶性固态基质中，用一种或多种微生物发酵的一个生物反应过程。目前我国植物蛋白饲料的生产多采用固体发酵的方法，如王兴华等利用玉米秸粉微生物固体发酵生产饲料；张继以蔬菜废弃物固体发酵生产蛋白饲料；赵建国以热带假丝酵母固体发酵黄酒生产蛋白饲料。

从2002年起，吴其飞等进行了固态发酵蛋白饲料生产线的设计与研制，开展了一系列饲料固态发酵技术和装备的研究工作，特别是近几年来重点研究饼粕混菌固态发酵制备蛋白多肽饲料的技术，做了大量的基础研究工作。尤其值得注意的是，他们创新性地将超声技术应用于混菌液态制种过程，大大提高了菌种生长性能和酶活力，提高了生产效率。超声辅助制种技术是指利用低功率超声波促进微生物菌种生长、增加其细胞膜通透性以促进各类酶系的分泌，使得菌种培养液在后续的固态发酵过程发挥更大的效力。

目前，植物蛋白固态发酵技术已经越来越受到农产品加工行业研究人员和企业的极大关注。