简析养殖饲用微生态制剂的生产加工工艺

朱则刚

（湖北武汉市自力化工材料公司 430055）

动物微生态制剂是根据动物微生态平衡理论、微生态营养理论和微生态防治理论，利用动物体内正常微生物成员及其代谢产物或生长促进物，经培养、发酵、干燥、加工等工艺而制成的生物制剂或活菌剂。它是用于调节动物机体微生态平衡的具有直接通过增强动物对肠内有害微生物的抑制作用或通过增强非特异性免疫功能来预防疾病，从而促进动物生长和提高饲料转化率的一类饲料添加剂。微生态制剂以其无毒副作用、无耐药性、无残留、成本低、效果显著、不污染环境等特点，逐渐得到广大养殖界同仁的认可。

1.养殖饲用微生态制剂的功能机理及其产品质量安全

微生态制剂又名活菌制剂或生物制剂，它是指在微生态理论指导下，人工分离正常菌群，并通过特殊工艺制成的活菌制剂。作为饲料添加剂使用的微生态制剂，可达到防病治病，促进动物生长发育的功效。微生态制剂是农业部批准的饲料添加剂，并就饲用微生态制剂产品的菌种、卫生等指标提出了明确的规定。微生态制剂通过改善动物肠道菌群生态平衡而发挥有益作用，以提高动物健康水平、提高抗病能力、提高消化能力，是有效解决疾病泛滥、病菌耐药、成活率降低、养殖效益下降的有效手段。

微生态制剂是目前畜禽养殖最主要投入品，它是能够用来促进动物机体微生态平衡的有益微生物或其发酵产物。按照产品形式和作用机制将其分为活菌制剂、灭活菌制剂和酵母培养物。它具有维持肠道菌群平衡、无毒副作用、无有害物质残留等特点，属于绿色饲料添加剂。

动物肠道内存在着100多种细菌组成的微生物菌群，饲用微生态制剂菌群与动物体保持着密切的共生关系。在动物出生后几小时内微生物便通过动物的呼吸道、口腔、泌尿系统侵入幼体，粘附于肠道的上皮细胞上，并开始其生长、繁殖的生命进程。在健康动物体内微生物菌群的种类、数量、定植位点保持相对稳定，人们称之为正常微生物菌群。

微生物饲料添加剂可通过生物夺氧在肠道内创造厌氧环境，促进肠道内有益的厌氧菌快速生长，产生大量的酸，在肠道内正常地定植，与致病菌竞争，抑制致病菌生长繁殖；合成维生素，促进食物消化，帮助营养吸收，促进代谢，克服腐败过程。具有促进动物生长发育、营养物质的消化和吸收、生物拮抗、提高饲料转化率、调整正常菌群平衡、提高免疫力等多种功效，特别是防止菌群失调及外来致病菌的入侵。

有益菌有利于促进动物体内正常菌群微生态平衡或预防微生态失调。养殖就是养肠道，健康的肠道是提高养殖动物生产性能，降低饵料系数，提高经济效益的前提，而有益菌作为饲料添加剂进入动物体内，可以协助机体平衡肠道生态菌群，达到预防和治疗的目的。

2.养殖饲用微生态制剂加工的微胶囊包被技术

微胶囊技术被广泛应用于微生物、动植物细胞、酶和其他多种生物活性物质和化学药物的固定化方面。微生态制剂经过微胶囊化处理后能够经过缓释达到控制释放速度的目的，并且通过隔离外界不利环境起到保护菌体的作用。微胶囊化微生态制剂作为饲料添加剂在水产养殖中的应用具有水中的稳定性较好，而且可以延缓活性物质释放速度，提高其稳定性。

微胶囊包被技术是指将微量物质包裹在聚合物薄膜中的技术，用特殊手段将需要包被的物质包裹在微小封闭的胶囊内。由于乳酸菌在加工和运输过程中易失活，进入动物消化道后大多数难以耐受胃酸、胆汁酸及胰液等的作用，并不能以足够的数量到达肠道定植发挥益生性能。为解决这一问题，可采用微胶囊前包被技术对乳酸菌进行保护。

微胶囊包括壁材和芯材两部分，被包被的物质称为芯材，如维生素、益生菌等，包埋物质称为壁材或囊材，如海藻酸钠、大豆分离蛋白等。采用微胶囊包被技术可以保护在加工、储藏过程中易失去活性的物质，使其保持原有的性状和性能，在适当条件下，通过某些外部刺激或缓释作用，使被包被的物质释放出来。

未来几年，微胶囊技术的应用有望提高益生菌在生产、贮存和消费过程中的稳定性，生产出耐贮存、耐高温、耐高压和耐酸性的微生物制剂，该技术在饲用微生物制剂的应用潜力巨大。微胶囊化技术为微生态制剂提供了一条可行的工业化途径。微胶囊技术尽管存在生产成本高和工艺复杂的不足，但由于微胶囊技术有其不可替代的许多独特优点，随着技术的不断改进，它在饲料工业中的应用将会越来越广泛。

3.养殖饲用微生态制剂加工的喷雾干燥、真空冷冻干燥及膜过滤技术

生物活菌制剂又称微生态制剂，是从人类、动物、植物体内分离的有益微生物经特殊工艺制成的只含活菌或包含活菌及其代谢产物的制剂。有益微生物通过作用于生物体表或体内，调节生物体固有微生物的比重和平衡，从而达到保健、增产和改良品质等作用。微生态制剂以其无副作用、无残留污染、不产生抗药性等优点，逐步成为世界各国研究与开发的热点。

喷雾干燥造粒设备是现在热门的干燥设备，喷雾干燥技术是食品工业应用悠久，成本低廉的一种的干燥固定化方法。与冷冻干燥相比，喷雾干燥每千克菌剂的成本仅为冻干菌剂的六分之一，且喷雾干燥菌粉运输成本低，能够长期稳定的储存。喷雾干燥是将被干燥的液体经雾化器的作用，喷成细微的雾滴，依靠干燥介质热空气、冷空气、烟道气或惰性气体与雾滴均匀结合，进行热交换和质交换，使溶剂气化或熔融物固化。

真空冷冻干燥技术是真空技术与冷冻技术相结合的一种新型干燥脱水技术。此技术是先将湿物质冷冻到共晶点温度以下，使水分变成固态的冰，然后在适当的温度和真空度下，冰直接升华成蒸汽的干燥方法。冷冻干燥技术是将湿的物料或浓缩液在较低的温度下冻成固态，然后在真空下使其中的水分直接升华成气态，最终使物料脱水干燥的技术。冷冻干燥会对微生物细胞造成一定的损害。细胞在冻干过程中要经历冷冻和干燥两种因素的作用，可导致细胞膜物理条件或者敏感蛋白结构的变化，使细胞的活力下降。

微生态制剂加工膜过滤技术是指以压力为推动力的膜分离技术又称为膜过滤技术，它是深度水处理的一种高级手段，根据膜选择性的不同，可分为反渗透（RO）、纳滤（NF）、超滤（UF）和微滤（MF）等。膜过滤技术以压力为推力使得溶液中的物质在通过半透膜时按分子大小进行机械性分离的膜分离技术，是一种高效分离、浓缩、提纯及净化技术。膜过滤技术是一种与膜孔径大小相关的筛分过程，以膜两侧的压力差为驱动力，以膜为过滤介质，在一定的压力下，当原液流过膜表面时，膜表面密布的许多细小的微孔只允许水及小分子物质通过而成为透过液，而原液中体积大于膜表面微孔径的物质则被截留在膜的进液侧，成为浓缩液，因而实现对原液的分离和浓缩的目的。

4.养殖饲用微生态制剂的生产工艺和应用

微生态制剂是能够用来促进动物机体微生态平衡的那些有益微生物或其发酵产物。按照产品形式和作用机制将其分为活菌制剂、灭活菌制剂和酵母培养物。它具有维持肠道菌群平衡、无毒副作用、无有害物质残留等特点属于绿色饲料添加剂。生产微生态制剂要严格选择适宜菌种，按照规范的工艺流程操作严把质量关，根据动物特点科学使用确保使用效果。

选择适宜菌种选择微生物菌种要满足以下要求：对机体无害不产生毒素或类毒素不破坏肠道微生物正常区系，不会使动物致病不与病原微生物产生杂交种。在低pH值和胆汁中可存活具有较强的耐酸能力。具有优良的吸附于上皮细胞的特性，这种吸附能力应大于病原菌在吸附过程中，具有竞争性排斥作用能定植于肠粘膜。在体内外易于繁殖且生长繁殖速度快，这样才能抑制病原微生物纠正微生物区系的紊乱状态。

菌种选择最好具有产孢子能力细菌的孢子，具有很强的抵御外界不良环境的能力，利用其制造微生态制剂具有易于加工、保存期长、存活率高等特点。菌种最好是动物消化道的固有菌，许多细菌具有宿主的特异性，动物机体对外界入侵的非共生微生物具有排斥反应。因此从动物的消化道分离的益生菌更利于在宿主体内定植。

益生菌的生产工艺主要有两种：固体表面发酵法和大罐液体发酵法。固体表面发酵法是把固体表面培养的菌泥与载体按比例混合经干燥制成。此法产量低，劳动强度大，易受杂菌污染，不适于工业化生产，但投资少。大罐液体发酵法工艺流程为：菌种接种培养→种子罐培养→生产罐培养→排放培养液加入适量载体→干燥→粉碎→过筛→质检→益生素产品。此法适于工业化生产，便于无菌操作，但成本高。

微生态制剂从小试、中试、产业化3个环节，其生产工艺都有不同，我国动物微生态制剂产业化的生产工艺流程概括为以下系统：能源系统主要提供蒸汽，蒸汽来自燃煤锅炉，为避免污染环境，有的燃煤锅炉已改为燃油锅炉；空气压缩净化系统好氧菌在大罐内生长繁殖过程中需要提供无菌空气，以保证该菌正常生长，该系统工艺流程为空气空压机、贮气罐、灭菌罐、总过滤器、分过滤器、无菌空气培养罐。若生产厌氧菌则不需用该系统；大罐发酵培养控制系统的大罐液体发酵流程为玻瓶摇振培养、一级种子罐培养、二级种子罐培养、生产罐培养，在罐内培养过程中培养温度、pH、空气流量等参数，主要采用人工调控，有的采用自动控制；干燥系统是指将发酵液中的水分去掉的过程。采用的方法是通过连续离心去掉水分保留菌泥，将菌泥与载体按比例混合均匀，进行室温干燥；通过板框过滤去掉水分保留菌泥，进行室温干燥；通过低温真空浓缩去掉水分，使发酵液的水分去掉70～80%，余下的20～30%与载体混合进行室温干燥；发酵液加载体直接进行气流，或喷雾干燥。检验系统是上述系统中的中枢机构，承担种子培养，保证菌种纯净无杂菌生长；按时检测发酵液中已知有益菌的生长状况；半成品和成品检验主要测定每克菌粉所含的活菌数及水分等。

5.结语

总之，动物微生态制剂在替代饲用抗生素、激素、化学合成药和砷制剂等危害人类健康的添加剂中将产生重大的经济、社会和生态效益。随着我国养殖业的发展，微生态制剂作为替代抗生素的一种新型的绿色饲料添加剂，它具有传统饲料添加剂不可比拟的优点，已经展现出更加广阔的应用前景。随着生物科技的发展，微生态制剂的生产和应用必将越来越普及。