张博润-我国生物发酵饲料研发及发展趋势 (2014-11-17)

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生物发酵饲料使用菌种问题
来源复杂 酵母菌 乳酸菌 芽孢菌 单 菌 保存不当 霉菌 细菌 球菌 多菌 使用不妥
由此将产生以下后果
产品质量低
饲喂效果差
负面影响大
安全风险高
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发酵设备落后、专业人员缺乏问题
由于为数不少的生物发酵饲料厂是转型企业或小型饲料厂，他们对 微生物知识和发酵工艺了解甚少，在某种意义上说生产生物发酵饲 料的条件（硬件和软件）都欠缺。如有的生物发酵饲料生产厂家没 有锅炉等消毒设备，有的厂家使用自制的种子罐，有的厂家的发酵 设备全部暴露在浓缩饲料生产车间中，粉尘夹带杂菌产生污染，根 本不符合卫生要求。有的厂家没有微生物培养、微生物检验人员。 这些厂家生产出的“生物发酵饲料”的质量能否稳定？产品的饲喂 效果如何显现？产品的安全性是否存在隐患？
生物饲料发酵工艺的优化(液态发酵、固态发酵、液-固发酵等)
新型生物饲料产品研发(氨基酸、核苷酸、维生素、微量元素、肽 类、色素等) 生物饲料的有效成分分析、安全性、饲喂效果
生物发酵饲料产品质量标准的制定和建立
青贮 、黄贮技术（菌种、配方及工艺）的研发
生物发酵饲料产品的分类
世界范围内开发的生物饲料产品已达数十个品种, 已成为一个较大的 产业, 目前主要包括益生素(直接饲喂微生物)、饲料酶制剂、饲用氨 基酸和维生素、饲料用寡聚糖、植物天然提取物、生物活性寡肽、饲 料用生物色素、新型饲料蛋白、生物药物饲料添加剂等。
1 建立和发展饲用微生物育种新方法和新技术，开展饲用微生物资 源发掘，获得一批有自主知识产权、有应用价值的饲用微生物新 菌种资源。
2 利用现代分子生物学技术和基因工程技术，构建高效生物反应器 技术平台和多功能菌株改良技术平台，提高工程菌的蛋白表达量， 降低生产成本，实现规模化廉价生产。 建立生物饲料蛋白质工程技术平台，通过对天然蛋白质的基因进 行定向改造，创造出新的具备优良特性的蛋白质分子，从而提高 蛋白活性，改善制品稳定性等。 开发新型生物蛋白质和能量饲料，利用生物酶制剂降解饲料中的 非淀粉多糖，利用微生物发酵或酶解方法降解豆粕、棉粕、菜粕 中的抗营养因子，从而提高蛋白和能量饲料的利用效率。
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产品的宣传度
一些生物发酵饲料厂为了扩占市场，推销产品，借助《动物微生态 学》的理论，盲目夸大宣传其生产的“生物发酵饲料产品”的功效， 下面仅几个举列说明（不涉及具体企业）。 1）高蛋白饲料酵母：品质优于鱼粉蛋白，每克含活菌数XXX亿个。 2）高效微生态制剂：可增强免疫力，促生长，可取代抗生素。 3）发酵菜籽粕棉籽粕：所含的有毒有害物质被降解而脱除，提高了 饲料的安全性，可替代豆粕或鱼粉的使用。 4）饲料发酵菌种：一种新型的性饲料发酵菌种，形状为粉剂的微生 物菌种，选用多种优良微生物菌株，经分开纯培养后按一定比例精配 而成。饲料发酵菌具有繁殖快速、生命力强、安全无毒等特点。饲料 发酵菌其内含多种具有特殊功能的有益微生物组成的复合菌群。饲料 发酵菌种用于秸秆饲料的发酵，不用添加任何的辅料即可将各种农作 物秸秆（例如玉米秸秆、葵花秸秆等）、饲草、树叶、薯藤、花生藤 等发酵成为高质量饲料。发酵后的秸秆饲料营养成分丰富，呈酒香气 味，适口性好。饲料发酵菌而且含有益生菌，能够改善畜禽的肠道环 境，提高免疫力，生长迅速，大大增加养殖户的效益。
有机微量元素（铜、铁、锰、硒、铬、、锌、镁、钼等）
细胞水解物（酿酒酵母、乳酸菌、芽孢杆菌等） 细胞产物或提取物（寡聚糖、核酸、氨基酸、维生素、色素等） 生物饲料新产品（新资源、生物活性物质、肽类、防御素等） 新型饲料蛋白 生物药物饲料添加剂 酶解饲料等…….
二
生物发酵饲料存在的主要问题
我国生物发酵饲料研发与产业化起步较晚，整体研究与产业化水
生物发酵饲料产品的分类
单细胞蛋白（产朊假丝酵母、酿酒酵母、菌体蛋白等） 微生物饲料添加剂(乳酸菌、芽孢杆菌、酿酒酵母等34种菌种) 饲用酶制剂（淀粉酶 、植酸酶 、蛋白酶 、木聚糖酶等13种) 益生菌及益生素制剂 细胞培养物（乳酸菌、芽孢杆菌、酿酒酵母、布拉酵母等） 发酵饲料（粕类、渣类、农副产物、中药材等发酵）
质量稳定性？ 饲喂效果？ 安全隐患？
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发酵生产技术/生产工艺落后
一些生产“生物发酵饲料”的厂家发酵生产技术/生产工艺落后， 主要体现在： 种子培养不合理（培养基、培养温度、培养时间等） 发酵原料配方不合理（如C:N比、各组分含量、pH等） 发酵条件不合理（培养温度、培养时间、通气量等） 缺少检测监控步骤。 “发酵产品”是否合格？谁知道？
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生物发酵饲料产品质量标准的制定和建立？
我国目前生产销售的生物发酵饲料产品约有几十种，但相关的 技术标准、产品标准和应用标准（国标/行标/企标）不到半数。 可想而知，其可能产生的后果是什么？
产品
质量
宣传
效果
不稳定
不清楚
过度化
不明显
监管 无尺度
产品 检测 不稳定 无依据
安全 有隐患
行业 受牵连
三
生物发酵饲料的发展趋势
制度缺陷
管理松散
物流混乱
环境差乱
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无检测、监控条件
由于一些生物发酵饲料厂家规模较小，大多没有专 门的化验检测设备和专业化验检测技术人员，发酵 菌种、发酵过程、发酵产品都没有检测手段，纯粹 凭气味判定产品质量和产品性能。发酵产品的质量 （如有效细胞数、有效物质含量、有害成分含量、 有害微生物数量等均不清楚。这些“发酵饲料的” 质量、有效性、稳定性及安全性如何保证？
我国生物发酵饲料研究开发及发展趋势
中国科学院微生物研究所 中国科学院微生物生理与代谢工程重点实验室 酵母菌分子遗传与育种实验室 张博润 2014年11月17日
生物 发酵 饲料 系列 产品
我国生物发酵饲料研究开发及发展趋势
一 二 三 四 生物发酵饲料研发及产品分类 生物发酵饲料存在的主要问题 生物发酵饲料的发展趋势 结束语
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管理、卫生条件差
凡从事微生物发酵工作的人都知道“消毒、灭菌、卫生”工作 是发酵成败的关建环节之一。然而，一些生产“生物发酵饲料” 的厂家的管理、卫生条件差。个别发酵饲料厂在管理上制度不 健全，物流混乱，一个大棚就是一座“生物发酵饲料”生产厂。 员工卫生、生产卫生及环境卫生都存在严重问题，如何能生产 让人满意放心的“生物发酵饲料产品” ？
平落后于发达国家，在研发方面并未得到足够的重视。生物饲料 研发力量薄弱且分散，投入有限，源头创新能力不足；生物饲料 研发的关键共性技术缺乏，生物饲料研发后劲不足；生物饲料研 发缺乏工程化验证平台；与生物饲料相关的法规和产品标准不健 全；生物饲料科技与产业发展脱节，缺乏沟通科技与产业之间的 桥梁与通道。 我国生物发酵饲料在微生物菌种、生产设备、检验分析技术、产 品结构、产品品种、产品质量、产品应用宣传、推广应用及应用 效果等方面都存在不少有待解决的问题，应引起行业相关部门、 研发单位、生产企业、销售商及用户的高度重视。
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我国生物发酵饲料的研究和开发主要集中在以下十个方面： 生物发酵饲料的基础研究 生物饲料资源的开发 优良饲用微生物菌种的选育与创新(高蛋白、高细胞生物量等)
高产饲用酶菌种的筛选与创新（选育技术和方法、表达系统等）
饲用酶制剂产品开发(蛋白酶、纤维素酶、脂肪酶、植酸酶、漆酶 等) 生物饲料产品的研发(发酵农副产品、秸秆、糟、渣类)
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生料发酵存在的问题
一些从事生物发酵生产饲料的人士由于对“发酵”的基础知识了解太少， 认为一般霉变的原料，只要是经过发酵，就能杀死病原微生物、就能脱 毒、就能提高饲料利用率和改善饲料适口性。事实上作为发酵饲料所用 的蛋白质原料易致病菌的污染，如受沙门氏菌的污染。众所周知沙门氏 菌是一类危害严重的病原菌，很容易在自然环境以及动物体内存活和增 殖。它们可以在饲料原料、饲料、粪便、灰尘和孵化废物中存活很长的 时间。因此，采用生料发酵时务必慎重，一旦发生疫情将会产生严重后 果。
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大剂量使用促生长剂 一些小型生物发酵饲料厂由于发酵技术综合水平较差。 发酵产品杂菌较多，因而将发酵饲料用于仔猪浓缩饲料时， 腹泻率较大，于是便在仔猪浓缩饲料中加大了如杆菌肽锌 或金霉素等的用量，这将导致畜禽对药物的采食量加大， 畜禽产品药残难以得到控制。
如何控制杂菌？ 方法不同，效果 肯定不一样！
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逐步制定和完善形成产业标准生物饲料产品标准。生产技术和 应 用技术水平大幅度提高并标准化。在产业链的每个部分形成相应 的技术标准、产品标准和应用标准，通过这些标准的实施，确保 生物发酵饲料产品的质量和安全。
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生物饲料产业化技术的系统集成，建立生物饲料产品的配套应用 技术体系，促进重大生物饲料产品的研发、产业化和推广应用。 深入开展生物发酵饲料新产品的作用机理研究及饲喂效果验证， 为生物发酵饲料产业的健康持久发展奠定扎实的基础。 建立生物饲料产品的高效配套应用技术，通过对优质、高效新 产 品的选择，以及发酵工程新技术、新工艺的研究，有效提高我国 生物饲料产品及企业的整体水平，解决我国存在的人畜争粮、饲 料利用率低、饲料安全卫生质量差、发酵工艺技术落后、产品少 的问题，增强我国饲料行业和畜禽产品的市场竞争力。
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建立和健全生物发酵饲料的有效性、稳定性的检测体系，建立 和健全生物饲发酵料产品的饲用价值和安全性评价技术，包括 生物发酵饲料的适口性，生物发酵饲料对动物健康状况和畜产 品品质的影响等。确保生物发酵饲料产品的质量和安全。
10 生物发酵饲料产品市场竞争日趋激烈，产业趋向垄断化，有远 见、有实力的大企业收购兼并重组进程将逐渐加快，最终形成 一些大企业垄断整个生物发酵饲料市场的局面。
我国是一个农业大国，畜牧养殖业占农业生产比重较大，因此 人畜共粮矛盾日趋突出，发酵饲料意在充分利用杂粮、杂粕和农副 产品下脚料、食品工业下脚料来生产浓缩饲料，这是对饲料原料的 充分补充，而且这种浓缩饲料比豆粕、鱼粉型浓缩饲料价格便宜， 用户易接受，这也是发酵饲料存在的空间和理由。我国在生物饲料 领域虽然取得了一些成绩，与国外发达国家相比，我国生物饲料产 业还处于发展的初期阶段，整体研究与产业化水平落后于发达国家， 且发展很不平衡。尽管目前生物发酵饲料存在一些问题,但是随着人 们对其研发的深入,相信存在的问题会得到逐步解决。生物发酵饲料 发展趋势大致是：
研发和应用生物发酵饲料有利于节约粮食，减缓人畜争粮的问题，为饲 料的开源节流提供一种新的有效途径；使用生物发酵饲料产品可降低畜 禽粪氮、粪磷的排放量，从而减轻养殖业造成的环境污染；在饲料中使 用生物发酵产品可减少抗生素等有害的饲料添加剂的使用，对获得优质、 安全的动物产品具有重要意义。因此有关生物发酵饲料产品的研究和开 发受到国内外相关行业的广泛关注和重视。 我国生物发酵饲料经过三个发展时期。
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生物发酵饲料研发及产品分类
生物饲料 发酵饲料 生物发酵饲料 微生物发酵饲料？
生物饲料的概念是近20年才提出的，对其定义和内涵的认识也是随着科发、 应用的深入发展在不断更新。 广义上，“生物饲料”应该包括除人工合成的添加剂以外的所有饲料或原 料。早期有人提出生物饲料应包括一些新型的蛋白和能量饲料来源，如微 生物细胞、羽毛、昆虫蛋白、秸秆、糟、渣类等。 “发酵饲料”是指在人工控制条件下，微生物通过自身的代谢活动，将植 物性、动物性和矿物性物质中的抗营养因子分解、合成，产生更能被畜、 禽采食、消化、吸收养分和无毒害作用的单一饲料，称为发酵饲料。 但目前所说的“生物发酵饲料”或“微生物发酵饲料”是指以饲料和饲料 添加剂为对象, 以微生物育种工程(包括传统育种技术和育种新技术)代谢 工程、分子工程、蛋白质工程、发酵工程等高新生物技术为手段, 利用微 生物工程发酵开发的新型饲料资源和饲料添加剂。
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单细胞蛋白(酵母粉）、微 生物饲料等。由于使用了较 好的菌种，在发酵工艺上采 用了固体浅层、固体厚层通 糖化饲料、青贮饲 风及液体深层发酵等技术， 料等。由于研发和 取得一定成效。发展缓慢的 生产技术存在问题， 原因是产品质量、市场炒作 从风靡一时到走向 及以假充真等问题， 低谷。 目前遍地开花结果的生物发酵饲 料系列产品：微生物饲料添加剂、 饲用酶制剂、单细胞生物蛋白、 益生菌及益生素制剂、细胞培养 物、发酵饲料、有机微量元素、 细胞水解物、细胞产物或提取物、 生物饲料新产品、新型饲料蛋白、 生物药物饲料添加剂、酶解饲料 等。生物发酵产业发展迅速，但 有不少问题有待解决。