发酵工程在饲料工业中的应用及发展趋势发酵技术
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固态发酵工程技术的研究应用分析【摘要】固态发酵工程技术是一种重要的生物工程技术,具有广泛的应用前景。
本文首先介绍了固态发酵工程技术的基本原理,包括微生物在固态底物中生长繁殖的过程。
然后详细探讨了固态发酵工程技术在食品加工、生物制药、环境保护和能源生产等领域的应用情况。
通过分析这些应用案例,可以看出固态发酵工程技术在提高生产效率、优化产品质量、节约资源和减少污染等方面的优势。
展望了固态发酵工程技术在未来的发展前景,指出它将继续推动相关产业的进步和发展。
固态发酵工程技术的研究应用已经取得了显著成果,为不同领域带来了新的发展机遇和挑战。
【关键词】固态发酵工程技术、研究、应用、分析、基本原理、食品加工、生物制药、环境保护、能源生产、前景展望、产业进步。
1. 引言1.1 固态发酵工程技术的研究应用分析固态发酵工程技术是一种利用微生物在无水或低水环境中生长繁殖并产生有用代谢产物的技术。
随着现代科技的发展,固态发酵工程技术在各个领域得到了广泛的应用和研究。
本文将围绕固态发酵工程技术的基本原理、在食品加工、生物制药、环境保护和能源生产等领域的应用进行深入分析和探讨,希望能够为相关产业的发展提供一定的参考和指导。
固态发酵工程技术的应用不仅可以提高产品质量和产量,还可以减少能源消耗和环境污染。
通过对固态发酵工程技术在不同领域的研究应用分析,可以更好地认识其在生产实践中的作用和意义,为未来的研究和开发提供理论支持和实践经验。
在面对日益严峻的环境和资源挑战时,固态发酵工程技术的研究应用将有望为各行各业带来新的发展机遇和解决方案。
通过对固态发酵工程技术的深入挖掘和应用,我们可以更好地发挥其在产业发展中的重要作用,推动相关产业的持续进步和创新发展。
2. 正文2.1 固态发酵工程技术的基本原理固态发酵工程技术的基本原理是在固态培养基上通过微生物的代谢活动来生产特定的产物。
与液态发酵相比,固态发酵更适合生产某些特定的产品,如发酵食品、饲料、生物柴油等。
发酵工程方案一、概述发酵工程是利用微生物、酵母或酶等生物催化剂对有机物进行生物转化,制备食品、饲料、化工产品等的过程。
发酵工程技术是现代生物技术的一个重要组成部分,广泛应用于食品工业、医药工业、农业和环保等领域。
本文将以食品工业中的发酵工程为例,介绍发酵工程的方案设计。
二、发酵工程的原理发酵工程利用微生物或酵母等生物催化剂将有机物质中的糖类、蛋白质、脂肪等有机化合物转化为其他有用的有机化合物。
在发酵过程中,微生物代谢产物中的发酵物质和能源,因而能够将有机物质转化为生物大分子(如蛋白质、多糖)和生物活性物质(如抗生素、酸类化合物、酒精)等。
在发酵工程中,需要考虑的主要因素包括发酵菌株的选择、发酵基质的选择和预处理、发酵过程的调控、发酵设备的选择和运行等。
三、方案设计的目标发酵工程的方案设计主要目标是实现以下几个方面的要求:1. 高效利用原料:充分利用原料资源,提高产品产率和产品品质。
2. 保证生产质量:保证产品的稳定质量和卫生安全。
3. 提高经济效益:降低生产成本,提高产值利润。
4. 符合环保要求:减少废水、废气排放,保护环境。
四、方案设计的基本内容1. 发酵菌株的选择发酵菌株的选择是发酵工程中最关键的一环。
在选择发酵菌株时,需要考虑到其在发酵过程中的生长速度、产物生成速率、产物种类及产物纯度等因素。
同时,还需要考虑到菌株的稳定性、安全性和易于培养的特点。
除此之外,还需要对不同菌株进行筛选和评价,选取适合生产要求的优良菌株。
2. 发酵基质的选择和预处理发酵基质是指供给微生物生长之所需的有机物质,其种类和质量的选择将直接影响到发酵产物的质量和产率。
在发酵基质的选择上,需要考虑原料的可获得性、价格、含糖量、含氮量、水分含量等因素。
同时,对于一些难降解的废弃物或副产物,还需要进行适当的预处理,如进行粉碎、去除杂质、改变PH值等操作,以提高其利用率。
3. 发酵过程的调控发酵过程的调控是保证产品品质和产量的关键环节。
我国发酵工业现状与发展前景摘要:我国的发酵工业经过了几十年的发展过程,产品从原来的抗生素、食品等几个方面渗透到医药、农业、环保、能源、材料等各个方面,产业结构也逐渐转向能够提高人们生活质量的新一代发酵产品的生产。
20 世纪60年代以来,我国的发酵工业迅猛发展,年产值逐年攀升。
本综述介绍了我国发酵工业的总体状况以及最新进展,并对其发展前景进行了展望。
关键词:我国;发酵工业;总体状况;最新进展;发展前景。
发酵技术是人类最早通过实践掌握的生产技术之一,许多传统产品的生产都应用了发酵技术,在东方有酱油、醋、白酒、黄酒等,而西方有啤酒、葡萄酒、奶酪等。
随着社会经济与科技的发展,由发酵技术支撑起的发酵产业开始诞生与兴起。
20世纪60年代以来,我国的发酵工业迅猛发展,所涵盖的产品也从原来的抗生素、食品等几个方面渗透到人民生活的各方面如医药、保健、农业、环境、能源、材料等。
发酵工业是一种以高科技含量为特征的新型工业,自20世纪90年代以来,行业的迅速发展已经使其在食品工业中占有重要地位。
发酵工业的迅速发展不仅带动了相关行业的发展,而且对节约粮食、增加食品花色品种、提高产品质量及改善环境等,发挥了重要作用。
1.发酵工业的总体状况1.1我国发酵工业的应用领域我国在生物发酵行业经过一段时间的发展,积累了相当丰富的经验,特别是在21 世纪后,生物发酵渗透入了医药,保健,农业,食品,能源,环保等各个领域。
轻工业是发酵工程技术应用最早和最多的领域,其生产的产品类型与应用广泛,主要包括酒和溶剂类、有机酸类、氨基酸类、酶制剂类、功能性蛋白质、功能性脂类、功能性糖类等。
这个领域的特点是大量利用淀粉等农副产品进行进一步的发酵与深加工。
生物医药工业中,通过发酵工程技术生产多种抗生素、疫苗、以及一些基因工程药物如干扰素、白细胞介素等产品。
微生物发酵是常用的生物转化法之一,并在中药制作中早有应用。
现代中药发酵技术分为液体发酵和固体发酵。
生物技术121班刘倩芸 2我国发酵工程的发展现状和发展趋势引言发酵工程是生物技术的重要组成部分,是生物技术产业化的重要环节。
发酵技术有着悠久的历史,作为现代科学概念的微生物发酵工业是在传统发酵技术的基础上,结合了现代的基因工程、细胞工程等的新技术。
由于发酵工业具有投资少、见效快、污染小等特点,日益成为全球经济的重要组成部分。
摘要:发酵工业是指人们利用微生物的发酵作用大规模生产发酵产品的一门传统工业。
至今,我国已形成了一个品种繁多,门类较齐全,具有相当规模的独立工业体系,在不同的工业领域中都有重要应用,例如医药工业、食品工业、农业、环境保护等,且随着生物技术的发展,发酵工程的应用领域也在不断扩大。
【1】关键词:我国发酵工业现状趋势问题意见很早以前,人们就利用发酵技术来生产产品,直到近代才发现发酵是由微生物引起的。
发酵工业自20世纪60年代以来迅猛发展,所涵盖的产品也从原来的抗生素、食品等几个方面渗透到人民生活的各方面如医药、保健、农业、环境、能源、材料等。
发酵工业是一种以高科技含量为特征的新型工业。
发酵工业的迅速发展不仅带动了相关行业的发展,而且对提高产品质量及改善环境等,发挥了重要作用。
【2】一、我国发酵发展的历史我国传统发酵历史悠久,在《黄帝内经素向》、《汤液醪醴论》里,已有酿酒的记载。
在汉武帝时代开始有了葡萄酒,距今已有两千多年的历史。
改革开放促进了社会经济和科学技术的迅速发展,发展了一批具有现代生物技术特征的新产品,使发酵工业进入了一个新的发展阶段。
【3】二、我国发酵工业的现状我国生物化工行业经过长期发展,已有一定基础。
特别是改革开放以后,生物化工的发展进入了一个崭新的阶段。
目前生物化工产品也涉及医药、保健、农药、食品与饲料、有机酸等各个方面。
随着科技创新和技术进步的推进,科技推广应用和产业化步伐的加快,发酵产业产品空间进一步拓展、产业链不断延伸,发展前景更加广阔。
【4】我国发酵工业的巨大发展不仅在于产量的巨大提升,更在于发酵技术和发酵工艺的巨大进步。
发酵工程研究进展发酵工程研究进展姓名:黄永杰学号:201107002129 班级:生物工程1101班1.发酵工程技术的发展趋势与方向发酵工程是泛指利用微生物制造或生产某些产品的过程。
它包括厌氧发酵的生产过程(如酒精、乳酸、丙酮丁醇等)和有氧发酵的生产过程(如氨基酸、柠檬酸、抗生素等)。
发酵技术是人类最早通过实践掌握的生产技术之一,产品也很多,以传统食品来说,东方有酱、酱油、醋、白酒、黄酒等,西方有啤酒、葡萄酒、奶酪等。
这些发酵食品都是数千年来凭借人类的智慧和经验,在没有亲眼看到微生物的情况下,巧妙地利用微生物生产的产品。
1.1发酵工程技术的发展发酵技术的发展经历了如下几个阶段:(1)自然发酵阶段:这个阶段为从史前到19世纪末,主要特征为人类利用自然接种的方法进行传统酿造食品的生产。
(2)纯培养厌氧发酵技术的建立:这个阶段始于19世纪末,20世纪初,主要特征为人类在显微镜的帮助下,把单一的微生物进行纯培养,在密闭容器中进行厌氧发酵生产酒精等工业产品。
(3)通气搅拌发酵技术的建立:这个阶段始于20世纪40年代,其技术特征为,成功地建立起深层通气进行微生物发酵的一整套技术,有效地控制了微生物有氧发酵的通气量、温度、pH和营养物质的供给,使得抗生素、柠檬酸、酶制剂等好氧发酵产品的生产成为可能,是现代发酵工业的开端。
(4)代谢调控发酵技术的建立:这个阶段始于20世纪60年代,其技术特征为,以生物化学和遗传学为基础,研究代谢产物的生物合成途径和代谢调节机制,选择巧妙的技术路线,人为地控制目的代谢产物的大量合成,从而得到所需产品。
(5)现代发酵工程技术的建立:这个阶段始于20世纪70年代,其主要技术特征表现在如下几个方面:①原生质体融合技术、基因工程技术的发展和在微生物菌种选育方面的应用,为发酵工程技术带来了方法上、手段上的重大变化和革命。
②计算机控制发酵技术,固定化细胞技术,发酵工程优化控制技术,先进的提取、分离、纯化技术以及现代化的发酵与提取设备的应用,使发酵工业得到了迅速的发展,并展现了广阔的前景。
微生物发酵过程特点及发展趋势分析摘要:如今,我国的社会经济快速发展,人们的生活水平不断提高,物质条件也不断改善,人们对食品提出了更高的要求。
微生物发酵作为我国当前食品制作的重要技术之一,在所有的食品生产工艺中有着举足轻重的地位。
通过微生物发酵生产出的食品,在口感、形态、营养价值等方面都有其独特性和不可替代性,一直以来都很受大众欢迎。
然而,由于微生物发酵需要改变食物本身的营养成分,为此,不同的发酵形式对食品的营养价值也产生了不同程度的影响。
合理应用微生物发酵技术能在保障食品营养价值的同时,生产出大众喜爱的发酵食品。
将微生物发酵技术应用于食品加工行业中,不仅能丰富食品的口感和营养价值,还能更好地借助微生物发酵技术来推动我国食品加工行业的长效发展。
关键词:微生物;发酵工程;发展趋势引言近些年来,人们的饮食生活愈发丰富,伴随着生物技术的不断发展,越来越多工业化生产的食物出现在人们的生活中,使人们的饮食习惯产生了改变。
微生物发酵食品从起源上来看主要是依赖于微生物加工制作实现的,也就是针对农副产品的深度加工,微生物发酵食品的出现在人类科学史上掀起了一波浪潮,被视作是一项伟大的发明。
但事实证明,微生物发酵食品的出现并非是偶然,千年之前,人们就开始将微生物用到食品发酵中,并且这类食品在全球范围内广为流传。
后来,由于各地区民族特色的不同,食品特色也产生一些变化。
不过就食品的发展历程来看,微生物有着非常高的参与度,微生物发酵食品在营养保健中优势独特,受到了人们的欢迎,在未来人类食品发展过程中也有着重要价值。
1发酵工程的概念微生物工程又称发酵工程,是生物工程的一个重要组成部分,即利用微生物,在适当的条件下,将原料通过特定的代谢途径加工成人类所需要的产品。
从广义上讲,发酵系统工程由3个部分组成:上游工程、中游工程和下游工程。
上游工程是理论研究、技术发展,包括优良菌株的选育、最佳发酵条件(pH、温度、溶解氧和营养成分)的确定等。
发酵工程的应用与前景展望程燕萍1,2,3,4 李若晨1,2,3,4 杨颖欢1,2,3,4 周燕1,2,3,4 魏静1,2,3,4,发布时间:2023-06-22T07:49:36.634Z 来源:《中国科技信息》2023年7期作者:程燕萍1,2,3,4 李若晨1,2,3,4 杨颖欢1,2,3,4 周燕1,2,3,4 魏静1,2,3,4,[导读] 发酵工程在生物工程中占有重要地位,只有通过发酵工程,才能使基因工程或细胞工程获得的具有某种所需形状目的的菌株实现工业化生产,最终达到基因克隆或细胞融合,获得生产效益和经济效益,发酵工程师生物技术的基础。
发酵工程技术取得了重大进步,本文对发酵工程在食品生产、污染整治、发酵制药、农业生产等方面的应用和发展进行了叙述,并提出了发酵工程的前景展望。
1. 陕西省土地工程建设集团自然资源部退化及未利用土地整治工程重点实验室陕西西安 710075;2. 陕西省土地工程建设集团陕西省土地整治工程技术研究中心陕西西安 7100753. 陕西省土地工程建设集团自然资源部土地工程技术创新中心陕西西安 7100754. 陕西省土地工程质量检测有限责任公司陕西西安 710075摘要:发酵工程在生物工程中占有重要地位,只有通过发酵工程,才能使基因工程或细胞工程获得的具有某种所需形状目的的菌株实现工业化生产,最终达到基因克隆或细胞融合,获得生产效益和经济效益,发酵工程师生物技术的基础。
发酵工程技术取得了重大进步,本文对发酵工程在食品生产、污染整治、发酵制药、农业生产等方面的应用和发展进行了叙述,并提出了发酵工程的前景展望。
关键词:发酵工程;发展;应用;前景Fermentation engineering development application prospect1.简介人们将生物工程划分为基因工程、细胞工程、发酵工程和酶工程4 个方面。
其中,基因工程和细胞工程是生物技术的主导方向,以及发酵工程、酶工程的基础;而发酵工程和酶工程则是基因工程、细胞工程研究成果的具体展现,只有通过发酵工程才能使基因工程或者是细胞工程获得的具有某种所需性状的细菌实现工业化生产,最终验证基因克隆或者细胞融合是否成功,从而获得生产效益和经济价值[1]。
shi pin an quan发酵工程是生物技术的重要组成部分以及产业化的重要环节[1],发酵工程技术有着悠久的历史,经历了“农产手工加工———近代发酵工程———现代发酵工程”三个发展阶段。
早在几千年前,人们在药品、乳制品等方面应用了发酵工程技术[2]。
1发酵工程原理与技术1.1微生物菌种的选育发酵工业主要利用工业微生物进行发酵,工业微生物具有个体小、种类多、繁殖快、分布广、代谢能力强等特点。
对微生物要求也较为严格,用在发酵工业的微生物需要满足以下条件:能在廉价原料制备的培养基上迅速生长并生成所需的代谢产物,且产量高;培养条件易于控制;生长迅速,发酵周期短;满足代谢控制的要求;抗暖菌体和杂菌能力强;遗传性状稳定,菌种不易变异退化;在发酵过程中产生的泡沫要少;对需要添加的前体物质有耐受能力;并且不能将这些前体物质作为一般碳源使用;不是病原菌,同时在系统发育上与病原菌无关,不产生任何有害的生物活性物质(包括抗生素、激素和病毒)以保证安全。
1.2微生物种子的扩大培养种子扩大培养是指将保存在砂土管、冷冻干燥管处于休眠状态的生产菌种接入试管斜面活化后,再经过摇瓶或静置培养及种子罐逐级放大培养,而获得一定数量和质量的纯种过程。
这些纯种培养物称为种子,是发酵工程的一个组成部分,其实旨是将保存在砂土管、冷冻干燥管中处于休眠状态的生产菌种接入试管斜面活化后,再经过扁瓶或摇瓶及种子罐逐级扩大培养,最终获得一定数量和质量的纯种过程。
2发酵工程的应用2.1在农业中的应用利用微生物生产的饲料蛋白、酶制剂、氨基酸、维生素、抗生素和益生菌微生物制剂等饲料产品的使用使发酵工程技术在饲料工业中得到了更广泛的应用,一些传统废物也可经过发酵工程制备成为新型饲料,为回收利用作出了巨大贡献。
2.2在医药方面的应用微生物发酵法是生物转化的方法之一,在医药领域中早有应用,将现代微生物技术与医药研究相结合。
可以提高有效成分的含量、增强药材疗效、降低毒副作用等。
发酵工程在农业上的应用引言发酵工程是一门综合性学科,将微生物学、生物化学、化学工程等多个学科的知识应用于实际生产中。
在农业上,发酵工程有着广泛的应用,能够提高农产品的产量和质量,改善农业生产环境,促进农业可持续发展。
本文将重点介绍发酵工程在农业上的应用。
一、微生物肥料的生产与应用发酵工程在农业上最常见的应用之一是微生物肥料的生产与应用。
微生物肥料是一种利用发酵技术生产的肥料,通过添加有益微生物,能够改善土壤结构,提高土壤肥力,促进作物生长。
发酵工程通过控制发酵条件和菌种选择,能够生产出高效的微生物肥料,如有机肥、生物菌肥等。
这些微生物肥料能够提供丰富的养分供应,增加土壤有机质含量,改善土壤酸碱度,提高土壤保水保肥能力,从而提高农产品的产量和品质。
二、酿酒业的发展与推广发酵工程还在农业上推动了酿酒业的发展与推广。
酿酒业是利用微生物发酵生产酒精和其他有机物的工业。
发酵工程通过优化发酵工艺和菌种选择,能够提高酿酒过程中的发酵效率和产量,改善酒的质量和口感。
同时,发酵工程还能够开发出不同种类和风味的酒,满足不同消费者的需求。
酿酒业的发展不仅能够创造经济效益,也能够促进当地农产品的销售和农民收入的增加。
三、食品加工中的应用发酵工程在食品加工中也有着重要的应用。
例如,酱油、酱菜、豆腐等传统食品的生产过程中,需要利用发酵工程来进行微生物的发酵和代谢。
发酵工程能够控制微生物的生长和代谢过程,使食品在发酵过程中获得独特的香味、口感和营养成分。
此外,发酵工程还可以应用于食品的保鲜和防腐。
通过发酵工程可以制作出一些具有益生菌功能的食品,如酸奶、发酵乳等,这些食品有助于维持人体肠道菌群的平衡,提高人体免疫力,对人体健康非常有益。
四、农业废弃物的资源化利用发酵工程在农业上还可以实现农业废弃物的资源化利用。
农业废弃物是农业生产过程中产生的废弃物,如秸秆、畜禽粪便等。
这些农业废弃物如果不加以处理和利用,会对环境造成污染。
通过发酵工程,可以将农业废弃物转化为有机肥料、饲料、发酵床等资源,实现资源的循环利用,减少废弃物的排放,降低环境污染。
发酵工程在饲料工业中的应用及发展趋势一、发酵工程的基本概念大家都知道,发酵这个词听起来就有点“神秘”吧。
说白了,就是通过微生物的“工作”,把一些简单的原料转变成更复杂、更有用的东西。
大家日常生活中其实都跟发酵打过交道,比如酸奶、面包,甚至是我们喝的啤酒,都是发酵的成果。
发酵的好处可不止这么点,它在饲料工业中,作用可是大得很!尤其是在提高饲料质量、促进动物健康方面,发酵技术更是起到了至关重要的作用。
说简单点,就是把一些看似不起眼的东西通过发酵“变魔术”,让它们变得更有营养、更有益处,帮助小动物们长得更快、更强壮。
二、发酵工程在饲料工业中的应用1.提高饲料的营养价值说到发酵,大家肯定会想:“发酵有什么用,吃了对动物有啥好处?”别急,听我慢慢说。
发酵后的饲料,营养含量通常比未发酵的更高。
例如,发酵能够提高蛋白质的利用率,让饲料中的氨基酸、维生素等营养成分更加容易被动物吸收。
举个简单的例子,就像我们吃了很多蔬菜水果,虽然挺有营养,但有些东西我们可能消化不了。
但通过发酵,蔬菜里的那些营养就能变得更容易被人体吸收。
同理,动物吃了发酵后的饲料,也能更有效地吸收其中的营养,达到快速成长的效果。
2.改善饲料的口感有些动物可挑食了,尤其是那些养殖场的“高傲”小家伙们,比如鸡、猪。
它们有时候对某些饲料不感冒,吃得少、营养吸收不好。
发酵工程就能通过改变饲料的口感、香气,让这些挑剔的家伙们心甘情愿地吃下去。
发酵过程中微生物的“捣乱”,还能让饲料中的一些难消化物质变得更易消化。
这就像是把那些“难啃的骨头”打磨成了“软骨头”,让小动物们吃得更舒服,消化得更好。
3.增强动物免疫力有些动物,特别是养殖场里的家禽家畜,免疫力不强,容易生病。
发酵后的饲料可以改善动物的肠道微生态环境,增强肠道的防御功能,这样一来,动物的免疫力自然提高了。
通过发酵,饲料中的一些抗氧化成分还能帮助动物抵抗自由基,避免一些常见的疾病。
所以说,发酵工程不仅能让动物吃得更好、长得更快,还能让它们少得病、活得更健康。
发酵工程在食品工业中的应用【摘要】:植发酵食品历史悠久,是食品保藏最古老的方法之一,随着科学的进步,发酵从一种单一的保存食物的技术逐渐发展成为一种独特的食品加工方法,形成了发酵工程这门学科。
文章综述了发酵工程的历史、主要研究内容及发酵食品可能存在的安全问题、常用的评估菌种的安全性方法、有益菌的安全性原则等,对发酵工程的前景进行了展望。
【关键词】:发酵;食品工业;安全性评估发酵是一门古老的技术,古代人类在完全不懂得什么是发酵的情况下就已学会用发酵技术来制造一些有用的食品,如古巴比伦人在公元前3世纪就会用大麦芽酿造啤酒。
亚洲的发酵技术源于公元前8030-3000年(原始石器时代),最初是利用自然产品进行发酵。
我国在食品工业生产中利用微生物发酵技术历史悠久,有着许多民族特色的发酵食品,如豆腐乳、酱油、醋、黄酒、白酒等,这些传统发酵食品风味独特、营养丰富,都体现了微生物酶在发酵过程中于一定条件下起着生化反应的结果。
传统发酵食品起源于食品保藏,大多是以促进自然保护、防腐、延长食品保存期、拓展在不同食用季节的可食性为目的,是保证食品安全性最古老的手段之一。
1884年,法国化学家巴斯德通过试验开始研究发酵,证明了发酵正是微生物活动的结果,不同种类的微生物可引起不同的发酵过程。
巴斯德的发明给发酵技术带来了巨大的影响。
此后,发酵从一种单一的保存食物的技术逐渐发展成为一种独特的食品加工方法,人们能够利用某些类型的微生物,在人工控制的环境条件下,进行大规模的生产,用于满足人们对不同风味、口感乃至营养、生理功能的要求,这就是发酵工程。
一、发酵工程的主要内容及其优点微生物学中,把有机物被生物体氧化降解成氧化产物并释放能量的过程定义为生物氧化,生物氧化又分为呼吸和发酵,因此发酵是生物氧化的一种方式。
而在工业生产中,笼统地把一切依靠微生物的生命活动而实现的工业生产均称为”发酵”。
发酵工程的定义是指采用现代工程技术手段,利用微生物的某些特定功能,为人类生产有用的产品,或直接把微生物应用于工业生产过程的一种新技术。
一、发酵工程在饲料工业中的应用及发展趋势
饲料和粮食生产一直是我国国民经济的薄弱环节。
由于受人口增长、耕地减少和肉食品消费增加的影响,我国粮食供需平衡十分脆弱。
饲料和粮食生产一直是我国国民经济的薄弱环节。
由于受人口增长、耕地减少和肉食品消费增加的影响,我国粮食供需平衡十分脆弱。
我国人均占有粮食一直在400kg以下,其中粮食总产量的40%左右用于饲料生产
在耕地和水资源长期紧缺的情况下,我国粮食产量已很难提高。
饲料资源短缺的问题长期制约着我国畜牧业的发展,尤其是蛋白质饲料的严重不足已经成为全球性问题。
发展高效饲料工业,提高粮食向畜牧产品的转化效率和饲料利用率、开发新型饲料原料是满足人民对肉、禽、鱼、蛋越来越大的需求量的最佳途径。
用生物技术特别是微生物发酵技术来开发新型饲料资源、生产蛋白质饲料和新型添加剂越来越受到人们的重视。
特别是进入21世纪后,利用微生物生产的饲料蛋白、酶制剂、氨基酸、维生素、抗生素和益生菌微生物制剂等饲料产品的使用使发酵工程技术在饲料工业中得到了更广泛的应用。
发酵工程技术发酵工程,又称为微生物工程,是生物工程的一个重要分支。
发酵工程主要研究微生物在发酵工程中具有普遍意义的工程技术问题,如微生物菌种的选育、活化与扩大培养,培养基的设计与筛选,灭菌技术,发酵工艺条件的控制技术,细胞的大规模培养,产物的分离纯化和生产工艺的设计等内容。
发酵工程可以分为固态发酵和液态发酵。
固态发酵有着悠久的历史,早在2500年前就有中药神曲的固态发酵生产。
广义上讲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,在有一定湿度的不溶性固态基质中,用一种或多种微生物发酵的生物反应过程。
与液态发酵相比固态发酵有以下优点:
①培养基简单且来源广泛,多为便宜的天然基质或工业生产的下脚料,如稻草、糠、薯类、醋糟等;
②投资少,能耗低,技术简单;
③产物的产率较高;
④不需要废水处理,环境污染较少,后处理加工方便;
⑤发酵过程一般不需要严格的无菌操作;
⑥通气一般可由气体扩散或间歇通风完成,不需要连续通风,空气一般也不需严格的无菌空气。
但发酵工程中引起的传热、传质困难等也是固态发酵过程中所面临的新问题。
液态发酵的工艺特点是利用液态培养基进行微生物的生长繁殖并形成人们所需要的代谢产物。
液态发酵分为液体表面发酵、液体深层通气发酵、液体厌氧发酵法3种。
其中,液体深层通气发酵是现代发酵工业普遍采用的方法,我国的抗生素发酵、氨基酸生产、维生素发酵、酶制剂发酵等均采用此法。
2发酵技术在饲料工业中的应用
微生物发酵饲料微生物发酵饲料主要是酵母及其相关产品,是以酵母为主的多菌种发酵而成,所用原材料非常广泛,涉及米糠、秸秆、血粉、饼粕和各种食品工业下脚料。
微生物发酵饲料在提高饲料蛋白质、改善适口性、提高消化吸收等方面显示出了强大的优越性。
酵母培养物是一种独特的酵母产品,由特定的酵母菌种按特定的工艺和培养基进行发酵而形成。
它含有一定的活性酵母,其主要的使用价值在于酵母细胞在培养基中产生的代谢产物和胞壁甘露寡糖。
甘露寡糖对蛋鸡在炎热季节可以维持其采食量,有助于种母鸡增加蛋重和老年母鸡维持良好的蛋壳品质,提高饲料利用率,并可提高种母鸡产蛋率[1]。
发酵饲料的另一个产品是青贮饲料,青贮技术中关于微生物青贮接种剂的研究与应用一直处于最为重要的地位。
在北美和欧洲国家,青贮饲料制作已经广泛使用微生物青贮添加剂,其效果已经为研究和生产领域所证实和接受。
传统青贮技术在青贮过程中营养物质损失大,易腐败。
但微生物青贮剂可以有效控制青贮饲料发酵模式,减少青贮饲料损失,并可以有效改善青贮饲料的适口性。
微生物酶法生产维生素泛酸钙作为维生素饲料添加剂,在畜禽养殖中具有重要的作用。
最近国内筛选得到了能高产D一泛解酸内酯水解酶的微生物菌株,进行了DL一泛解酸内酯中间体拆分,产品质量能满足D一泛酸钙的生产要求,技术可以产业化。