生物发酵饲料研究与应用技术发展趋势
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酵母生物饲料在水产养殖中的应用进展何志刚1李小玲1,2(1,湖南省水产科学研究所,湖南长沙,410153;2,农业部渔业产品监督检验测试中心(长沙),长沙,410153)摘要:文章简单介绍了酵母的概况,重点介绍酵母生物饲料如酵母细胞壁、饲料酵母、酵母水解物、活性干酵母、酵母硒、海洋红酵母等。
对酵母生物饲料在水产养殖动物中的应用和研究进展情况进行详细介绍,并指出酵母生物饲料发展中存在的问题。
关键词:酵母生物饲料;水产养殖;应用;发展趋势酵母菌,一种传统食品酿造工业的主要生产菌株,如今已成为现代生物饲料最具吸引力的微生物细胞工厂。
这类单细胞真核微生物,其细胞及细胞内容物,如蛋白、氨基酸、多糖、有机酸、核酸、维生素等活性物质,都可参与生物饲料的绿色生产。
目前已知的酵母菌有500多种,以酵母为原料或生物载体,利用现代生物技术,并结合微生物发酵工程,已形成了一系列与酵母相关的具有特定营养或功能的生物饲料及饲料添加剂产品,通称为“酵母生物饲料”。
酵母生物饲料主要分为以下几大类:酵母细胞壁多糖、酵母水解物、活性干酵母、酵母硒、活酵母衍生物、复合酵母、酵母培养物、海洋红酵母、与芽孢杆菌等益生菌复配而成的EM菌或微生态制剂(用于水质或底质改良剂)、饲料酵母、利用酵母发酵而得到的酵母饲料。
1.酵母细胞壁多糖用于饲料中的酵母细胞壁是酵母经细胞自溶部分破壁、破壁酶解、分离洗涤、浓缩、干燥等一系列生产工艺,精制而成的富含β-葡萄糖、甘露聚糖等免疫因子的一种绿色饲料添加剂产品。
近年研究认为,酵母细胞壁含有的甘露寡糖和β-葡聚糖可对细菌、病毒引起的疾病及环境因素引起的应激反应产生非特性免疫力。
酵母细胞壁多糖是以酿酒酵母为原料,经过细胞破壁、酶解、分离提纯和干燥等工艺精制而成,在水产动物中的作用主要有:提高水产动物非特异性免疫力、提高水产动物的特异性免疫应答反应、显著提高水产动物抗病能力、能有效降低肝损伤,还具有一定促生长的作用。
生物发酵产业发展现状与趋势-中国饲料行业信息网2009-6-16 15:33:00 来源: 网友评论(0)“十五”期间我国发酵工业产值比“九五”末增长58.5%,产品产量增长102%,出口创汇增长67.5%。
进入“十一五”以来,在国家产业政策的指导下,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。
据协会统计,2000~2008年发酵产业产品产量从260万吨增长到1300万吨左右,年均增长率达到22.4%,2008年主要产品出口额约34亿美元,同比增长36.6%,显示出强大的活力。
味精、柠檬酸、山梨醇的产量均居世界第一,淀粉糖的产量在美国之后,居世界第二位。
产品结构方面,以味精为代表的老一代发酵产品在行业中的比重逐步下降,其发展速度保持在年均增长12.0%,2008年占全部发酵产品产量的14.2%;而淀粉糖(醇)则异军突起,2000年~2008年年均增长达到33.6%,其在整个发酵产品中的比例也逐年增高,2008年占全部发酵产品产量的54.3%。
目前淀粉糖(醇)已不再简单地被看做是食糖市场的一个有效补充,它的一些产品特性决定了其在改善人民生活质量、提高生活水平方面发挥出更加突出的作用。
这使得它的消费领域不断扩大,消费数量迅速增长,从而为推动食品工业的发展和促进以生物科技带动农业产业化发展作出了重要贡献。
发酵产业的技术科技含量较高,已经形成了具有科学研究、生产设计、设备制造等完整的工业体系。
特别是在“十一五”期间,行业的技术水平不断提高,原材料消耗大幅降低,技术装备日益先进,先进的管理理念和管理方法已在行业中广泛应用,与国际接轨的各种认证已经普遍采用。
近年来,发酵产业在节能减排方面做了大量工作,“十一五”期间,各行业积极开展资源综合利用,高新技术和传统工艺相结合,将各种组分充分回收和利用,做到物尽其用,在提高附加值的同时,减轻和消除对环境的污染。
发酵工程研究进展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。
微生物在农业生产中的应用与前景探讨与研究农业生产一直是人类社会发展的基础,为了提高农产品的产量和质量,人们不断探索和创新各种技术和方法。
微生物作为地球上数量庞大、种类繁多的生物群体,在农业生产中发挥着越来越重要的作用。
本文将探讨微生物在农业生产中的应用,并对其未来前景进行研究。
一、微生物在农业生产中的应用1、微生物肥料微生物肥料是指含有特定微生物活体的制品,通过其生命活动增加植物营养元素的供应量,改善植物营养状况。
常见的微生物肥料包括根瘤菌肥、固氮菌肥、解磷菌肥、解钾菌肥等。
例如,根瘤菌能够与豆科植物共生,将空气中的氮气转化为植物可利用的氮素;固氮菌则可以在土壤中独立固氮,为植物提供氮源。
微生物肥料不仅能够提高肥料的利用率,减少化学肥料的使用量,还能改善土壤结构,增加土壤肥力。
2、微生物农药微生物农药是利用微生物及其代谢产物来防治病虫害的一类农药。
与传统化学农药相比,微生物农药具有环境友好、不易产生抗药性等优点。
常见的微生物农药有细菌类农药(如苏云金芽孢杆菌)、真菌类农药(如白僵菌)、病毒类农药(如核型多角体病毒)等。
这些微生物可以通过寄生、毒杀、抑制生长等方式控制病虫害的发生和发展,从而减少化学农药对环境和农产品的污染。
3、微生物饲料微生物饲料是利用微生物发酵技术生产的饲料,包括单细胞蛋白饲料、青贮饲料、发酵饲料等。
微生物在发酵过程中可以分解饲料中的纤维素、蛋白质等物质,提高饲料的营养价值和消化率。
同时,微生物还能产生一些有益的代谢产物,如维生素、氨基酸、有机酸等,增强动物的免疫力和生长性能。
4、微生物土壤改良剂土壤是农业生产的基础,而土壤质量的好坏直接影响着农作物的生长和产量。
微生物土壤改良剂可以通过改善土壤的物理、化学和生物性质来提高土壤质量。
例如,一些有益微生物能够分解土壤中的有机物质,增加土壤中的腐殖质含量,改善土壤结构;还有一些微生物能够产生有机酸等物质,降低土壤的 pH 值,缓解土壤酸化问题。
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。
生物技术在工业生产中的应用及其发展趋势生物技术是利用生物体或其组分、分子和细胞等进行工业、生产、医疗等领域应用的一门学科,其作用日益凸显,对人类社会健康繁荣的推动作用越来越大。
在工业生产领域,生物技术已经成为了产业转型和升级的重要方向,为企业的技术创新和市场竞争带来了新的希望。
本文将从生物技术在工业生产中的应用方面入手,探讨其发展趋势,以期为相关领域的从业人员提供一定的参考。
一、生物技术在工业生产中的具体应用1. 工业发酵生产工业发酵生产是生物技术在工业领域中的最为典型的应用之一。
在工业发酵生产过程中,利用微生物酵解代谢物质产生有用物质的过程,常用于制取药品、食品添加剂、饲料添加剂、化工产品等。
例如,芳香醇、酸、酯、酮等有机物的制备,经常采用微生物发酵法。
2. 生物转化和降解生物转化和降解是指利用酶和微生物等生物体的代谢过程,对生物、化学、医药等方面的废物、产物进行转化和降解的过程。
常见的应用有医药制剂、生物柴油、生物降解杂质等方面,在清洁能源领域来说,生物转化和降解,是解决非可再生能源短缺和污染等问题的重要途径之一。
3. 生物催化技术生物催化技术是利用酶或微生物进行有机合成和异构化反应,以生物转化为中介制造新化合物的技术。
4. 生物材料利用生物技术开发制造生物材料已成为工业领域的重要方向。
生物材料是指以生物体或生物细胞为原料制备的材料,例如生物陶瓷、生物玻璃、生物降解材料等。
生物材料不仅具备良好的生物相容性和生物可降解性,而且生产过程中对环境的影响要比常规材料小得多。
5. 基因工程基因工程是利用现代分子生物学、生物工程等技术,将外源性遗传物质注入到目标生物体内,进行基因编辑和定向调控的技术。
这项技术应用广泛,不仅能够培育新品种农作物、制造新药物,同时还可用于生产新型生物柴油、新型生物酶等高附加值产品,对推动工业向绿色化和可持续化方向转型升级起到了重要作用。
二、生物技术在工业生产中的发展趋势1. 以工业发酵为基础的生物制造发酵技术在生物技术领域中占据着重要地位,未来制造领域将把工业发酵作为核心技术,进一步拓展工业发酵应用范畴和提高生产效率。
生物发酵饲料研究与应用技术发展趋势
摘要:生物发酵饲料是燃料乙醇产业增加产品种类、优化产品结构、增加工
厂市场竞争力的重要举措。生物发酵饲料是利用发酵、生物酶、蛋白质及基因工
程等技术手段,生产出发酵饲料、酶解饲料、酶菌协同发酵饲料、生物饲料添加
剂。本文就针对以上背景,首先提出生物发酵饲料必要性以及发展现状,明确生
物发酵饲料应用技术发展趋势,以供参考。
关键词:生物发酵饲料;应用技术;发展趋势
前言:我国生物发酵饲料的研究与应用工作起步较早,现已取得了诸多进步,
生产出了种类丰富的生物发酵饲料产品,但在燃料乙醇行业开发生产生物发酵饲
料尚属起步。为实现生物发酵饲料行业稳步规范开展,需要在现阶段研究以及技
术应用过程注重关注菌种筛选工作。我国饲料原料的种类丰富不同饲料种类生物
及物理化学差异较大,因此在实际生产过程中还需要结合不同饲料种类以及生产
目标选择适宜的菌种组合,产出质量合格的生物发酵饲料产品。
1、概述生物发酵饲料
我国生物发酵饲料研究工作最早开展于20世纪70~80年代,后续出现了混
合饲料、配合饲料、全价配合饲料以及生物发酵饲料等多种类型[1]。开发生物发
酵饲料,能够有效去除原有DDGS饲料产品内部的抗生素,从根本上提升动物机
能增强动物免疫能力,提高动物对营养物质的消化率,有效改善动物肠道结构。
不仅如此,生物发酵材料还有更加良好的适口性,副作用较低,打破燃料乙醇行
业只生产DDGS单一饲料局面,拓宽销售渠道,增加副产品附加值,对推动燃料
乙醇行业转型升级发展意义重大。
2、生物发酵饲料必要性分析
目前燃料乙醇产业由于原料价格不断上涨、国家粮食政策及粮食安全的约束、
加之变性燃料乙醇终端产品价格低迷等影响,盈利能力大幅下降。增加产品品种,
调整产品结构势在必行。当下农牧业对饲料产品质量要求不断提升,需要饲料健
康、营养、安全,配合使用生物技术除生物发酵饲料[2]。与传统材料相比,生物
发酵饲料继承了替抗作用,能够有效改善动物肠道的安全性、切实保障牲畜养殖
安全。通过高效使用特色饲料资源,也可以构建起特色养殖产业,进一步提高饲
料消化率,减少饲料使用期间的污染物排放量。
随着农牧业创新发展规模进一步扩大,功能性饲料需求进一步增长,原有生
物饲料的配方技术与配方体系也需要进一步变革。当下国内常规饲料资源丰富,
各类糟粕、农业副产品的资源超过20亿吨,但实际开发利用效果不佳,资源浪
费情况严重。当下发酵饲料实际产量只有4亿吨,因此需要饲料行业及燃料乙醇
行业应重点关注生态发酵饲料的研发工作,从根本上提高燃料乙醇产业副产物价
值利用水平,真正意义上实现生产及养殖期间的降本增效目标。
3、生物发酵饲料发展现状
3.1市场高度认可
当下农牧业市场对生物发酵饲料属于认知与认可阶段,且市场高度认可更高。
生物饲料中的发酵原料、发酵伴侣以及发酵浓缩产品多样化明显[3]。有30%以上
饲料企业开始生产发酵饲料并销售相关产品。关于生物发酵饲料的集成化应用技
术产品效果稳定,受到市场推崇。
3.2生物发酵饲料快速发展
生物发酵饲料成为当下饲料行业减抗替抗的重要方式,也已成为提升农副产
品资源利用率的重要途径。生物饲料产业链核心技术逐步趋向于体系化发展,需
要注重制定生物饲料团体标准,优化生物饲料团队标准。
现有发酵饲料生产企业、产品标准在行业可持续发展的落实更加重要。在生
物发酵饲料生产过程中还需要确定营养常规指标,使用酸溶蛋白、乳酸以及益生
菌等活性菌,在生产生物发酵饲料过程中建立起完善的产品标准。
4、生物发酵饲料研究重点
4.1制定评价菌种特征以及统一的产品质量标准
在现阶段生物发酵饲料产业生产过程中,需要着重制定评价菌种特征以及统
一的产品质量标准[4]。发酵饲料应当以改善原料品质为目标,需要切实保障菌种
的规范性、菌种的安全性,明确菌种特征。但实际发酵环节也需要注重研究菌种
以及底物的匹配度,做好菌剂、菌种以及菌株的协调与配合工作。在生物发酵饲
料过程中也需要生产出具有代表性的代谢产物,主要包括酸溶蛋白、乳酸或者甘
露寡糖。各种评估生物发酵饲料生产期间的营养物质消耗量,切实增强生物发酵
饲料生产示范性。
4.2做好工艺标准化以及工艺稳定性工作。
生物发酵饲料产品质量会受到菌种特征、工艺设计水平以及设备生产性能等
因素影响。现阶段我国生物饲料发酵工艺较为成熟,生产设备运行期间的各项性
能进一步提升,但在开展生物发酵饲料生产作业过程中仍需要切实保障工艺的安
全性、标准化水平。
4.3提高动物营养以及微生物营养的协同性认知度
在养殖行业生产经营过程中,不同养殖对象对饲料内部营养成分的要求存在
较大差异。如果生物发酵质量缺乏营养、营养不平衡的情况下,发酵饲料的应用
范围将会受到不利影响。微生物制剂研究水平进一步提升,在现阶段发酵饲料应
用过程中还需要进一步提升生物营养的协同性、安全性,建立起微生物营养数据
库。
4.4建立生物发酵饲料求营养数据库
现有生物发酵饲料产量以及用量进一步增大,饲料生产单位以及使用单位也
需要着重关注不同动物营养需求,建立起生物发酵饲料的基础营养数据库,针对
发酵功能性物质以及安全指标形成专项标准,真正意义上实现生物发酵市场健康
发展目标。
4.5做好生物发酵饲料生产安全预警工作
在生物发酵饲料生产过程中,需要做好菌种以及生物发酵工艺的选择工作。
在生产环节往往出现菌种来源不明的问题,不纯菌种退化情况较为严重。由于饲
料中存在有害代谢物,养殖对象出现黏膜损伤、超敏反应的问题,需要确保发酵
的均匀性,降低生物能耗量。在生态发酵饲料行业发展过程中,应当着重关注生
物安全防控以及饲料评价体系安全预警平台的建立工作。
5、生物发酵饲料发展趋势
注重关注生物饲料菌种的研究工作,并发挥出生物发酵饲料技术的积极作用。
由于我国饲料菌种种类较多,应当注重关注菌种的筛选工作。改变饲料原料理化
性质,从根本上提高养殖对象的消化吸收率,延长饲料存储时间,培养用于繁殖
饲料的微生物,生产出用于制备的活性菌。
注重关注原料发酵过程研究工作,由于不同品种的抗原蛋白因子降解率差异
较大,因此在发酵技术过程中还需要筛选出高抗蛋白菌株。注重关注发酵原料营
养价值的研究工作,切实优化混菌与菌酶的协同发酵工作。
注重发酵原料的研究,在生物发酵原料种类不断增多,由原有提供高蛋白的
饲料发展成为聚焦鲜糟渣、果渣以及蔬菜等非常规饲料,用于提供丰富的发酵能
量、蛋白饲料以及粗饲料。现有生态饲料质量安全管理过程中,需要制定出切实
可行生物饲料安全管理制度以及生物饲料卫生标准,确保使用的菌种合规合法,
避免生产期间被致病菌污染。
总结:总而言之,现阶段生物发酵饲料研究以及应用应当进一步提升各环节
的规范性,切实完善关于生物发酵饲料生产的管理机制以及管理办法。开展关于
生物发酵饲料菌种的合规性调查工作以及安全风险评估工作,建立健全功能完善
的生物发酵饲料菌种菌株数据库以及鉴别鉴别技术库,有效控制生物发酵饲料生
产期间的各类安全风险,确保生物发酵饲料技术能够在燃料乙醇产业生产过程中
提升副产品利用率、降低燃料乙醇生产成本中发挥出重要作用。
参考文献:
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