发酵技术范文第1篇

一、干撒式发酵床养鸭基本原理

垫料铺好后放鸭入床，一般2～3天后发酵床开始启动升温，3～7天功能微生物经过活化定殖后，呈几何级数大量繁殖。功能微生物利用鸭粪尿等作营养源，将垫料逐渐升温发酵。中心发酵层温度达35～45℃或更高，表层温度无论冬、夏都稳定在20℃以上，下层发酵完成后，锯末等垫料物质颜色逐渐变深变黑，发酵产物能做肥料或粗饲料，可分批清运出舍；如不需使用，则可长期不清运。

二、干撒式发酵床养鸭的优势

1. 除臭环保 鸭粪在功能微生物的作用下，一部分降解为无臭气体如水蒸气、二氧化碳排放掉，另一部分转化为粗蛋白、菌体蛋白、维生素等营养物质。这样就从源头上消除了鸭粪对环境的污染，达到零排放，鸭肉品质自然也提高了很多。

2. 抗病促长 发酵床垫料通过物理吸附、化学中和以及发酵过程的生物化学作用消除了鸭粪中的臭味物质，鸭舍内空气较清新，环境干净清爽，这为鸭的健康生长提供不可或缺的条件，有助于提高鸭的抗病能力，每只鸭可节省0.5～0.8元医药费，还能提前出栏。2010年北京三元金星鸭业技术人员试验结果表明，在鸭已受病害影响、体重比对照组低50～100克的条件下，通过采用干撒式发酵床饲养，这批鸭出栏时比对照组平均体重增加200克以上。

3. 提高品质 干撒式发酵床养鸭比传统养鸭可减少用药50%以上，在良好的管理条件下，成鸭阶段可以完全不用药，大幅减少甚至消除药物残留，使鸭肉蛋品质优、口感好，售价也更高。此外，商品鸭全身羽毛完整、洁净。

4. 节水省工 干撒式发酵床养鸭不用清粪也不用冲圈，可节水90%以上、省工2/3，降低了鸭的养殖成本。

5. 节能省粮 干撒式发酵床因表层温度始终保持在20℃以上，能节省煤电50%以上。粪尿和垫料在功能微生物的作用下，降解形成菌体蛋白和多种有益物质，被鸭食入后废物能循环利用。据技术人员统计，使用金宝贝干撒式发酵床每只鸭至少可节省饲料0.5千克。

三、干撒式发酵床制作方法

现以金宝贝发酵床发酵菌种为例，将干撒式发酵床制作方法介绍如下：

1. 稀释菌种 将菌种按1∶5比例与米糠（或玉米粉、麸皮）不加水混匀，以便于均匀撒入垫料。一般15～20米2发酵床需用金宝贝发酵床发酵菌种1千克。

2. 垫料准备 面积20米2的鸭床约需锯末8米3，根据圈舍面积算出锯末的总用量。注意锯末必须无毒、无害、去杂，晒干后再用。

3. 播撒菌种 可以采用边铺垫料边撒菌种的方法，即铺1层10厘米厚的垫料，撒1层菌种，一般铺4层垫料、撒4层菌种；也可先将菌种和垫料混匀后再铺床，可配合使用机器减轻劳动强度，切记不要加水。最上面1层菌种用量略多。

4. 铺足垫料 发酵床锯末总厚度要求不低于40厘米，锯末不易得到的可部分用稻壳、花生壳、秸秆代替，但表面层仍要用锯末。

5. 放鸭入床 垫料铺好后即可放鸭入床饲养，不用提前发酵，这样可节省时间。如果发酵床表面干燥，可以先用喷壶等洒一点点水，以鸭奔跑时不扬尘为宜。

6. 快速启动 将新鲜的鸭粪尿埋入发酵床20～30厘米深处，盖上锯末再摊平，经过几次这样操作，即可快速启动发酵床。快速启动只适用于冬天天气特别冷的时候，一般情况不需快速启动。

四、干撒式发酵床养鸭注意事项

干撒式发酵床养鸭操作简单，效果明显，受到广大养殖户的一致认可。为了让发酵床运行得更好，鸭生长得更健康，提醒养殖户在使用干撒式发酵床养鸭的过程中注意以下几点：

1. 鸭舍的构造设计 运用干撒式发酵床养鸭通风要求比较高，鸭舍一般采用单列式，宽度4～10米，面积以400～800米2为宜，顶高2.5～3.0米，窗檐高度2.0～2.2米。鸭舍四周（门除外）要建有0.8米高围墙，配置全开放式卷帘，便于根据外界温度调节舍内温度。屋顶需设隔热层，并每隔5米左右留1个天窗，以便于换气，避免舍内闷热。有条件的可安装引风机或冷风机，便于夏季的降温、换气。

2. 水槽的设置 发酵床湿度过大就会造成“死床”，所以要尽可能地避免多余的水分进入床内，水槽的设置尤为重要。一般可将水槽设置在发酵床的旁边，水槽下边再设置漏缝地板，便于溢出的水排出去；也可以把水槽设在活动区，或离发酵床较远的地方，这样鸭喝完水后经过一段距离的走动，嘴上和身上的水基本都滚落，不会被带进发酵床。

3. 鸭群的管理 鸭群的不同生长阶段，粪尿排泄量也不一样，所以要合理安排密度。25日龄以前，每平方米发酵床养殖7～8只鸭较适宜；25日龄后，随着鸭排泄量逐步增加，应适当降低养殖密度。建议采用“AB”圈制或“ABC”圈制，即25日龄前用面积小的A圈，25日龄后再启用面积大的B（C）圈。25日龄后，也可重新对鸭分群，将1个鸭群分为2个或2个鸭群分为3个，或将小面积圈舍合并，降低养殖密度，减少排泄量，使发酵床长期、稳定、持续地发挥功效。

4. 注意防潮防水 我国南方有些地区地下水位偏高且在多雨季节地面常积水，为了防止垫料倒吸泥土中的水分和预防地面积水浸泡发酵床，导致发酵床报废，所以在制作发酵床时要抬高床面，可采用的措施有：①做成地上式。用泥土或砖块、卵石等铺设在发酵床底部，在层高允许的条件下越高越好，其中就地用泥土垒高的办法成本较低；②深挖排水沟。排水沟渠尽量深挖，沟深不低于1米，防止雨水过多浸泡发酵床。水位较高的地方也可采用类似的方法防渗。

5. 发酵床垫料的维护 为了保证发酵床的正常运行，在日常管理工作中要加强垫料的翻倒。一般每周翻倒垫料1～2次，深度为10～20厘米。如果长期不翻倒垫料，粪便就很难被发酵处理，在产生有害气体的同时会出现发酵床“死床”现象。此外，还要定期根据需要补充一定量的垫料与菌种，不可为了节省成本而减少用量。

6. 消毒措施 对于空栏期的发酵床，如有需要可以正常喷洒消毒剂消毒，这不影响发酵床的继续使用，但一般对发酵床周边进行消毒处理即可。出栏后，对发酵床进行1次全面地清翻（以便以后进雏后能充分发酵），必要时将垫料就地拢堆发酵消毒，并补充部分新鲜垫料。

发酵技术范文第2篇

关键词:生物技术;基因工程;细胞工程

现代生物技术的迅猛发展,成就非凡,推动着科学的进步,促进着经济的发展,改变着人类的生活与思维,影响着人类社会的发展进程。现代生物技术的成果越来越广泛地应用于医药、食品、能源、化工、轻工和环境保护等诸多领域。生物技术是21世纪高新技术革命的核心内容,具有巨大的经济效益及潜在的生产力。专家预测,到2010～2020年,生物技术产业将逐步成为世界经济体系的支柱产业之一。生物技术是以生命科学为基础,利用生物机体、生物系统创造新物种,并与工程原理相结合加工生产生物制品的综合性科学技术。现代生物技术则包括基因工程、蛋白质工程、细胞工程、酶工程和发酵工程等领域。在我国的食品工业中,生物技术工业化产品占有相当大的比重;近年,酒类和新型发酵产品以及酿造产品的产值占食品工业总产值的17%。现代生物技术在食品发酵领域中有广阔市场和发展前景,本文主要阐述现代生物技术在食品发酵生产中的应用。

一、基因工程技术在食品发酵生产中的应用

基因工程技术是现代生物技术的核心内容,采用类似工程设计的方法,按照人类的特殊需要将具有遗传性的目的基因在离体条件下进行剪切、组合、拼接,再将人工重组的基因通过载体导入受体细胞,进行无性繁殖,并使目的基因在受体细胞中高速表达,产生出人类所需要的产品或组建成新的生物类型。

发酵工业的关键是优良菌株的获取,除选用常用的诱变、杂交和原生质体融合等传统方法外,还可与基因工程结合,进行改造生产菌种。

(一)改良面包酵母菌的性能

面包酵母是最早采用基因工程改造的食品微生物。将优良酶基因转入面包酵母菌中后,其含有的麦芽糖透性酶及麦芽糖的含量比普通面包酵母显著提高,面包加工中产生二氧化碳气体量提高,应用改良后的酵母菌种可生产出膨润松软的面包。

(二)改良酿酒酵母菌的性能

利用基因工程技术培育出新的酿酒酵母菌株,用以改进传统的酿酒工艺,并使之多样化。采用基因工程技术将大麦中的淀粉酶基因转入啤酒酵母中后,即可直接利用淀粉发酵,使生产流程缩短,工序简化,革新啤酒生产工艺。目前,已成功地选育出分解β-葡聚糖和分解糊精的啤酒酵母菌株、嗜杀啤酒酵母菌株,提高生香物质含量的啤酒酵母菌株。

(三)改良乳酸菌发酵剂的性能

乳酸菌是一类能代谢产生乳酸,降低发酵产品pH值的一类微生物。乳酸菌基因表达系统分为组成型表达和受控表达两种类型,其中受控表达系统包括糖诱导系统、Nisin诱导系统、pH诱导系统和噬菌体衍生系统。相对于乳酸乳球菌和嗜热链球菌而言,德氏乳杆菌的基因研究比较缺乏,但是已经发现质粒pN42和PJBL2用于构建德氏乳杆菌的克隆载体。有研究发现乳酸菌基因突变有2种方法:第一种方法涉及(同源或异源的)可独立复制的转座子,第二种方法是依赖于克隆的基因组DN断和染色体上的同源部位的重组整合而获得。通过基因工程得到的乳酸菌发酵剂具有优良的发酵性能,产双乙酰能力、蛋白水解能力、胞外多糖的稳定形成能力、抗杂菌和病原菌的能力较强。

二、细胞工程技术在食品发酵生产中的应用

细胞工程是生物工程主要组成之一,出现于20世纪70年代末至80年代初,是在细胞水平上改变细胞的遗传特性或通过大规模细胞培养以获得人们所需物质的技术过程。细胞工程主要有细胞培养、细胞融合及细胞代谢物的生产等。细胞融合是在外力(诱导剂或促融剂)作用下,使两个或两个以上的异源(种、属间)细胞或原生质体相互接触,从而发生膜融合、胞质融合和核融合并形成杂种细胞的现象。细胞融合技术是一种改良微生物发酵菌种的有效方法,主要用于改良微生物菌种特性、提高目的产物的产量、使菌种获得新的性状、合成新产物等。与基因工程技术结合,使对遗传物质进一步修饰提供了多样的可能性。例如日本味之素公司应用细胞融合技术使产生氨基酸的短杆菌杂交,获得比原产量高3倍的赖氨酸产生菌和苏氨酸高产新菌株。酿酒酵母和糖化酵母的种间杂交,分离子后代中个别菌株具有糖化和发酵的双重能力。日本国税厅酿造试验所用该技术获得了优良的高性能谢利酵母来酿制西班牙谢利白葡萄酒获得了成功。目前,微生物细胞融合的对象已扩展到酵母、霉菌、细菌、放线菌等多种微生物的种间以至属间,不断培育出用于各种领域的新菌种。

三、酶工程技术在食品发酵生产中的应用

酶是活细胞产生的具有高效催化功能、高度专一性和高度受控性的一类特殊生物催化剂。酶工程是现代生物技术的一个重要组成部分,酶工程又称酶反应技术,是在一定的生物反应器内,利用生物酶作为催化剂,使某些物质定向转化的工艺技术,包括酶的研制与生产,酶和细胞或细胞器的固定化技术,酶分子的修饰改造,以及生物传感器等。酶工程技术在发酵生产中主要用于两个方面,一是用酶技术处理发酵原料,有利于发酵过程的进行。如啤酒酿制过程,主要原料麦芽的质量欠佳或大麦、大米等辅助原料使用量较大时,会造成淀粉酶、俘一葡聚糖酶、纤维素酶的活力不足,使糖化不充分、蛋白质降解不足,从而减慢发酵速度,影响啤酒的风味和收率。使用微生物淀粉酶、蛋白酶、一葡聚糖酶等制剂,可补充麦芽中酶活力不足的缺陷,提高麦汁的可发酵度和麦汁糖化的组分,缩短糖化时间,减少麦皮中色素、单宁等不良杂质在糖化过程中浸出,从而降低麦汁色泽。二是用酶来处理发酵菌种的代谢产物,缩短发酵过程,促进发酵风味的形成。啤酒中的双乙酰是影响啤酒风味的主要因素,是判断啤酒成熟的主要指标。当啤酒中双乙酰的浓度超过阈值时,就会产生一种不愉快的馊酸味。双乙酰是由酵母繁殖时生成的α-乙酰乳酸和α-乙酰羟基丁酸氧化脱羧而成的,一般在啤酒发酵后期还原双乙酰需要约5～10d的时间。崔进梅等报道,发酵罐中加入α-乙酰乳酸脱羧酶能催化α-乙酰乳酸直接形成羧基丁酮,可缩短发酵周期,减少双乙酰含量。

四、小结

在食品发酵生产中应用生物技术可以提高发酵剂的性能,缩短发酵周期,丰富发酵制品的种类。不仅提高了产品档次和附加值,生产出符合不同消费者需要的保健制品,而且在有利于加速食品加工业的发展。随着生化技术的日益发展,相信会开发出更多物美价廉的发酵制品,使生物加工技术在食品发酵工业中的应用更加广泛。

参考文献

[1]赵志华,岳田利等.现代生物技术在乳品工业中的应用研究[J].生物技术通报.2006,04:78-80.

[2]王春荣,王兴国等.现代生物技术与食品工业[J].山东食品科技.2004,07:31.

[3]徐成勇,郭本恒等.酸奶发酵剂和乳酸菌生物技术育种[J].中国生物工程杂志.2004,(7):27.

发酵技术范文第3篇

摘要发酵床养猪技术目前正被一些推广机构及商业机构广泛宣传,分析了发酵床养猪的优缺点,以期为开发地方特色的发酵床养猪技术及我国养猪业的可持续发展提供参考。

关键词发酵床;养猪;优点;缺点

发酵床养殖技术是指综合利用微生物学、生态学、发酵工程学原理,以活性功能微生物作为物质能量“转换中枢”的一种生态养殖模式[1]。主要是在猪圈内铺上1层一定厚度的锯末与菌种的垫料,菌种利用动物排出的粪尿与锯末作为营养源进行分解和转化,恢复了猪只的拱食习性,部分菌体蛋白能被猪只采食,整个饲养过程对外达到零排放、无臭味、无污染的效果,使功能微生物长期、持续、稳定地发挥功效[2]。发酵床养猪技术目前正被一些推广机构及商业机构广泛宣传,虽然发酵床养猪技术有许多优点,但在实践中存在的一些问题也不容忽视,现将发酵床养猪技术的优缺点介绍如下,以供同行们参考。

1发酵床养猪技术的优点

1.1无排放、无臭气、无污染

发酵床养猪技术不同于一般的传统养猪技术,猪粪、尿可长期留存猪舍内,不向外排放,不向周围流淌,靠土壤微生物的作用分解、转化;而猪舍独特的自由开闭式天窗设计,通风传热,使冷暖空气形成对流,底层热空气流动的同时使圈底的水分蒸发,圈底就会保持最佳状态,没有臭味,同时当粪、尿转化为饲料资源后被猪采食,不用清除,也会越来越少。充分解决了传统养猪技术造成的水资源浪费和环境污染问题[3]。

1.2节省饲料、降低成本、提高效益

由于猪粪、尿被微生物分解转化为可被猪食用的无机物和菌蛋白质,而且锯屑中的木质纤维和半纤维也可被降解转化成易发酵的糖类,猪通过翻拱食用,给猪提供了一定的蛋白质等营养,从而减少了精饲料的供应。据介绍,这种发酵床不光猪粪尿永远不用清理,就是发酵床的垫料,10~20年都不用换。另外,由于发酵床养猪中途无需人工清粪、冲洗猪床、打扫圈舍,一方面可减少饲养人员,节省人工支出,另一方面又节省了水费。

1.3菌体发酵的热量解决取暖的问题

采用生态养猪技术的猪场,在环境温度达到-20 ℃时,舍内发酵床仍可保持在10~l5 ℃。对于中型以上的猪,这个温度完全可以安全过冬,不需要任何能源的消耗,这样的发酵床就等于给猪铺了“电褥子”。

1.4抑制病原菌的繁殖,提高猪肉品质

垫料和猪粪尿等的混合物在微生物作用下,迅速发酵分解,产生的热量可使温度达到40~50℃或更高,这大大抑制了病原菌的繁殖,有利于杀死寄生虫、病原菌和有害微生物,保证猪只的健康。另外,发酵床养猪模式要求全程不添加抗生素,不仅减轻了药费负担,还使所生产的猪肉品质明显改善,无药物残留。

2发酵床养猪技术的缺点

2.1猪舍内不能使用化学消毒药品和抗生素类药物

猪舍内如果使用化学消毒药品和抗生素药物,将杀灭或抑制微生物,使得微生物的活性降低。虽然推广的商业机构强调使用发酵床养猪技术饲养的猪只疾病发生率较传统饲养发病率低,但不是不会发生。当猪场发生蓝耳病、圆环病毒等常见病毒性疾病,或者发生口蹄疫、猪瘟等烈性传染病时,连化学消毒药都不能使用。而单纯靠隔离治疗,疫病是不可能被控制住的,但用药就不能再发酵了,若不用药则病毒将长期存在发酵床养猪猪舍的温床上,一旦发病将损失惨重。

2.2发酵床内的疾病控制问题

发酵床是靠木屑、米糠等粉状物吸收猪的排泄物,而猪有拱食的习惯,木屑、米糠等粉状物会因为猪拱食而进入呼吸道,造成其呼吸道疾病。另外,发酵床床面湿度必须控制在60%左右。湿度过低,不利于微生物繁殖,易于导致猪只发生呼吸系统疾病;而湿度过高,则猪寄生虫病危害严重。同时,由于发酵床床面长期不清理打扫,使得猪只易受皮肤病危害[4]。

2.3猪舍的建设成本高

100 m2的发酵床只能养50~70头猪,即每头猪占地面积只有1.4~2.0 m2,这种高密度使得发酵床养殖的建设成本很高。即使是对目前规模化养猪的猪舍进行改造,但发酵床养殖要垫10 cm厚的锯木,而且要杂木的,这也是需要一大笔费用的。

2.4猪舍内温度过高,影响猪的生长发育

发酵床养猪猪舍内的垫料发酵会散热,虽然表层温度并不高,但猪舍的环境温度会上升,此时猪只生长速度缓慢、饲料报酬有所下降。因为日本是高层养猪,很多猪场猪舍内均装有空调,发酵床养猪的模式不会影响猪的生长。但在我国的南方地区,常年气温较高,尤其是夏天,这种模式很不利于猪只的健康生长。

2.5菌种效率低,不能迅速降解、消化猪粪水

由于猪舍是半开放式的。受外界环境变化的影响,加上单位面积饲养猪的头数过多,发酵床的发酵速度就会降低,不能迅速降解、消化猪的粪尿。现在全国有几百家销售发酵床菌种,菌种质量更是参差不齐,有的发酵床做好后但并不能进行发酵,使发酵床的温度不稳定,甚至有用几个月后就出现死床现象。

3结语

总之,生态养猪是一种新的养殖方式,说它是养猪业的一大革命为时尚早,生态养猪既有利也有弊,如何进行此项新技术的推广应用、兴利除弊仍是一个需要大家慎重考虑的问题。

尽管发酵床养猪技术目前在应用中还存在一些不足,但是只要广大的养猪业者不断实践,将先进技术与当地实际相结合,开发有地方特色的发酵床养猪技术,共同促进养殖、环境、资源与人类的和谐,就能为我国养猪业的可持续发展提供新的思路和模式。

4参考文献

[1] 陈玉红,王荣祥,史家云,等.发酵床养猪技术示范与推广[j].畜牧与饲料科学,2010,31(3):136-139.

[2] 洪华君,郑美娟,李金顺,等.瑞安市发酵床养猪技术的应用研究[j].现代农业科技,2010(10):309-310,312.

发酵技术范文第4篇

摘要发酵床养猪技术目前正被一些推广机构及商业机构广泛宣传，分析了发酵床养猪的优缺点，以期为开发地方特色的发酵床养猪技术及我国养猪业的可持续发展提供参考。

关键词发酵床;养猪;优点;缺点

发酵床养殖技术是指综合利用微生物学、生态学、发酵工程学原理，以活性功能微生物作为物质能量“转换中枢”的一种生态养殖模式[1]。主要是在猪圈内铺上1层一定厚度的锯末与菌种的垫料，菌种利用动物排出的粪尿与锯末作为营养源进行分解和转化，恢复了猪只的拱食习性，部分菌体蛋白能被猪只采食，整个饲养过程对外达到零排放、无臭味、无污染的效果，使功能微生物长期、持续、稳定地发挥功效[2]。发酵床养猪技术目前正被一些推广机构及商业机构广泛宣传，虽然发酵床养猪技术有许多优点，但在实践中存在的一些问题也不容忽视，现将发酵床养猪技术的优缺点介绍如下，以供同行们参考。

1发酵床养猪技术的优点

1.1无排放、无臭气、无污染

发酵床养猪技术不同于一般的传统养猪技术，猪粪、尿可长期留存猪舍内，不向外排放，不向周围流淌，靠土壤微生物的作用分解、转化;而猪舍独特的自由开闭式天窗设计，通风传热，使冷暖空气形成对流，底层热空气流动的同时使圈底的水分蒸发，圈底就会保持最佳状态，没有臭味，同时当粪、尿转化为饲料资源后被猪采食，不用清除，也会越来越少。充分解决了传统养猪技术造成的水资源浪费和环境污染问题[3]。

1.2节省饲料、降低成本、提高效益

由于猪粪、尿被微生物分解转化为可被猪食用的无机物和菌蛋白质，而且锯屑中的木质纤维和半纤维也可被降解转化成易发酵的糖类，猪通过翻拱食用，给猪提供了一定的蛋白质等营养，从而减少了精饲料的供应。据介绍，这种发酵床不光猪粪尿永远不用清理，就是发酵床的垫料，10~20年都不用换。另外，由于发酵床养猪中途无需人工清粪、冲洗猪床、打扫圈舍，一方面可减少饲养人员，节省人工支出，另一方面又节省了水费。

1.3菌体发酵的热量解决取暖的问题

采用生态养猪技术的猪场，在环境温度达到-20 ℃时，舍内发酵床仍可保持在10~l5 ℃。对于中型以上的猪，这个温度完全可以安全过冬，不需要任何能源的消耗，这样的发酵床就等于给猪铺了“电褥子”。

1.4抑制病原菌的繁殖，提高猪肉品质

垫料和猪粪尿等的混合物在微生物作用下，迅速发酵分解，产生的热量可使温度达到40~50℃或更高，这大大抑制了病原菌的繁殖，有利于杀死寄生虫、病原菌和有害微生物，保证猪只的健康。另外，发酵床养猪模式要求全程不添加抗生素，不仅减轻了药费负担，还使所生产的猪肉品质明显改善，无药物残留。

2发酵床养猪技术的缺点

2.1猪舍内不能使用化学消毒药品和抗生素类药物

猪舍内如果使用化学消毒药品和抗生素药物，将杀灭或抑制微生物，使得微生物的活性降低。虽然推广的商业机构强调使用发酵床养猪技术饲养的猪只疾病发生率较传统饲养发病率低，但不是不会发生。当猪场发生蓝耳病、圆环病毒等常见病毒性疾病，或者发生口蹄疫、猪瘟等烈性传染病时，连化学消毒药都不能使用。而单纯靠隔离治疗，疫病是不可能被控制住的，但用药就不能再发酵了，若不用药则病毒将长期存在发酵床养猪猪舍的温床上，一旦发病将损失惨重。

2.2发酵床内的疾病控制问题

发酵床是靠木屑、米糠等粉状物吸收猪的排泄物，而猪有拱食的习惯，木屑、米糠等粉状物会因为猪拱食而进入呼吸道，造成其呼吸道疾病。另外，发酵床床面湿度必须控制在60%左右。湿度过低，不利于微生物繁殖，易于导致猪只发生呼吸系统疾病;而湿度过高，则猪寄生虫病危害严重。同时，由于发酵床床面长期不清理打扫，使得猪只易受皮肤病危害[4]。

2.3猪舍的建设成本高

100 m2的发酵床只能养50~70头猪，即每头猪占地面积只有1.4~2.0 m2，这种高密度使得发酵床养殖的建设成本很高。即使是对目前规模化养猪的猪舍进行改造，但发酵床养殖要垫10 cm厚的锯木，而且要杂木的，这也是需要一大笔费用的。

2.4猪舍内温度过高，影响猪的生长发育

发酵床养猪猪舍内的垫料发酵会散热，虽然表层温度并不高，但猪舍的环境温度会上升，此时猪只生长速度缓慢、饲料报酬有所下降。因为日本是高层养猪，很多猪场猪舍内均装有空调，发酵床养猪的模式不会影响猪的生长。但在我国的南方地区，常年气温较高，尤其是夏天，这种模式很不利于猪只的健康生长。

2.5菌种效率低，不能迅速降解、消化猪粪水

由于猪舍是半开放式的。受外界环境变化的影响，加上单位面积饲养猪的头数过多，发酵床的发酵速度就会降低，不能迅速降解、消化猪的粪尿。现在全国有几百家销售发酵床菌种，菌种质量更是参差不齐，有的发酵床做好后但并不能进行发酵，使发酵床的温度不稳定，甚至有用几个月后就出现死床现象。

3结语

总之，生态养猪是一种新的养殖方式，说它是养猪业的一大革命为时尚早，生态养猪既有利也有弊，如何进行此项新技术的推广应用、兴利除弊仍是一个需要大家慎重考虑的问题。

尽管发酵床养猪技术目前在应用中还存在一些不足，但是只要广大的养猪业者不断实践，将先进技术与当地实际相结合，开发有地方特色的发酵床养猪技术，共同促进养殖、环境、资源与人类的和谐，就能为我国养猪业的可持续发展提供新的思路和模式。

4参考文献

[1] 陈玉红，王荣祥，史家云，等.发酵床养猪技术示范与推广[J].畜牧与饲料科学，2010，31(3):136-139.

[2] 洪华君，郑美娟，李金顺，等.瑞安市发酵床养猪技术的应用研究[J].现代农业科技，2010(10):309-310，312.

发酵技术范文第5篇

关键词：甘薯 乙醇 发酵技术 研究

2011年8月2日工信部公布数据显示，我国原油对外依存度达55.2%，首次超越美国。随着我国经济持续高位运行以及汽车保有量的增加，原油对外依存度将继续攀升。预计到2020年将超过65%，能源安全形势严峻。开发利用丰富的生物质资源制取燃料乙醇、燃料丁醇等清洁、可再生的车用替代液体燃料，可以添补此能源缺口，对于能源结构多元化、缓解化石能源供应压力、保障能源安全具有极重要的作用。

基于我国是世界第一人口大国这一基本国情，国家已明确不再扩大粮食燃料乙醇的规模，所以非粮原料成为毋庸置疑的方向。据《生物质能发展“十二五”规划》，2015年，我国燃料乙醇年利用量将达400万t。目前，因为2代纤维素乙醇难以产业化，所以富含淀粉的甘薯、木薯、葛根、芭蕉芋等薯类原料以其资源总量丰富、资源分布区域具有互补性等诸多优势，已成为发酵法生产乙醇的重要原料。在上述薯类原料中，甘薯资源量最为丰富，2011年产量达到了7556万t（FAO），而且甘薯种植地区多为贫困地区，因此，将甘薯作为生产燃料乙醇的能源作物进行研发和应用对于保障能源安全、促进农民增收有着重要的战略意义。

1 技术现状

目前，甘薯乙醇行业的整体技术水平还较低，主要原因是新鲜甘薯原料含水量大于60%，在大部分主产区无法自然干燥，需要切片耗能干燥或直接以鲜原料发酵。切片耗能干燥会不可避免地额外增加乙醇生产的成本，而以鲜原料发酵时，因鲜薯是粘度大于40000mPa.s、呈半固体状、完全没有流动性的非牛顿流体，传质、传热能力非常差，所以在预处理过程中会因无法与液化酶或糖化酶有效接触而严重影响其液化、糖化效果，使淀粉无法充分转化为可供菌种代谢产乙醇的可发酵糖类；在发酵过程中会因无法与菌种有效接触而造成有效发酵体积的大幅度减少，发酵过程伴随乙醇产生的副产物CO2也会因排出不畅而积累。传质不均引起局部乙醇和CO2高浓度积累造成的产物抑制，连同传热不均造成的局部温度过高，使菌种代谢活性急剧下降，从而影响发酵效率、延长发酵时间、影响最终乙醇浓度。另外，高粘度的醪液还易于堵塞输送管道，增加设备的死体积，提高后期固液分离的处理难度和设备清理维护的难度。

为了解决上述问题，目前乙醇生产企业只能采用加水稀释原料来降低粘度、增加其流动性的方法，一般添加与原料1：1的水。但是甘薯、芭蕉芋等薯类原料的可发酵糖含量一般在20%左右，经1：1加水稀释后，会不可避免地将可发酵糖浓度降低至10%左右，从而造成发酵醪液中乙醇浓度只有5%～6%（v/v），在乙醇生产过程中，蒸馏过程的能源消耗占整个生产过程能耗的60%以上，乙醇浓度越低，蒸馏能耗和废液排放量越高，不但增加了生产成本，也不符合清洁生产的要求。

综上所述，原料的高粘度造成的流动性差、传质传热困难和高压等大体系工程问题造成的菌种代谢活力差已成为限制薯类乙醇行业发展的技术瓶颈问题，如何解决以上问题已成为薯类乙醇产业高值化的关键。因此，国家甘薯产业技术体系能源化利用岗位在解析薯类原料粘度产生的生化基础、开发降粘技术、选育高效菌株、阐明菌株压力应答机制、开发发酵调控工艺、研发高传质低能耗生物反应器、系统集成与规模化示范等方面展开了系统研究，通过自主创新建立了高效乙醇转化技术体系。

2 原料降粘技术开发

研究薯类原料乙醇发酵过程中粘度相关成分的变化规律，开发高效降粘酶系与预处理技术，改变薯类原料的生物特性。

2.1 降粘机制的研究

运用多糖单克隆抗体芯片技术，分析了薯类原料发酵过程中多糖及糖苷键的动态变化规律，阐明了薯类原料粘度产生的机制为降粘酶的定向筛选提供理论基础。多糖单克隆抗体芯片分析技术平台流程图见图1。2.2 复合降粘酶系的开发

根据多糖单克隆抗体芯片分析结果（靶点），以降粘效果为考核指标复配出多组复合降粘酶系，并针对降粘酶系组合和酶量进行了多尺度优化。确定了降粘效果好、成本低、操作简便、适应性强、普适性好的预处理降粘酶系和预处理工艺。不同降粘酶系与预处理效果图见图2。

2.3 降粘酶产生菌的精确定向筛选

在降粘酶产生菌的筛选工作中，从230株菌种中筛选到3株可产生降粘酶的菌株（已在荷兰CBS真菌生物多样性中心进行了保藏），并利用响应面分析法优化了菌株的产酶条件。

3 高效菌种筛选研究

以乙醇产量、产率和生成速率等为主要指标，选育出乙醇快速发酵的高效菌株，针对高粘度原料的特点对已有的高效菌株进行适应性驯化与改造，提升菌种在高粘度发酵体系中的乙醇生产性能。

3.1 耐高浓度乙醇菌株

选育得到8株高效高浓度乙醇发酵菌株，能够在配套营养补充剂共同作用下，乙醇发酵效率达到理论值的92%，发酵时间55h左右，乙醇浓度可达18%（v/v）。

3.2 耐高温菌株

为了提升菌株对高粘度大体系中传热差的抗性，利用前期已获得的产高浓度乙醇的酵母采用热冲击选择压力，进行了高温驯化培养，筛选出3株能够在40℃下高效发酵产乙醇的菌株。在40℃条件下，以葡萄糖为底物，发酵33h内，乙醇浓度可达13.3%（v/v），发酵效率92%。

3.3 耐高压二氧化碳菌株

为了提高菌株对高粘度大体系中低传质的抗性，对前期筛选出的3株耐热菌株进行了高压二氧化碳适应性驯化，获得了1株耐高压菌株。能够在0.2MPa的高压二氧化碳条件下，以葡萄糖为底物，发酵24h内，乙醇浓度可达9.78%（v/v），发酵效率90%以上。

3.4 菌株抗性机制研究

研究了菌株在压力条件下的生理特性、酶表达谱和基因表达谱。基因芯片结果表明菌株的特异性与HSP26相关（HSP26基因表达量增加84倍，在全部酵母基因里变化幅度最大）。这一发现为阐明菌株的压力耐受机制，对其进一步改造创制出综合指标更优的菌株和优化工业化应用过程工艺提供理论依据。

4 发酵过程调控研究

针对薯类成分的特点，开发出一种代谢促进剂，可提高菌株在高粘度发酵醪中的活性，实现生物量的快速积累和乙醇发酵的快速转换。

5 优化系统集成及示范

通过对集成工艺进行多尺度优化后，在资中县银山鸿展工业有限责任公司开展了3万吨级规模的示范应用，验证了本技术的可行性可靠性及与现有设备的匹配。

6 技术突破

（1）高效菌株。选育菌株可以耐受高浓度乙醇、高温、高压，具有工业化应用价值。

（2）高粘度原料发酵。通过降低粘度，增加原料的流动性，改变需要添加配料用水才能使发酵醪具有流动性的现状，从而减少配料用水，将水耗减少70%。