粕類固體發酵的淵源和目前現狀

葉赫娜蘭.孤城

（以下是11月總結的一部分，發上來，讓同仁們批評一下，共同進步。）

整體說來，現行固體發酵的技術含量都是比較低的，與液體發酵的嚴格控制不能同日而語----固體發酵的過程控制是滯后的，能做到亡羊補牢，就算不錯了，而粕類發酵在整個固體發酵行業里，又算技術含量比較低的。

目前看，在粕類發酵菌種上沿用曲霉的較多，毛霉也常見。如果是生料發酵，則再加上部分單細胞菌株，如枯草芽孢桿菌或酵母菌。（少量使用糞鏈球菌發酵，但產品不是作為發酵粕類，而是微生態制劑的類似產品。）

在工藝上說，孰料發酵分為兩種，一種是類似白酒或醬油制曲工藝，用淺盤或發酵床，做好氧發酵，發酵周期1-2天。另一種是借鑒白酒發酵工段，進行單菌株（曲霉）或多菌株（一般是曲霉加酵母菌）厭氧或接近厭氧的發酵。

從工業角度分析，第二種做法是不符合工業思想的，應該是錯誤的做法。理由是這種做法給工藝添亂，不能實現穩定性。

這兩種做法都是源自食品發酵工藝。

葉赫娜蘭.孤城

生料發酵，目前，也有兩種工藝在應用。
一種是接入曲霉（或毛霉）和酵母菌（有時還加點枯草芽孢桿菌）的混合菌種，經過培養后烘干。另一種是模仿厭氧發酵的狀態，接種枯草芽孢桿菌，乳酸菌，酵母菌后，進行厭氧堆積。

這兩種做法，第一種是延續孰料制曲進行改動，工藝目的應該是利用霉菌進行發酵，用酵母菌等，遮蔽，或拮抗其他酵母菌，細菌類雜菌的污染。
由于工藝的焦點是物料不經過消毒很難長好。而在這樣的成本壓力下，一旦長好，就不是十分需要所謂酵母菌和枯草芽孢桿菌的代謝產物，所以，工藝的重點是霉菌，酵母菌和枯草芽孢桿菌的接入，是為了稍微提高點穩定性。

另一個做法是外行惡補微生物學和食品發酵后，在以往搞飼料微生態制劑的人員的指導下湊出來的工藝，穩定性太差，不具備工業化條件。

這兩個做法的穩定性都不很強，第一種稍微好點。我推測現在主流的固態發酵粕類原料，有可能用這個工藝。

目前查到的文獻，也集中在霉菌和單細胞微生物混合發酵上，而且，關于發酵前后物料理化性質改變的分析很多。關于工藝改進和要點的，集中在實驗室水平的討論上，深入到工業化工藝的還不多。
發文章的機構集中在農業院校，具有食品發酵背景的和微生物背景的不多。

早在上世紀80年代，就開始了關于發酵飼料的研究，但目的不是處理粕類，而是試圖通過微生物固體發酵，得到具有飼喂價值的微生物蛋白，主要技術叫做“飼料酵母”。80，90年代時，在畜牧行業整體來看，飼料酵母以失敗為結果退出主流市場。
90年代，緊接著，各種所謂復合，多菌株混合發酵（無發酵過程控制），微生態制劑進入畜牧業。進入新世紀后，“復合微生態制劑”降溫，畜牧行業才開始重視明確的菌株，明確的效果。
上世紀末，魚粉的壓力催生了發酵粕類原料技術的興起，但還沒等穩定工藝得到普及，甚至還沒來得及把食品發酵正式借鑒，發酵粕類就被擠壓成低利潤的產品了。

現在的粕類發酵技術，可以看作是“飼料酵母（一種假工藝）”技術，微生態制劑混菌發酵技術，和食品發酵制曲技術的借鑒和混合。目前各家的重點在論證自己的方法有效，應該說成熟工藝還沒有。

難點在于，由于先行者的工藝不夠嚴謹造成產品集中在低技術含量的低端而形成的成本壓力，可能只能應用生料發酵技術。

葉赫娜蘭.孤城

"目前看，在粕類發酵菌種上沿用曲霉的較多，毛霉也常見。如果是生料發酵，則再加上部分單細胞菌株，如枯草芽孢桿菌或酵母菌。（少量使用糞鏈球菌發酵，但產品不是作為發酵粕類，而是微生態制劑的類似產品。）"

這兒，解釋一下，加入單細胞微生物的目的不是工藝必須，而是掩蓋或拮抗生料發酵過程中的細菌污染。

這是閱讀的關鍵點。

葉赫娜蘭.孤城

我這樣想，對比熟料發酵的順利，回憶我僅有的一次生料發酵的失敗的情形，那么，能不能這樣問，消毒過程，到底發生了什么？

在孰料發酵中，液體種子接種量3%可以成功（我一般用5%以上），而生料我的相對接種量達到25%以上，難道不能形成足夠優勢嗎？都長不起來，能否這樣想，就是，關鍵不在于雜菌，而在于物料的理化性質的改變，如，水分的分布，淀粉的糊化，蛋白的變性，纖維素的裂解和抗營養因子的去除，等等。

葉赫娜蘭.孤城 于 2009-12-9 20:55 補充以下內容

以上回顧了一下粕類發酵的情況和為什么流行了生料發酵的原因，以及我自己對生料發酵的認識。

下面，看看諸位對這個問題的看法。

carlcar

看了樓主的總結很是長了見識。樓主提到的固態發酵用到霉菌，這霉菌的主要作用可能是提供菌體蛋白，和一些蛋白酶，淀粉酶及去除部分抗營養因子，但在工業生產中，產生的菌體孢子極易污染整個廠區，混菌發酵的話其它菌群的數量也就不好控制了，這樣的產品質量也應該不會太穩定吧？不知道混合酵母、芽孢菌及乳酸菌能否達到同樣的效果？

葉赫娜蘭.孤城

有的酵母菌也產生孢子的。

產孢子是有條件的，其中一個最可控參數是時間。可以再產孢子前結束發酵。

但要工藝穩定性很強才行，合格的發酵過程工程師可以做到----做不到就把這個工藝PASS掉----證明工藝方向本身是錯的。

當然比較難，這也是為什么不會輕易選擇生料發酵的原因。

葉赫娜蘭.孤城 于 2009-12-10 09:16 補充以下內容

混合酵母、芽孢菌及乳酸菌能否達到同樣的效果？

在固體粕類發酵中，不管生料孰料（尤其是生料），在工藝穩定性和最后產品質量上看，單獨使用單細胞微生物，達不到預期效果。

葉赫娜蘭.孤城 于 2009-12-10 09:16 補充以下內容

回復 6# carlcar


    以上算是答復。

carlcar

我的意思是混合酵母、芽孢菌及乳酸菌進行生料發酵這樣從工藝的穩定性和質量上是不是更容易控制？霉菌前期生長主要以無性生殖為主，以孢子的形式進行繁殖，這個基本上是控制不了的。霉菌產的孢子在空氣中是比較容易傳播污染的，且在營養匱乏的地方也能生長較好，酵母不同，它對培養基要求高些，比較容易控制。

葉赫娜蘭.孤城

"我的意思是混合酵母、芽孢菌及乳酸菌進行生料發酵這樣從工藝的穩定性和質量上是不是更容易控制？"

恰恰相反。

穩定性的外在表現是可重復性，可重復性是指，生理曲線，如每個菌株的菌體生物量，PH，還原糖，溶磷，氨基氮的曲線變化在任何時間段上都是可重復的。使用混菌發酵，特別是沒有主次的混菌發酵，這個可重復性就很差。而混合單細胞微生物培養，就很容易陷入這種情況。

當然，如果固定一個參數，比如PH進行長時間的發酵，因為微生物的自然演替，在后期是會穩定下來，但這樣做的代價是基料營養接近損失殆盡。因此不推廣。

所以說，做發酵粕類是有原則的，雖然不是絕對不可逾越，但要明白逾越它的代價。

1，用孰料發酵。

2，盡可能不用多菌株發酵。

3，萬一采用多菌株，要明白，每增加一個菌株，給控制帶來的負擔有多大----除非不想要翁定的產品，就可以不考慮。

最后總結一句，我們要知道，發酵工藝，已經是“工藝”了，就像學了《細胞生物學》未必可以做開顱手術一樣，在發酵這個行業內，泛泛的《微生物學》知識，而不是具體到單個菌株的生理數據（生理水平，而不是生化水平），是不能支持工藝上諸如工藝路線選擇和工藝參數確定的觀點的。

這兒，像醫學和生物學分開一樣，也要把發酵和微生物學分開。

carlcar

生料發酵應該是以后的發展趨勢，熟料發酵的發酵成本較高，滅菌消毒過程能耗較大，在開放式的環境中也不能嚴格控制雜菌的污染，應該會對設備要求較高。生料發酵相比有優勢，但控制好各菌群的生長及對雜菌的控制是關鍵因素，請教下樓主在這方面的經驗，謝謝！！

葉赫娜蘭.孤城

"我這樣想，對比熟料發酵的順利，回憶我僅有的一次生料發酵的失敗的情形，那么，能不能這樣問，消毒過程，到底發生了什么？

在孰料發酵中，液體種子接種量3%可以成功（我一般用5%以上），而生料我的相對接種量達到25%以上，難道不能形成足夠優勢嗎？都長不起來，能否這樣想，就是，關鍵不在于雜菌，而在于物料的理化性質的改變，如，水分的分布，淀粉的糊化，蛋白的變性，纖維素的裂解和抗營養因子的去除，等等。"

我想，以上幾句算是突破點。我已經講了啊。

至于具體做法，應該還是借鑒孰料工藝的控制----如果做熟料時，就沒有嚴格控制過，那么，當務之急就是確定合理有效的孰料工藝，并建立嚴格的操作法，而不是做什么生料發酵。

生料發酵也是“發酵”，發酵的全稱是“發酵過程或工藝及其控制”，屬于工業，接近于有機合成的思路，但比有機合成嚴格和柔軟的多，應該說更難，但單元操作的思想是可以借鑒的。

先進入“發酵”這個行業，用行業標準和思路建立一整套軟，硬件體系，然后才能由孰料發酵轉向生料發酵。如果僅僅把發酵理解為“制酒”，“造醬油”，還一步走到生料發酵。我個人感覺，如同沒打地基，就在沙灘上造樓一般。

樓上的不用客氣，孤城知無不言，盡量表達清楚。