粕類固體發(fā)酵的淵源和目前現(xiàn)狀

葉赫娜蘭.孤城

（以下是11月總結的一部分，發(fā)上來，讓同仁們批評一下，共同進步。）

整體說來，現(xiàn)行固體發(fā)酵的技術含量都是比較低的，與液體發(fā)酵的嚴格控制不能同日而語----固體發(fā)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(fā)酵在整個固體發(fā)酵行業(yè)里，又算技術含量比較低的。

目前看，在粕類發(fā)酵菌種上沿用曲霉的較多，毛霉也常見。如果是生料發(fā)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(fā)酵，但產(chǎn)品不是作為發(fā)酵粕類，而是微生態(tài)制劑的類似產(chǎn)品。）

在工藝上說，孰料發(fā)酵分為兩種，一種是類似白酒或醬油制曲工藝，用淺盤或發(fā)酵床，做好氧發(fā)酵，發(fā)酵周期1-2天。另一種是借鑒白酒發(fā)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(fā)酵。

從工業(yè)角度分析，第二種做法是不符合工業(yè)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(xiàn)穩(wěn)定性。

這兩種做法都是源自食品發(fā)酵工藝。

葉赫娜蘭.孤城

生料發(fā)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(jīng)過培養(yǎng)后烘干。另一種是模仿厭氧發(fā)酵的狀態(tài)，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(xù)孰料制曲進行改動，工藝目的應該是利用霉菌進行發(fā)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(jīng)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(chǎn)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(wěn)定性。

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

這兩個做法的穩(wěn)定性都不很強，第一種稍微好點。我推測現(xiàn)在主流的固態(tài)發(fā)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(fā)酵上，而且，關于發(fā)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(yè)化工藝的還不多。
發(fā)文章的機構集中在農(nóng)業(yè)院校，具有食品發(fā)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(fā)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(fā)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(yè)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(fā)酵（無發(fā)酵過程控制），微生態(tài)制劑進入畜牧業(yè)。進入新世紀后，“復合微生態(tài)制劑”降溫，畜牧行業(yè)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(fā)酵粕類原料技術的興起，但還沒等穩(wěn)定工藝得到普及，甚至還沒來得及把食品發(fā)酵正式借鑒，發(fā)酵粕類就被擠壓成低利潤的產(chǎn)品了。

現(xiàn)在的粕類發(fā)酵技術，可以看作是“飼料酵母（一種假工藝）”技術，微生態(tài)制劑混菌發(fā)酵技術，和食品發(fā)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(chǎn)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(fā)酵技術。

葉赫娜蘭.孤城

"目前看，在粕類發(fā)酵菌種上沿用曲霉的較多，毛霉也常見。如果是生料發(fā)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(fā)酵，但產(chǎn)品不是作為發(fā)酵粕類，而是微生態(tài)制劑的類似產(chǎn)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(fā)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(fā)酵的順利，回憶我僅有的一次生料發(fā)酵的失敗的情形，那么，能不能這樣問，消毒過程，到底發(fā)生了什么？

在孰料發(fā)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(yōu)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(yǎng)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(fā)酵的情況和為什么流行了生料發(fā)酵的原因，以及我自己對生料發(fā)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(tài)發(fā)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(yǎng)因子，但在工業(yè)生產(chǎn)中，產(chǎn)生的菌體孢子極易污染整個廠區(qū)，混菌發(fā)酵的話其它菌群的數(shù)量也就不好控制了，這樣的產(chǎn)品質量也應該不會太穩(wěn)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(chǎn)生孢子的。

產(chǎn)孢子是有條件的，其中一個最可控參數(shù)是時間?？梢栽佼a(chǎn)孢子前結束發(fā)酵。

但要工藝穩(wěn)定性很強才行，合格的發(fā)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(fā)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(fā)酵中，不管生料孰料（尤其是生料），在工藝穩(wěn)定性和最后產(chǎn)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(fā)酵這樣從工藝的穩(wěn)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(chǎn)的孢子在空氣中是比較容易傳播污染的，且在營養(yǎng)匱乏的地方也能生長較好，酵母不同，它對培養(yǎng)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(fā)酵這樣從工藝的穩(wěn)定性和質量上是不是更容易控制？"

恰恰相反。

穩(wěn)定性的外在表現(xiàn)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(fā)酵，特別是沒有主次的混菌發(fā)酵，這個可重復性就很差。而混合單細胞微生物培養(yǎng)，就很容易陷入這種情況。

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

所以說，做發(fā)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(fā)酵。

2，盡可能不用多菌株發(fā)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(chǎn)品，就可以不考慮。

最后總結一句，我們要知道，發(fā)酵工藝，已經(jīng)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(fā)酵這個行業(yè)內，泛泛的《微生物學》知識，而不是具體到單個菌株的生理數(shù)據(jù)（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(shù)確定的觀點的。

這兒，像醫(yī)學和生物學分開一樣，也要把發(fā)酵和微生物學分開。

carlcar

生料發(fā)酵應該是以后的發(fā)展趨勢，熟料發(fā)酵的發(fā)酵成本較高，滅菌消毒過程能耗較大，在開放式的環(huán)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(fā)酵相比有優(yōu)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(jīng)驗，謝謝！！

葉赫娜蘭.孤城

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

在孰料發(fā)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(yōu)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(yǎng)因子的去除，等等。"

我想，以上幾句算是突破點。我已經(jīng)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(fā)酵。

生料發(fā)酵也是“發(fā)酵”，發(fā)酵的全稱是“發(fā)酵過程或工藝及其控制”，屬于工業(yè)，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(fā)酵”這個行業(yè)，用行業(yè)標準和思路建立一整套軟，硬件體系，然后才能由孰料發(fā)酵轉向生料發(fā)酵。如果僅僅把發(fā)酵理解為“制酒”，“造醬油”，還一步走到生料發(fā)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。