以前談過各種飼料加工形式與高等動物不同消化階段的對應(yīng)關(guān)系,飼料發(fā)酵則類似于反芻動物的瘤胃消化(瘤胃微生物群消化)或單胃動物的大腸消化(大腸菌群消化),而瘤胃產(chǎn)氣則主要通過反芻動物打嗝(噯氣)排出,大腸產(chǎn)氣則通過單胃動物“放P”排出。因而,飼料發(fā)酵過程產(chǎn)氣模式,則可以通過動物消化道產(chǎn)氣簡易說明。考慮到常見發(fā)酵飼料的原料組成與發(fā)酵設(shè)備厭氧程度,后文選用大腸消化模式來做闡述。
一個人平均產(chǎn)腸道氣體0.5-1.5L,大約有14個P,典型組成是:59%的氮、21%的氫、9%的二氧化碳、7%的甲烷以及4%的氧氣組成,這就是其無味無害的主要成分,而不到1%硫化氫、氨、糞臭素等氣體,則帶來了P的不愉快氣味。這些成分一半以上為食物中裹挾進來的空氣,其余為微生物發(fā)酵食物殘渣(與發(fā)酵飼料大量的副產(chǎn)物原料類似)產(chǎn)生(參考材料來自知乎)。在發(fā)酵飼料脹氣中,物料所帶空氣自身體積膨脹,是不可忽略的一個因素,特別是在秋冬季節(jié):以20公斤左右厭氧透氣袋方式的飼料發(fā)酵為例,秋冬季節(jié)物料發(fā)酵開始后升溫造成的氣體膨脹可能超過3L(V=V0×(1 av×t),av為膨脹系數(shù),假設(shè)升溫幅度30度),足可以引起包裝袋脹起,透氣閥質(zhì)量不佳或堵塞情況下,可能引起袋子脹破或料堆倒塌。
再說微生物發(fā)酵產(chǎn)氣,產(chǎn)氣原料主要為多糖類,產(chǎn)氣菌種芽孢、酵母、乳酸菌(發(fā)酵飼料主要也就這幾類菌)均可:腸道產(chǎn)氣的典型例子就是大豆低聚糖(水蘇四糖與棉子三糖,過量為抗?fàn)I養(yǎng)因子,適量是益生元),發(fā)酵菌群以產(chǎn)酸菌為主,產(chǎn)氣主要為二氧化碳、氫氣、甲烷為主。在飼料發(fā)酵中,副產(chǎn)物原料中的多糖類,甚至淀粉、糖蜜等優(yōu)質(zhì)原料中的易消化糖(大腸中易消化糖已在小腸段被消化吸收)也將成為微生物產(chǎn)氣的底物(初期有氧發(fā)酵時,因氧氣消耗,不會體現(xiàn)出氣體總體積變化,后期厭氧發(fā)酵才出現(xiàn)的脹氣情況)。厭氧發(fā)酵代謝途徑可以參考下圖(不知道丙酮酸如何來的請百度三羧酸循環(huán)):
從圖中,可以找到二氧化碳(如酵母酒精發(fā)酵,細(xì)菌酒精發(fā)酵,異型乳酸發(fā)酵等),氫氣(如丁酸梭菌丁酸發(fā)酵)的產(chǎn)生途徑
(除酒精發(fā)酵外,其它均類似在腸道中發(fā)酵過程)
。此外,產(chǎn)甲烷菌利用酸、醇類厭氧代謝產(chǎn)生甲烷的情況個人認(rèn)為在飼料發(fā)酵中出現(xiàn)幾率較少,可不做太多關(guān)注(腸道甲烷產(chǎn)量要高一些,瘤胃更高,猜測與厭氧程度及菌群結(jié)構(gòu)有關(guān))。而氨基酸代謝產(chǎn)氨氣、硫化氫氣體則屬于異常現(xiàn)象,需優(yōu)化發(fā)酵配方。
產(chǎn)氣作為發(fā)酵過程中的一個自然現(xiàn)象,雖不可避免,但可以調(diào)控和利用。借鑒產(chǎn)氣在反芻動物(模擬瘤胃發(fā)酵)飼料原料評價中廣泛應(yīng)用,飼料發(fā)酵中也可以用來粗略判斷原料是否已啟動發(fā)酵及發(fā)酵強度,進而判斷發(fā)酵原料選擇、發(fā)酵菌種接種量與活性、發(fā)酵條件控制等是否合適(同樣,P也可以作為對健康狀況的評價指標(biāo),有志青年可加入高薪聞屁師行列)。但是,還不能說產(chǎn)氣越多越好,畢竟產(chǎn)氣就伴隨著碳元素或氫元素的損失,能量不足時如果氨基酸進入能量代謝途徑,還會伴隨著氮、硫元素(氣味不愉快,老板也會不愉快)等更嚴(yán)重的損失。對于需要密封保存的發(fā)酵飼料,如果不能適時的停止產(chǎn)氣,對后期產(chǎn)品的質(zhì)量控制與包裝也造成困難,影響客戶對產(chǎn)品的認(rèn)可(畢竟大家認(rèn)為漲袋就是變質(zhì))。
這次寫的文字有點多了,但卻還有些內(nèi)容沒寫進去,以后有機會和大家探討吧。
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