2.1 固态发酵技术简介

固态发酵（Solid-State Fermentation，SSF）是一种生物加工技术，是指微生物在湿固体颗粒上的生长，颗粒间的空隙存在少量液态水和连续气相。SSF在食品发酵工业和饲料发酵工业中有着悠久的应用历史。在亚洲，SSF用于生产面包、奶酪、曲酒、酱油、豆豉和腐乳等食品。此外，利用SSF技术已经生产了许多重要的产品，如氨基酸、酶、有机酸、纺织和生物燃料等。近几年来，SSF技术以其优于液态发酵（Submerged Fermentation，SmF）的诸多优势而获得了广泛的应用。SSF相较于SmF有许多优点，在SSF过程中，很少有废弃物产生，靠固体颗粒间隙中存留的空气向微生物提供氧气，有产量高、投资低、耗能低、污染小等一系列优点。芽孢杆菌在SSF中的生长过程中，芽孢的积累往往伴随着基质的消化和生物活性代谢物的释放。因此，SSF可以降低抗营养因子（如豆粕、棉籽粕和菜籽粕中），提高饲料的营养价值。

2.2 固态发酵的主要步骤

一般来说，SSF的主要步骤和SmF基本相同，SSF的主要步骤如图1所示。

3.1 枯草芽孢杆菌固态发酵饲料的作用

3.1.1 在机体内产生酶类和营养物质

芽孢杆菌能够分泌大量的胞外酶，正是因为枯草芽孢杆菌在发酵时产生的各种酶类使蛋白质、多糖、脂肪等一些大分子营养物质可被枯草芽孢杆菌固态发酵饲料所降解，促进动物肠道吸收，提高消化率。

史艳丽等利用枯草芽孢杆菌固态发酵豆粕，结果表明，抗原蛋白残留率、粗蛋白均显著高于空白对照组（P<0.05）。Dai等用枯草芽孢杆菌，通过SSF提高豆粕（SBM）的营养价值和生物活性，粗蛋白质、可溶性蛋白质、总酚、黄酮类化合物含量均有所增加。闫亚婷等以玉米为饲料原料，通过正交试验优化其发酵条件，优化后玉米粉淀粉含量下降，分解率达到37.76％，可溶性糖含量提高了1.72倍。豆渣是大豆工业产生的主要农业废弃物。为了水解豆渣并释放营养物质，Mok等采用枯草芽孢杆菌固态发酵法发酵豆渣，研究表明，用枯草芽孢杆菌发酵豆渣提高了其营养含量。用枯草芽孢杆菌发酵的豆渣，总氨基酸含量由未发酵的（3.04±0.14）mg/g增加到（5.41±1.21）mg/g。发酵后，总脂肪酸含量从（153.04±5.10）mg/g增加到（166.78±2.41）mg/g，发酵后的抗氧化剂含量（DPPH）也提高了6.4倍。由此可见，枯草芽孢杆菌固态发酵饲料可产生丰富的酶、多肽、有机酸、氨基酸等益生性物质。

3.1.2 抑菌作用

枯草芽孢杆菌固态发酵产生多种生物活性肽，包括抗菌肽、免疫活性肽和抗氧化肽。李萌等用枯草芽孢杆菌固态发酵豆粕产抗菌脂肽以提高脂肽产量。结果表明，在最优条件下，抗菌脂肽的抑菌率的实际值为（75.62±0.36）%，抑菌率提升了将近一半。

3.2 枯草芽孢杆菌固态发酵饲料在动物生产中的应用

3.2.1 枯草芽孢杆菌固态发酵饲料在仔猪中的应用

枯草芽孢杆菌中的有益菌可产生多种生物活性物质，如消化酶、维生素、有机酸、小肽和促生长因子等，可显著提高仔猪的生产性能。洪文探究了枯草芽孢杆菌固态发酵工艺的条件，并以不同剂量的枯草芽孢杆菌对断奶仔猪生长性能、腹泻发病率等情况进行研究，结果表明，高剂量组仔猪的平均日增重和饲料效率比阴性对照组高，而抗生素组，中剂量组和高剂量组之间则无显著差异（P<0.05）。所有益生菌组和抗生素组腹泻指数低于阴性对照组（P<0.05）。张煜用新型枯草芽孢杆菌固态发酵豆粕降解豆粕抗原蛋白，中试发酵豆粕确定发酵条件，在仔猪日粮中添加10％的发酵豆粕，促进仔猪对营养物质的消化吸收，提高仔猪生长性能。

3.2.2 枯草芽孢杆菌固态发酵饲料在畜禽中的应用

欧荣娣等利用枯草芽孢杆菌固态发酵米糠，拌入日粮中饲喂临武鸭，试验结果表明，与对照组相比，日粮中添加枯草芽孢杆菌可有效提高临武鸭平均日增重，降低料肉比和死亡率。文静等研究肉鸡日粮中添加枯草芽孢杆菌对其生长性能的影响，结果表明，在基础日粮中添加0.75g/kg的枯草芽孢杆菌制剂肉鸡的日增重显著高于基础日粮（P<0.05）。

3.2.3 枯草芽孢杆菌固态发酵饲料在水产动物中的应用

水产养殖业一直在稳步增长，特别是水产养殖中的虾。然而，对虾养殖中病害的爆发阻碍了对虾产业发展的步伐。在水产养殖中使用抗生素或化疗药物来控制疾病，导致了耐药性和消费者不接受的问题。枯草芽孢杆菌作为益生菌，可成为预防对虾养殖病害爆发的良好替代物。

在人工饲养条件下，Zuenko等研究了鲤鱼肠道食糜中消化酶活性、细菌属比，结果表明，加入活菌枯草芽孢杆菌对鲤鱼肠道食糜中微生物群落的大小和结构、某些消化酶的活性、消化率和增重都有积极的影响。鲤鱼肠道食糜中微生物总数比对照组高13%，胸骨中微生物总数是对照组的3.5倍。在所研究的鱼类中，消化酶活性的提高的同时会使氮、氨和尿素含量的减少。这可能是因为肠道微生物对蛋白质有更好的吸收，更多地利用氮代谢物来合成自己的生物量。试验组鲤鱼平均日增重比对照组高25%，平均日增重35%。

4结 论