4.3　啤酒废酵母干燥生产饲料酵母技术

4.3.1　饲料酵母概述

4.3.1.1　饲料酵母的概念

我国轻工行业标准QB/T 1940—1994对饲料酵母的定义为：以碳水化合物（淀粉、糖蜜，以及味精、造纸、酒精等高浓度有机废液）为主要原料，经液态通风培养酵母菌，并从其发酵醪中分离酵母菌体（不添加其他物质），酵母菌体经干燥后制得的产品。

4.3.1.2　饲料酵母的营养特性

饲料酵母所含有的营养物质极为丰富。蛋白含量可达43%～58%，主要为菌体蛋白，比大豆高10%～20%，比肉、鱼、奶酪高20%以上；氨基酸的组成较为齐全，含有人体必需的8种氨基酸，尤其是谷物中含量较少的赖氨酸。核酸为6%～12%，粗脂肪为2%～6%，灰分5%～14%，赖氨酸含量较高，蛋氨酸含量较少，含有丰富的B族维生素和微量元素，还含有某些未知的促生长因子，营养价值较高。将中国饲料数据库中标准的“啤酒酵母”“秘鲁鱼粉”及“国产鱼粉”的粗蛋白质、氨基酸含量进行比较表明，“啤酒酵母”的粗蛋白质虽比“秘鲁鱼粉”低12%，但与国产鱼粉接近，其必需氨基酸总量达26.10%，高于国产鱼粉的22.92%，特别是限制性氨基酸。因此，酵母可作为优质蛋白质源部分或全部代替饲料中的豆粕或鱼粉，是一种很有开发前景的蛋白质饲料。其营养成分见表1-4-7和表1-4-8。啤酒酵母与精牛肉的营养成分比较，请见表1-4-9。

4.3.1.3　饲料酵母的应用

酵母类产品在单胃动物体内的作用主要在胃、十二指肠、小肠、盲肠内完成，而反刍动物主要在瘤胃内完成。目前，酵母类产品的作用机理尚不十分清楚，通常认为通过以下几个途径发挥作用：a.通过改善胃肠道环境和菌群结构，调控胃肠发酵，减少乳酸盐的产生，提高pH值稳定性，促进有益菌群繁殖及活力的提高，增加有益菌的有效浓度，促进胃肠对营养物质的分解、合成、消化、吸收和利用，从而增加采食量，改善动物对饲料的利用率，提高生产性能；b.酵母可作为活的细菌前体，进入胃肠道后能有效抑制病原微生物的繁殖，排斥病原菌在胃肠道黏膜表面的附着，协助机体消除毒素及其代谢产物；c.防止毒素和废物的吸收，增强机体免疫力和抗病力；d.分泌多种消化酶和未知生长因子，具有促生长作用。酵母本身不仅具有较强的蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶活性，参与饲料的降解、消化，提高动物对营养物质的利用率，而且还有降解饲料中复杂碳水化合物（如果胶、葡聚糖、纤维素等）的酶，其中很多是动物本身不具有的酶。一些研究认为，酵母类饲料的作用是基于其提供重要的、能刺激微生物活性的营养因子发挥的。

（1）饲料酵母在养猪业中的应用

在传统的饲料配方中，都是用鱼粉作为主要的动物蛋白源。随着养殖业的日益发展，鱼粉需求量急剧增加，价格不断上涨，成为制约畜牧业发展的重要因素。饲料酵母是一种替代鱼粉的较为理想的蛋白源，可以降低养殖成本，提高经济效益^[21]。

皮守祥等发现用3.5%饲料酵母粉替代3%鱼粉饲喂育肥猪，此时饲料报酬最高，日增重提高4%，且每头育肥猪成本降低14.24元。吕继蓉等在全价料中用2.5%饲料酵母替代鱼粉饲喂28日龄断奶仔猪，发现酵母组的平均日增重（ADG）和平均日采食量（ADFI）分别较鱼粉组提高10.6%和5.4%，料肉比降低4.7%。

（2）饲料酵母在家禽养殖中的应用

Stanleg发现饲喂含5mg/kg黄曲霉毒素的饲料，可使肉鸡体重减轻，内脏相对重增加，而同时混入0.1%酿酒酵母，体重能达到正常范围，内脏相对重下降，血清蛋白和总蛋白回升。王小民的研究结果也表明饲料酵母对提高肉仔鸡抗病力有良好的效果。此外，在肉鸡生产中用饲料酵母替代鱼粉对肉鸡屠宰后肉的嫩度有改善作用，在肉鸡高纤维饲料中添加6.0g/kg的饲料酵母，可以提高肉鸡的饲料转化效率。徐丽梅用饲料酵母代替50%进口鱼粉饲养肉鸡、蛋鸡、蛋鸭，都可获得最理想的饲喂效果，结果表明：每千克肉鸡可节约饲料成本0.24元；蛋鸡产蛋率、平均日产蛋重提高，且每千克鸡蛋可节约饲料成本0.49元；蛋鸭产蛋率和料蛋比均优于进口鱼粉，每千克鸭蛋可节约饲料成本0.52元。冯翠兰等用饲料酵母代替进口鱼粉饲喂蛋鸡，发现饲料酵母组比鱼粉组产蛋提高2.01%，料蛋比减少4.01%，而每千克饲料成本降低0.04元，每千克鸡蛋成本降低0.17元。但饲料酵母有一种特殊的气味，适口性不如鱼粉好，应由少到多，鸡只习惯后逐步加大用量，即可长期饲喂。申爱华等在蛋鸡饲料中加入5%的饲料酵母代替豆粕和鱼粉，结果表明：5%酵母组产蛋鸡产蛋率高于豆粕组3.28%（P<0.05），破蛋率比豆粕组低20.44%（P<0.05），饲料成本降低2.5%；与鱼粉组相比没有显著差异，但饲料成本比鱼粉组降低8.8%。

（3）饲料酵母在水产养殖中的应用

仲维仁等用饲料酵母替代秘鲁鱼粉于水面养殖对虾，对虾产量提高9.4%～11.5%，体长增加0.26～0.35cm，成活率提高1.5%～2.4%，总消化率和蛋白质消化率分别提高3.34%和1.17%，饲料系数下降5.36%～7.58%。刘祖本等研究表明，用饲料酵母替代1/2和1/3秘鲁鱼粉网箱养殖罗非鱼，饵料系数下降12.6%和9.1%，每千克鱼饵料成本减少17.9%和16.6%，鱼净产量增加13.4%和10.8%，饵料经济效率提高21.7%和20.1%。张梁等用饲料酵母替代部分鱼粉作为蛋白源，在水库网箱中养殖淡水白鲳，测定增重率及饵料系数，经过40d的试验结果表明，在淡水白鲳饲料中酵母用量添加17%效果最好，可以提高增重率，降低饵料系数，且成本最低。

饲料酵母除了在水产动物饵料中替代鱼粉作为优良蛋白质来源，增强水产动物免疫力外，李豫红等还认为酵母菌还有改善养殖水体质量的作用。酵母菌在有氧和无氧的条件下都能够生长繁殖，添加到水体中的酵母菌能够利用水体中的糖类、有机酸、氨态氮、硫化氢等物质作为自身生长繁殖的营养，有效地降低水体中有机物和有毒有害物质的含量，防止水体富营养化，从而净化水质，改善水生动物的生长环境。

（4）饲料酵母在反刍动物中的应用

单纯的饲料酵母单细胞蛋白在反刍动物中的应用比较少，但酵母培养物用于反刍动物已有60多年的历史。许多研究表明酵母培养物可以提高反刍动物的采食量和泌乳量。离体培养也表明啤酒酵母培养物可以改善瘤胃微生物发酵状况，并可以刺激细菌性乳酸盐的吸收和纤维素的降解。

4.3.1.4　饲料酵母的质量标准

饲料酵母的分级及质量标准见表1-4-10。

饲料酵母的主要理化指标：优等品粗蛋白质≥45%，一等品、合格品均≥40%；酵母细胞总数优等品≥270亿个/克、一等品≥180亿个/克、合格品≥150亿个/克。该标准仅适用于以菌体蛋白为主的饲料酵母。随着动物微生态学和动物营养学的发展，酵母在饲料中的应用得到极大地拓展。酵母除可用作传统的饲料蛋白源外，酵母活菌还可直接添加到饲料中，以活菌的形式调节动物消化道的微生态环境，改善动物的健康水平和生产性能。为此，国家在2008年11月制定完成了饲用活性干酵母的国家标准GB 22547—2008，并于2009年2月开始实施。

4.3.2　啤酒废酵母制备饲料酵母的原理

在啤酒生产过程中，每生产1000t啤酒，有1～1.5t剩余酵母产生。其中2/3是主发酵酵母，这部分酵母质量比较好，活性高，杂质少，是酵母可利用的主要部分，回收之后，部分做接种酵母用，多余部分经低温干燥后，作为制药原料。其他1/3是后发酵酵母，在储酒过程中，与其他杂质共同沉淀于储酒罐底，质量比较差，颜色比较深，过去一般弃置不用，排放下水道内，造成环境污染。近年利用滚筒干燥机干燥后，发酵酵母作为饲料逐渐被利用起来。

4.3.3　啤酒废酵母制备饲料酵母的生产工艺

生产饲料酵母单细胞蛋白应选择生长繁殖快，代谢周期短、产量高、适宜生长的pH值和温度范围、遗传性状稳定、营养要求简单、细胞本身蛋白质含量高的酵母。饲料酵母具有特殊的优越性，产蛋白速率为植物合成蛋白质的几百到几万倍，是动物合成蛋白质的几十倍。目前，我国饲料酵母的生产基本上是利用食品加工过程中的副产物或废弃物，利用生物工程技术发酵法生产的。随着发酵技术的提高以及发酵制品对原料的需求增加，从生产成本上来看，废糖蜜或淀粉已经不适合用于生产饲料酵母。目前工业上主要是利用酒精工业的蒸馏、味精生产、柠檬酸生产的废液、淀粉加工和食品工业的各种下脚料等来生产饲料酵母。利用味精废水、啤酒糟、酱渣、玉米渣皮等原料，采用生物转化技术如多菌种固体发酵、液体深层发酵法等技术生产饲料酵母，菌种大多选用酿酒酵母、假丝酵母、绿色木霉、禾本镰孢菌、黑曲霉，有的还采用重组菌种，实际中可根据具体情况制定出配套适用的生产操作程序。例如在利用味精废液为原料生产饲料酵母时，可不经过滤，只加少量氨水，用热带假丝酵母直接发酵，工艺简单，操作方便。干酵母产率可达10g/L，成品具浓曲香味。食品工业废料生产饲料酵母的参考工艺流程如图1-4-2。

干酵母粉直接利用酵母菌体干燥而制得，其干燥方式有以下3种。

1）滚筒干燥　这是最常用而简单的方法。两蒸汽加热滚筒相距间隙为0.254～2.54mm，并向相反方向转动，酵母浆经过滚筒间隙加热成片状，然后研磨成粉。采用此法烘干的酵母粉质量不够均匀，颜色深，有时会出现焦味。后酵酵母多用此法干燥。

2）热空气干燥

①酵母泥经过100目细铜丝筛过滤，去除杂质；加10℃以下水洗涤数次，每次洗涤，待酵母沉降后，放去上部清水，再洗第2遍，直至洗净为止。

②放去上部清水，将沉降的酵母泥压滤成块状压榨酵母。

③将块状压榨酵母压制成条，置于干燥箱内干燥，干燥温度控制在70～80℃。

④将干燥的酵母条置于具有蒸汽夹套的加热研磨机中，边加热边研磨成粉状。

利用热空气干燥的酵母质量较好，色泽浅，主发酵酵母常用此法干燥。

3）喷雾干燥法　酵母浆从喷雾干燥器上部的喷嘴喷出成雾状，利用对流的热空气干燥。因为酵母呈雾状的表面积大，水分迅速失去，随热空气和蒸发的水汽一同排出，经过一组旋风分离器而分离。此法干燥温度虽然很高，但酵母所含水分蒸发的潜热足以防止酵母焦化和变性。所制的干酵母为粉状。

酵母粉在国内多压制成片，用于医药，提供蛋白质和维生素，并作为一种能帮助消化的辅助药物而被广泛利用。其制片的配方和质量标准如表1-4-11所列。