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导读：自上世纪五十年代开始，人们就在饲料中添加抗生素以提高养殖效率，我国是畜牧业大国，对抗生素过度依赖，每年抗生素消耗量约10万吨，占我国抗生素原料年产量的近50%。养殖过程中存在严重的抗生素滥用或不当使用会连锁引发诸多难题，包括产生强耐药性的“超级细菌”、破坏生态系统平衡、引发食品安全和人类健康等。国内外多国政府已制定相关法律法规以遏制抗生素的滥用，饲料减抗化是未来发展的必然方向。
生物发酵可将粗饲料中的大分子蛋白降解为具有一定生理活性的小分子多肽。研究表明，多肽的摄入有助于畜禽提高免疫力、改善肠道微生态环境、提高生产性能、提高肌肉率等。多肽能部分承担抗生素的作用，产生替抗效果。富含多肽的生物饲料被寄予厚望，认为其是实现减抗养殖重要突破口。不过目前生物饲料的生产制备过程中仍存在机械化不足、难以实现规模化生产、多肽产率低、品质不稳定、相关标准缺乏等诸多问题。
提高目标发酵物产量，尤其是多肽含量的技术手段是提高生物饲料的核心手段。
多菌发酵是指利用两种、三种甚至多种微生物通过同时接种或者按序列接种的方式进行发酵的技术手段。可利用微生物间的不同最适发酵条件进行互补持续发酵，以提高发酵效率和目标发酵物产出。
如，利用酵母菌和乳酸菌进行混菌发酵，前期兼性厌氧型酵母菌先进行发酵，消耗发酵体系中的氧气，为乳酸菌发酵创造适宜的厌氧环境，两种菌发酵条件互补实现连续发酵。
利用芽孢杆菌、酵母菌、乳酸菌进行三菌发酵。其中，芽孢杆菌繁殖能力和产酶能力强，能在较短时间内分解大分子物质，提高其它微生物对营养物质的利用率，芽孢杆菌是好氧菌，在发酵时消耗氧气为兼性厌氧型酵母菌和厌氧型乳酸菌的发酵创造合适条件。多菌混合发酵实现了对发酵底物的充分利用，有效增加了有机酸、多肽、维生素等物质的产出量。
有的微生物在进行发酵时产酶能力不足，会影响其对发酵底物的利用率，为了弥补内源酶不足的缺点，在发酵过程中添加外源性蛋白酶，可以提高底物利用率和发酵效率，进而提高高价值发酵产物产量、降低发酵成本。
如，使用碱性蛋白酶、中性蛋白酶及风味蛋白酶协同干酪乳杆菌发酵，能有效提高了抗氧化肽的产量以及发酵物的抗氧化能力。
利用枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌发酵豆粕，在发酵后向发酵物中添加碱性蛋白酶进行短时酶解，在酶和微生物的协同作用下的发酵物中多肽含量得到显著提高，而豆粕的抗原性和致敏性得到显著降低。
使用混合酶制剂（蛋白酶、淀粉酶、果胶酶等）协同乳酸杆菌、双歧杆菌发酵豆粕，有效提高了发酵物中游离氨基酸和多肽的产量。
使用基因工程手段向菌体细胞内导入外源基因，培养能稳定遗传并高效表达外源基因的菌类细胞株即为工程菌。
在生产富含多肽的微生物发酵饲料时，所用的外源基因主要是编码蛋白酶的基因，提高发酵菌株产蛋白酶的能力，进而提高发酵饲料多肽产量。
如，从地衣芽孢杆菌中提取编码碱性蛋白酶的基因apr，构建包含该基因的重组表达质粒并导入枯草芽孢杆菌，稳定遗传的枯草芽孢杆菌菌株的碱性蛋白酶产量相比原始菌株显著提高了65%。
用克隆的人工合成编码碱性蛋白酶的基因Bapb92制备表达载体并导入枯草芽孢杆菌，在最适条件下改造的枯草芽孢杆菌工程菌产酶酶活达到3000 u/mL以上，超过原始野生型菌株产酶酶活10倍。
1、生物磁场
作为宇宙四大基本力之一的磁力，是一种长期力，产生该力的物理场称为磁场。生物磁效应是指，环境磁场、外加磁场或者生物磁场对生命体活动或组织产生的生物学影响。在不超过强度限度的情况下，磁场会给生物体和细胞器带来积极的生物磁效应，能推动和促进发酵过程效率提高、发酵产物产量增加。
磁场作为食品非热加工技术之一，具有原料加热升温小且处理速度快等优点。与超声场不同的是，磁场无需介质即可作用于物料，适用范围更广。
磁场对微生物影响的研究，起初主要集中和局限于磁场的杀菌作用与机理探讨。如今，国内外越来越多的学者发现选择适宜的磁场参数可以促进微生物生长和代谢。在发酵领域，磁场的介入可以提高酒精产量，酵母生物活性，乳链菌肽含量、新霉素和菊糖酶合成量、红曲霉生物量与产色素含量、麦角固醇含量等。
2、超声波
超声波技术和超声设备研制发展迅速，极大的降低了实验室及工厂购置、使用超声设备的成本，超声技术在发酵领域的应用得到空前发展。
作为一种外界施加于微生物的物理场，超声波对微生物具有一定胁迫作用，在抵抗这种外界胁迫作用的过程中，微生物会表现出一系列应激反应以应对外界环境的变化，有的反应有助于推动发酵进程、提高发酵效率。
超声波施加于发酵体系时，具有搅拌、均质、乳化、混匀等作用，会影响发酵过程中的各种生化反应，适当超声作用有助于加快微生物代谢速度或提高产酶能力，进而提高相关发酵产物的产量。
在合适的参数条件下，超声波作用于发酵菌种、发酵底物、发酵过程有助于提高微生物生物量、微生物代谢速度，进而提高发酵效率、缩短发酵时间、加快发酵进程。
超声处理不仅有助于提高发酵效率、提高发酵产物活性、缩短陈化时间，还有利于提高发酵物的品质，在食品、饲料等领域具有极大的利用价值。
