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截至2019年12月31日，全球人口已超过75亿，随着食品的短缺，处于营养不良和饥饿的人口将会越来越多。由于一些畜产品如奶、肉、蛋等营养价值很高，因此，增强畜产品生产是十分重要的。在一些发达国家如北美和欧洲对此十分重视，并且通过生物技术的革新已经成功地达到了这个目的。例如：选育优良品种，采用好的管理方法，提高饲料营养，使其能被有效吸收转化等。在亚洲的许多发展中国家和不发达国家，饲料的不足是阻碍畜产品生产的主要因素，据Devendra报道，在南亚，许多饲料资源，如一些农作物的秸秆和农业、工业的副产品被作为废物丢弃。
丢弃废物都有一定的经济价值，它们通过作为动物饲料可以转化为有益的产品。将它们可全部或部分再加工制成饲料，从而扩大了有限的饲料资源。人们为了增加农作物的可消化性，采用了各种物理、化学实验方法对其进行处理。生物技术已用这些废弃品经过处理加工生产饲料，如应用酶和微生物可以增加废物中蛋白质的质量和含量，提高碳水化合物的可利用性，消除不利于营养的因子，一些企业还用白色致腐真菌固体发酵木质纤维废料来生产饲料。Hrubant在1984年采用了相同的方法进行农作物秸秆的真菌发酵，以及动物粪便和玉米的乳杆菌和酵母发酵。本小节将对各种废物发酵生产饲料进行总结，其中包括将农作物木质纤维秸秆、农业和工业废料及其他非传统饲料原料如乳清、动物粪便等转化为生物蛋白或单细胞蛋白作为动物饲料。
（1）底物的组成及其消化分解
全世界每年农作物废料的产量大约为2.1 × 10 10 t,其中主要包括谷物的秸秆，如小麦、水稻、大麦、黑麦、燕麦、小米、高粱、玉米的秸秆等，还有其他的废料，如甘蔗渣等。这些废料（也可以称为副产品）大多含有大量的营养和能量，但是，废料的可消化分解性低，即使对反刍动物也是如此，并且其中含有的成分也十分有限。1981年Goldstein指出木质纤维废料大约占农作物的一半，每年的产量为5 × 10 10 t。在亚洲、非洲和南美的发展中国家，这些农作物废料的产量大约占整个世界产量的60%，是重要的饲料原料。
用于喂养牛等家畜的一些精选纤维饲料中含有粗纤维、纤维素、蛋白质、脂肪和灰分，根据其中的可消化营养成分、可利用能量、可代谢能量以及生长的净损失可以推测饲料的营养价值。虽然这些低质饲料中纤维素的含量较高（40%），蛋白质和脂肪的含量低，灰分含量较高，但是由于这些饲料中有大量的可消化营养成分和可利用能量，通过再处理和有效加工便可使其营养价值增加。
农作物废料中主要成分有细胞壁多糖、半纤维素、纤维素和大分子木质素。多糖占物料干重的40%～70%，该比例随着植物的成熟也在变化。在表2.3中列出了一些废料的组成，其中碳水化合物多以纤维素的形式存在，其余单糖则以半纤维素形式存在。
表2.3 农作物秸秆的组分
注:TDN为反刍动物的总的可消化营养物。
半纤维素是由几种类型不同的单糖构成的异质多聚体，这些糖是五碳糖和六碳糖，如木糖、阿拉伯糖、半乳糖等，是较容易利用的碳源和能源，因为其在细胞组织中结合松散，很容易被酸或酶水解，半纤维素大约占废料干重的35%。戊糖和木糖是其中主要的单糖。半纤维素典型分解形成的糖有L-阿拉伯糖、己糖、乳糖、麦芽糖。微生物通过对戊糖的利用，将这些农作物废料转化为动物饲料。
纤维素是反刍动物的主要能量的来源，它是由农作物废料中的葡萄糖经β-1,4糖苷键聚合而成。原料中结晶状纤维素被木质素聚合体紧紧包裹，木质素的包裹和纤维素的晶状结构使得纤维素很难酶解和酸解。但是，在非晶状组织中少量的纤维素可被酸或纤维酶系水解。
天然农作物废料中的可消化物质较少，为40%～60%（表2.3）。但是，反刍动物生长所需的饲料要求可消化物含量为75%～80%，所以，如果要用农作物废料做饲料，必须对其进行再加工。
（2）工艺
以麦秆或其他农作物废料为原料生产饲料，一般采用真菌的固体发酵工艺。真菌的最初生长是通过利用可溶性糖，并伴有有机物质的消耗，但相关木质系降解酶类对木质素的分解才是废料降解的关键。纤维素部分降解的产物，使木质素-纤维素的复杂结构逐渐解体，最终转化为可消化的碳水化合物，成为反刍动物的饲料。
降解木质素的白色致腐真菌通过接种加入废料中。在接种前必须对原料进行灭菌或巴氏消毒。在室温下真菌降解作用最好，所以，工艺中不需要进行温度控制。菌种可以从上批部分或完全的发酵过程中通过就地保存后再接入下批发酵。1989年,Singh等用粪生鬼伞菌对已用尿素氨处理的小麦和水稻的秸秆进行发酵来完成固体发酵。Zadrazil等总结了用北风菌处理木质素废料（如谷物秸秆）的大型固体发酵工艺。
（3）产品
1977年,Zadrazil公布了各种秸秆发酵产品的分析结果，列出了秸秆中的可溶性物质和还原糖的总量。农作物的废料一年能收获一次或两次，并可以储存在塑料发酵容器中，通过灭菌、接种，最终产品是已发酵的废料和真菌菌丝体的混合物。农作物废料用来作为反刍动物的饲料首先要考虑的因素是发酵产物的可消化性。在表2.4中列出了各种发酵产物的可消化值。在生产过程中，真菌菌种的选择和接种温度的控制也是很重要的。从表2.4中可以看出增加底物混合物并不能增加可消化物质的含量。农作物废料中氮的含量较低，因此，在发酵前或发酵后对原料进行加工是很必要的。在Karnal的两段法工艺中，嗜碱粪生鬼伞菌可吸收利用经过尿素处理的小麦和水稻秸秆中释放出的多余的游离氨，因而使得产品中的蛋白质含量增加。用嗜碱菌与尿素共同处理的产品中氨基酸的含量是仅用尿素处理的产品的5倍（表2.5），可见产品质量明显提高。Zadrazil等曾指出：在生物反应器中发酵谷物秸秆时，使用侧耳菌属，可以使产品的可消化物质含量增加，平均增加值为13.8个单位（范围为7.0～ 18.7）。
表2.4 用不同真菌和放线菌发酵时小麦秸秆中的N含量和可消化能力的变化以及分解量
注:a未处理秸秆的可消化性为40%，计算时被定为0。
表2.5 未处理的、尿素处理的以及尿素+粪生鬼伞菌处理的水稻和小麦秸秆中氨基酸的含量
单位：μmol/ g
（4）发酵反应器
产品发酵可以用塑料袋作为反应器。小捆的稻草秸秆在实验室中被放在塑料袋式反应器中用蒸汽灭菌。生产中可选的反应器很多，有大型塑料管、塑料架、厚木板和沙袋。在温暖环境下，产品可以使用蒸汽巴氏灭菌，也可以使用气态氨作为灭菌剂。气态氨同时又可以作为发酵中的氮源添加剂。在Karnal工艺的第一阶段，小麦秸秆在40%的水气中用4%的尿素处理，再青贮30 d。第二阶段，秸秆被放入长方形（200 cm × 120 cm）的砖槽中接种粪生鬼伞菌进行发酵。
（5）微生物、酶和发酵
微生物中的真菌能降解各种木质纤维原料，白色致腐真菌能够降解纤维素、半纤维素和木质素等主要成分。在对侧孢芽孢杆菌、绿色木霉等菌种的研究中，科学家对它们的产酶作用机理进行了阐述。白色致腐真菌和放线菌对木质素和木质纤维的生物降解能力已有些报道。研究者已成功进行了菌株杂交，通过杂交提高了真菌利用木质纤维的能力。并且通过相关基因工程技术对于这些能降解木质纤维的菌株进行改良，这些技术包括原生质体融合技术和DNA转化技术等。这些菌株选育技术的应用为进一步进行饲料的生物转化提供了优良理想菌种。用酶对秸秆进行降解的研究还不广泛，但是人们已经知道用酶处理工艺更容易控制终产物的形成，并且对环境没有污染或者污染很小。饲料的制备中经常应用两种酶，一种是用于水稻秸秆处理的多糖酶；另一种是用于大麦秸秆处理的木质素酶。1991年,Chesson曾指出在反刍动物的饲料处理中加入内切酶和多糖酶，可以破坏表皮细胞壁组织，使得微生物最初生长率提高，但对于草料的降解似乎并无促进作用。
发酵的第三步是菌种制备阶段，使菌体在灭过菌的原料中开始生长，再恒温以降解木质素。
在实验室中进行菌体的液体培养,10～ 20 d后就可得到大量接种菌体。将灭菌后的原料用两倍其重量的水湿润，将菌丝体在上面培养30～ 50 d。菌体培养时，在液体培养基或湿润的原料中添加燕麦或硫酸铵作为氮源，有利于菌体生长。
在灭菌原料中，菌体生长初期的控制是十分重要的一步，因为在菌体周围会存在担子菌的竞争生长。如果条件控制不好，会抑制生产菌的生长。当原料堆装较松，透气性好，并且添加了氮源，接种的菌体就会快速生长。如果原料灭菌时使用了气态氨，则要用醋来中和并给湿润的原料通风，以保持菌体的生长。在添加氮源的秸秆发酵的1～ 20 d,糙皮侧耳菌能吸收利用溶解的物质，并可以降解1 /3的半纤维素以及1 /10的木质素和纤维素，但是，纤维素酶对剩余物质却无能为力。
连续3周左右的培养，可以分离得到更多的能降解木质纤维的菌体。此时，还可以分离到竞争生长的担子菌。在利用糙皮侧耳菌对小麦的发酵中,1～ 15 d还原糖含量恒定，但以后的发酵中还原糖含量增至以前的2～ 3倍。由于木质素的降解，使得葡萄糖或纤维素的含量增加，经糙皮侧耳菌50 d的发酵，小麦秸秆中还残留1 /5的半纤维素、2 /3的木质素和3 /4的纤维素，但有72%的纤维素可以在纤维素酶的进一步作用下转化为葡萄糖。
在利用粪生鬼伞菌发酵原料时，原料中原有的微生物（细菌、真菌、放线菌）数量会有减少。在固体发酵的真菌中，粪生鬼伞菌占65%，其他真菌有毛霉（15%），曲霉（7.5%），犁头霉（5%）、酵母（2.5%）和青霉菌（2.5%）。
（6）动物饲料
科学家通过对兔、羊和小牛的喂养结果，评价用Karnal工艺发酵的谷物秸秆饲料价值。在实验中,9只成年母兔被分为3组，分别喂给不同的食物（130 g同种浓缩基本食物与20 g不同种实验用饲料相混合）。基本食物成分有：小麦面粉62%，孟加拉鹰嘴豆28%，酪蛋白1%，花生油5%，盐混合物2%和氯化维生素B 0.2%。3种不同的实验饲料为:4%尿素处理的水稻秸秆（A）、两段工艺粪生鬼伞菌处理的水稻秸秆（B）、不经处理的水稻秸秆（C）。3组兔子被喂养了3个月后，进行了5 d的代谢检测。3组兔子对于干物质（DM）和有机物质（OM）的消耗基本相同，但是，兔子对A中OM的消化能力比B强（表2.6），而对于粗蛋白的消化和氮的吸收则基本相同。实验完毕后，兔子窒息而死，然后收集不同的组织器官用于毒理检测。检测结果表明粪生鬼伞菌是无毒生物，利用此菌体进行（ karnal）两段式工艺生产的饲料对家畜是安全的。
表2.6 在尿素处理、真菌处理和未处理的水稻秸秆兔子饲料中的干物质（DM）、有机物质（OM）和粗蛋白（CP）的吸收、消化以及氮平衡
注:a初始体重2.28 ± 0.07 kg。
b,c不同上标表示不同重要性: P < 0.05。
资料摘自Singh和Gupta（1993）。
上述实验中饲料A、B都是karnal用两段式工艺生产，科学家使用Tilley和Terry的方法对3种饲料的干物质和有机物质的消化性作了比较。A中的干物质和有机物质的可消化性明显高于B饲料，并且二者都明显高于C饲料。在对山羊的喂养实验中，不论是用尿素处理的饲料（UTRS）还是用真菌处理的饲料（FTRS）作为唯一食物，山羊对干物质的吸收能力都很强。但是，就总的可消化营养物质而言,FTRS（38.38%）比UTRS（51.28%）低。加入10%的糖蜜后，就干物质吸收能力而言,FTRS（35.4 g/ kg体重）比UTRS（21.5 g/ kg体重）高。用FTRS喂养的山羊比用UTRS喂养的山羊对有机物质的吸收能力强。FTRS和UTRS的粗蛋白含量分别为8.57%和7.15%。加入糖蜜后的FTRS和UTRS中可消化干物质含量分别为62.02%和56.52%。
（1）原料
动物粪便为发酵生产动物饲料提供了良好的原料，它可以作为饲料中的氮源。只要使用适当，动物粪便不会减弱饲料的可吸收性和可消化性。
通过对猪和牛的粪便分析发现，它们是供乳酸杆菌和酵母菌繁殖的完全培养基。表2.7中列出了分析结果。在粪便中，氮的存在形式很多，如氨、游离氨基酸和蛋白质。在牛粪中氨基酸含量占干物质的1 /10。随着粪便的老化，大约20%的氨基酸被降解。在氨基酸中，谷氨酸和丙氨酸的含量最多；其次是赖氨酸、蛋氨酸和胱氨酸，这些氨基酸是普通的谷物饲料——玉米所不能提供的。在牛粪的干物质中脂肪含量为7%，随着粪便的老化，这些脂肪大约有1 /2会损失掉，其中大多为挥发性脂肪酸。非饱和C 18 脂肪酸可以满足或者刺激乳酸杆菌的生长，挥发性脂肪酸可以为酵母的增殖提供营养。粪便中含有的可溶性碳水化合物中有1 /2为葡萄糖,1 /2为寡糖，它们都为微生物的生长提供足够的能量。由此可见，尽管在发酵中会发生谷物淀粉的水解，但这几乎是不需要的。
表2.7 牛和猪粪便的化学组分
单位:mg/ g（干重）
注:a.即固体总量，单位为mg/ g湿重。
b. ND未检测。
c.资料摘自Hrubant（1984）。
（2）工艺
废物发酵生产是采用将牛粪浆和碎玉米混合进行固体发酵。工艺中没有灭菌过程，将粪便集中后用水稀释成浆（FLW），其中固体成分占14%～16%。再将FLW与碎玉米（干物质含量85%～90%）以大约5∶ 8的比例混合于容器中，以0.5～ 0.6 r/ min转速搅拌，使黏浆包裹在碎玉米的表面。发酵是在黏浆液中进行，玉米仅作为发酵的载体而不是底物。在新鲜黏浆液中接种发酵的菌体，操作温度为25～ 40℃。
发酵过程可以分批进行也可连续进行。分批发酵一般在36～ 48 h内完成，但也可延长至72 h,以除去蛋白病原体。分批发酵可以是半连续发酵过程，也就是将上一批发酵物的10%留下来作为下一批的种子。这样可以使活性乳酸杆菌和酵母菌保存下来，特别是以实验室中选育的菌种作为原始种子时，作用效果明显提高。
连续发酵是在三槽式反应器的第一个槽中开始进行，在这个槽中大约需要42 h。每30～60 min添加一次玉米和黏浆,36 h的总添加量是一个反应槽中的全部发酵物。玉米和黏浆连续发酵的平均滞留时间为4.5 d。发酵开始5 d,饲料将不断产出。发酵开始5～ 10 d后，乳杆菌和酵母菌的数目将保持不变，以后也一直维持不变。在连续和分批发酵中，最终的pH值都为4.0～ 4.2,产品中水分含量为45%。通过观察、触摸和闻气味来控制调节发酵过程。当控制适当时，被黏浆包裹的玉米粒单独存在或粘成小球。若聚成大团则可能是由于水分过多或FLW混合不完全造成的。当用手抓起一把发酵中的饲料挤捏时，感觉应该只是润湿的，而并非湿乎乎的。发酵时的气味很像青料的气味，并混有醋酸的醋味和乳酸的辛辣味。有时，可以闻到酵母生产的淡淡的水果酯香味。FLW中接种24 h以后，牛粪的恶臭味就会消失。如果使用猪粪做原料，恶臭味的存在时间则较长。
（3）产品
发酵产品中氨基酸的含量比未经发酵的玉米中的含量要高18%，总氮也增长12%。表2.8中列出了发酵产品和未发酵玉米的成分比较。表中的数值是玉米和过滤后的粪便黏浆（FLW）（去除纤维）均匀混合后，在室温35～ 37℃条件下分批发酵36 h后测定的发酵产品的成分。产品中灰分的含量为2%～3%，大约为玉米原料的2倍。发酵产品中酸含量为0.1 meq / g（湿重）[0.17 meg/ g（干重）]。主要酸的含量分别为：乳酸为71%；醋酸为18%; n 丁酸为4%；丙酸为3%。
表2.8 玉米和分批发酵玉米——FLW产物的部分氨基酸含量
发酵后的产品可直接作为饲料喂养动物。FW-玉米混合物的水分含量较高，但是该饲料不需要进行干燥处理，因为干燥过程会造成挥发性酸的损失，饲料会变得不可口。
（4）发酵反应器
发酵所需的反应器较小。粪浆的储存容器和发酵容器都应是塑料或防酸金属的。为保证物料混合均匀，发酵混合容器中需要有挡板。反应器所用的发动机应有减速调节器，用来调节发酵器的转速，一般为0.5～ 0.6 r/ min。水泥槽内部涂一层环氧涂料后，就可成为很好的分批发酵槽。发酵槽中装料至1 /2时，将发酵槽倾斜40°，以保证发酵物的充分混合。
连续发酵采用3个桶式容器，彼此首尾相连。桶内安装有挡板（倾角为30°），以保证每个桶中发酵物混合均匀。反应器中部开有小门，直径为桶径的1 /4～ 1 /3,粪浆和玉米的混合物可由此通入反应器中。在小门的下部安装有截流装置以防止产生逆流。发酵混合器的体积为反应器体积的1 /3。3个反应器在与平行驱动轴相连的旋转器上旋转。在美国的伊利诺伊大学已经建成了一个实验规模的牛饲料生产反应器。此发酵设备由3个468 L的玻璃纤维罐相黏在一起组成。粉碎的玉米经螺旋运输机加入一个罐的底部，同时FLW从泥浆罐经过管道进入罐底，两者均匀混合。混合器间歇工作，从而防止黏浆静止。安装定时器以控制粪便和玉米的间歇添加。
（5）发酵微生物学
废物发酵过程很容易操作，但其中的微生物系统是复杂的。在FLW和玉米混合物发酵的最初2 d内，微生物数量增加很快；在以后的5 d内以及连续发酵时期，微生物的数量则保持不变，分批发酵中原料本身固有的细菌和粪链球菌很快就会消失。24 h以内乳酸菌就成为主要的微生物，此时，酵母菌增殖较慢，数量仅为总量的10%。生产中这些微生物的数量变化是很复杂的。1984年,Hrubant对乳酸杆菌的不同菌种和酵母菌的数量变化作了描述。开始时，发酵乳杆菌占乳杆菌的2 /3,布氏乳杆菌、植物乳杆菌和干酪乳杆菌各占5%～10%。酵母菌鞭毛孢子菌和克鲁丝假斯酵母的数量较少。
在6 h的生长滞后期内，布氏乳杆菌代替植物乳杆菌成为主要的乳杆菌，干酪乳杆菌的数目增加为总数的18%。在对数生长期（6～ 24 h）里，布氏乳杆菌成为主要微生物，占乳杆菌的95%，发酵乳杆菌和干酪乳杆菌则消失。同型发酵可能使皮状丝孢酵母菌死亡，粪生鬼伞菌则增至酵母总数的95%。
48 h时间阶段确保了乳酸菌和酵母菌的数量。尽管乳酸菌的总数会保持恒定，但其中各菌种数量有相应的变化：其中同型乳酸发酵菌布氏乳杆菌的数量降为总数的1 /5;链球菌和植物乳杆菌的数量增至总数的1 /3,为最多的乳酸菌。这一阶段还会出现两种新的同型乳酸发酵菌，即干酪乳杆菌和德氏乳杆菌，分别占总数的10%和20%。此时的酵母菌处于对数生长期，总数可达9.5 × 10 7 个/ g（湿重）。克鲁丝假斯酵母降至总酵母数的2 /3,同时有两种新的菌种出现：即膜醭毕赤酵母和粗壮假丝酵母。
在恒温发酵的最后72 h中，微生物的总数是恒定的。乳杆菌的组成为：植物乳杆菌、德氏乳杆菌、布氏乳杆菌的比例为3∶ 2∶ 1。酵母菌组成为：克鲁丝假斯酵母、粗壮假斯酵母、膜醭毕赤酵母的比例为2∶ 1∶ 1。
连续发酵是在反应器第1个桶中进行42～ 48 h的；分批发酵开始是当pH值达到4.2时，开始添加FLW和玉米原料，以后的5～ 10 d内，乳杆菌和酵母菌的数量保持不变。乳杆菌的数量在发酵期间3个反应器中保持为10 10 个/ g（湿重）。在第一个反应器中酵母菌的数量保持为2 × 10 8 个/ g（湿重），而在发酵产品中为1 /4。
尽管新鲜黏浆和玉米的添加不会影响酵母和乳杆菌的数量，但是每一个反应器中的大肠菌群数量以及酸的含量是不同的。在连续发酵中,3个反应器中的pH值是不同的，分别为4.5（进口）、4.2、4.0（出口）。在第一个反应器中，大肠菌群的数量为1 000个/ g（湿重），大约有10%的菌被带入第2个反应器中，第3个反应器中和产品中则没有发现大肠菌群。
连续发酵可能会使降解淀粉的乳酸杆菌的数量增加。这些乳酸菌在高能饲料喂养的牛的粪便中含量较少。如果在制备饲料的工艺中每36 h得到的产量为第1个反应器的容量，那么反应器中的可降解淀粉的乳酸菌的数量可能是粪便中含量的2～ 3倍。如果原料添加速度增为原来的2倍，那么反应器中可降解淀粉的乳酸菌的数量与粪便中相同。
但是，生产中并不希望进料速度增加。因为这样虽然可以使乳酸菌和酵母菌的数量增多，但整个反应器中的pH值轻微上升，在发酵产品中的pH值为4.3。由于发酵产品在反应器中的停留时间较短,pH值较高，产品中的大肠菌群的含量会增加为1 000个/ g（湿重）。
（6）动物喂养实验
在动物喂养实验中，研究者用玉米/粪料的发酵饲料喂养牧场的母牛，时间为79 d。他们将母牛分为两个栏圈分别喂养，每个圈栏中有7头昂古斯牛（平均质量约4.104 kg）。一个栏圈中喂养调节饲料，另一个喂养玉米粪料发酵饲料。调节饲料由10.0%的燕麦,10.0%的黄豆和80.0%的玉米组成，此外还含有11%的粗蛋白,0.4%的钙,0.3%的磷等微量元素以及维生素和盐，以满足动物生长所需。发酵饲料由5.0%的燕麦,5.0%的黄豆,11.0%的粪料和79.0%的玉米组成。食用发酵饲料的牛比食用调节饲料的牛每天的增重量多0.211 b（95 g）。二者每天的增重比为2.631∶ 2.411。发酵饲料的每天吸收量比为19.41 b,调节饲料为17.71 b。综合以上结果，二者最终的喂养效果值相似，发酵饲料∶调节饲料为7.38∶ 7.33。由此可知，玉米粪料的发酵饲料完全可以代替含有蛋白质、矿物质和草料的完全调节饲料。
研究者又进行了一个扩大实验，结果表明玉米粪料的发酵饲料可以作为小母牛妊娠期的食物。在这个喂养实验中，发酵饲料中添加了尿素和维生素、矿物质，以满足11%的粗蛋白、维生素和矿物质的需要。将发酵饲料与青料混合喂养，以满足反刍动物对粗饲料的需要。
（7）发酵的控制
研究者在动物饲料的实验生产中使用了实验室制得的发酵种子。从牛粪中选育的乳杆菌和酵母菌具有水解淀粉、分泌赖氨酸、半胱氨酸和蛋氨酸的能力，但氨基酸的分泌量较少。种子中选用的酵母可以利用乳酸和醋酸作为碳源，利用尿素和氨作为氮源。研究者在实验生产中将pH值控制在4.2。种子中4种乳杆菌对抗生素的忍耐性都较高。
在第一次喂养实验中，研究者在分批发酵的初期添加了大量的种子。分批发酵42 h后，再采用连续发酵，在连续发酵中间歇添加玉米和粪料黏浆，但不再额外添加种子。在分批发酵结束时，加入的种子中有80%的乳杆菌具有耐抗生素的特性。同时，牛粪中4%的微生物带有实验标记。7周后，研究者对用实验生产的饲料喂养的动物粪便做了分析，其中23%的乳杆菌与加入发酵中的种子相似。
由上面的实验得知，使用实验选育的菌种来控制发酵是可行的。生产中先在少量的分批发酵物中添加选育的菌种，使其与原料中所带有的菌种竞争，从而成为主要的微生物；然后逐渐增加分批发酵的原料用量。实验选育的乳杆菌可以在反刍动物的肠道中生长繁殖。因此，这些微生物产生的有益营养的因子不限于短暂的发酵过程中，其有益性可以延长。
遗憾的是，在Hrubant的总结中我们并没有看到有关这一技术的应用方面的报道。
（1）猪粪的固体发酵
猪粪一般很少用于家禽和猪的饲料生产，因为其中的可利用成分较少。1977年,Smith提出：在猪粪中粗蛋白的含量占干物质的22%，且其粗蛋白比大麦蛋白和可消化蛋白中所含有的赖氨酸、苏氨酸和异亮氨酸要来得多。1995年,Iniguez等使用实验用圆柱形旋转发酵设备（体积为3.41 m 3 ）固体发酵猪粪与磨碎高粱的混合物来生产饲料。原料在发酵容器中保存4.5 d后，粪便中的大肠菌群将全部死亡。将发酵产品与猪食相混合就成为猪的美味食品。1995年,Iniguez等报道了一个使用猪粪固体发酵的饲料饲养4 000头猪的饲养厂。这家工厂中有64.4%的固体饲料可循环使用，可节省16.5%的高粱。但是，猪粪在反刍动物的饲料生产中的应用还需进一步研究。
生产用的猪粪经机械筛滤，然后再去发酵。猪粪要储存在密封的仓筒中发酵6周，然后再与小麦秸秆和甘蔗糖蜜相混合用做饲料。
（2）家禽粪料的生物转化
家禽粪料中含有不可消化物质、代谢分泌物和一些残余物质，需要经适当处理才可用于饲料生产。1994年,El Boushy和Van der Poel总结了将家禽粪料放在笼层中进行生物转化的各种方法。这些方法有使用马蝇的幼虫，蚯蚓，家禽粪料的好氧发酵，家禽粪料的氧化处理；家禽粪料的藻类生长。
家禽粪料通过好氧发酵使尿酸中的非蛋白氮转化为无毒形式，可以被好氧菌利用形成多细胞或单细胞蛋白。1979年,Schuler等开发了将家禽粪料转化为高蛋白饲料的工艺。生产中得到的氧化沟混合液的营养价值很高，蛋白质含量为25%～50%，主要氨基酸的含量也很高。但是，由于无机盐的含量较高使得产品中能量较低。藻类可以将动物和家禽粪便中的氮转化为蛋白质，人们已将其应用于家畜饲料的生产。固体家禽粪料中的脂肪和淀粉的转化可通过膜孢酵母发酵和酶水解作用以及啤酒酵母发酵（每消耗1 g淀粉生产0.27～ 0.39 g细胞）完成。
（3）酵母和细菌的乳清发酵
由于乳清中的乳糖含量较高，以及有关乳制品加工中废水处理的严格规定，这些使得乳清的生物处理更加重要。乳清发酵中成功运用了酵母的乳糖发酵原理。人们通过实验和动物喂养分析了一些微生物蛋白的营养成分。细菌蛋白中的含硫氨基酸的含量低于酵母蛋白，由于酵母中蛋白质含量高，被称为“天然的蛋白浓缩物”，副产品乳清经脆壁酵母和脆壁克鲁维酵母发酵成为有用的高营养产品。
现代技术已可以将发酵和浓缩的乳清透析液转化为反刍动物的饲料，也就是发酵氨化浓缩乳清透析液（FACWP）。这一产品中含有乳酸氨或醋酸氨，并富含矿物质，为微生物蛋白质的合成提供碳源。1992年,Marcoux等提出，使用发酵技术可以生产得到两种形式的FACWP。AL类型的FACWP的生产中使用了瑞士乳杆菌和唾液嗜热链球菌的混合菌种，而AP类型的FACWP的生产中使用了谢氏丙酸杆菌菌体。这两种类型的FACWP都是喂养绵羊的好饲料。
在提取乳清蛋白中所得到的副产品是良好的发酵原料，通过生物技术将其生物转化为有营养价值的物质。在法国，用乳清透析液工业生产酵母已有若干年的历史。
（4）废水的藻类发酵
藻类可以为废水处理提供有效的方法，也就是作为三次生物处理来去除废水中的无机养料，如氮和磷。这些无机物质被转化为有价值的生物体。在处理下水道中的废水和工业废水时，藻类和细菌利用有机和无机物质构成共生的营养循环，使废水得到有效处理。由藻类、细菌和浮游生物所形成的混合物经过干燥后可以作为动物饲料。废水工厂处理的废水和动物粪便厌氧发酵物是微藻类和蓝藻细菌生长的最好底物。淀粉、乳品、甘蔗、棕榈油生产中排放的废水经过适当稀释后也可供微藻类和蓝藻细菌生长。在乳酪生产工厂的废水中，鲸氏席蓝细菌生长旺盛，对营养的吸收能力强，这种蓝藻细菌更适用于3次废水处理。
本小节中所讲述的发酵方法可相互补充。真菌-秸秆发酵为反刍动物提供了高碳含量的粗制草料。乳酸菌和酵母菌发酵，猪粪高粱粉发酵以及家禽粪料发酵和其他废料发酵，都为反刍动物提供了高能量、高氮源饲料。细菌和酵母的乳品发酵以及废水的藻类发酵所生产的单细胞蛋白产品都可用做饲料。
发酵的成功与否取决于所采用的条件。生物技术领域中的菌种选育和遗传杂交技术可用来改良发酵菌种。对于本小节中提到的一些废物以及其他一些废物的利用都有待于进一步的研究和探索。