發(fā)布時(shí)間：2020-11-15 15:15

　　 新疆具有豐富的棉花秸稈資源,其營養(yǎng)成分具備制作反芻動(dòng)物飼料的基礎(chǔ),但由于木質(zhì)纖維素含量比較高,適口性差,吸收利用率低,并含有一定量游離棉酚等原因,嚴(yán)重阻礙了其有效利用。本研究針對(duì)棉花秸稈特性進(jìn)行了棉花秸稈微貯飼料復(fù)合菌系構(gòu)建、發(fā)酵工藝優(yōu)化,并對(duì)棉花秸稈微貯飼料發(fā)酵機(jī)理進(jìn)行探索,為新疆棉花秸稈飼料化奠定良好的基礎(chǔ)。采用可培養(yǎng)方法,定向篩選獲得9株較優(yōu)良的乳酸菌,包括乳桿菌屬(Lactobacillus sp.)、腸球菌屬(Enterococcus sp.)、片球菌屬(Pediococcussp.)。其中乳桿菌L2產(chǎn)酸速率最快,生長(zhǎng)15小時(shí)pH值達(dá)到3.35。獲得4株纖維素降解菌,均為芽孢桿菌屬(Bacillussp.),其中C3纖維素降解能力最強(qiáng),羧甲基纖維素鈉酶活為27.89 U/mL。獲得2株優(yōu)良的游離棉酚降解菌:分別為假絲酵母屬(Candida sp.)G3和酵母屬(Saccharomycessp.)G9,其中假絲酵母G3對(duì)棉花秸稈中棉酚降解率較高,達(dá)到69.5%。另外檢測(cè)到乳桿菌L2、芽孢桿菌C3、腸球菌L16均具有棉酚降解能力。為了構(gòu)建出最佳的復(fù)合菌系,進(jìn)行了菌種配伍研究及固體發(fā)酵工藝優(yōu)化,獲得一組優(yōu)良的復(fù)合菌系:乳桿菌L2和芽孢桿菌C3(2:1),該復(fù)合菌系能有效發(fā)酵棉花秸稈并能降解游離棉酚。進(jìn)一步探索了復(fù)合菌系-纖維素酶協(xié)同作用對(duì)棉花秸稈的發(fā)酵效果,發(fā)現(xiàn)復(fù)合菌系中添加0.1%的纖維素酶,可以加快棉花秸稈飼料pH值下降速度,更有利于營養(yǎng)物質(zhì)的保存。采用響應(yīng)面方法對(duì)棉花秸稈飼料固體發(fā)酵條件進(jìn)行優(yōu)化,得到最佳發(fā)酵工藝為:接種量為0.5%(菌液初始活菌數(shù)為108cfu/mL)、含水量63%、糖蜜7%,發(fā)酵時(shí)間60天。在此條件下,所得棉花秸稈飼料pH值為4.12,干物質(zhì)含量為37.39%,粗蛋白含量為7.16%,纖維素降解率為21.5%。飼料松軟,具有酸醇香味,達(dá)到優(yōu)質(zhì)飼料標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)羊的飼喂效果基本達(dá)到飼喂玉米秸稈飼料的效果。為了探索棉花秸稈微貯飼料的發(fā)酵機(jī)理,采用16S rRNA基因高通量測(cè)序方法,對(duì)發(fā)酵過程中微生物多樣性及動(dòng)態(tài)變化規(guī)律進(jìn)行分析。結(jié)果表明:Lactobacillus、Pediococcus是提升飼料品質(zhì)的有益菌,而Enterobacteriaceae的某些屬、Clostridium_sensu_stricto_12是引起飼料變質(zhì)的腐敗菌。添加上述復(fù)合菌系后明顯改變了棉花秸稈微貯飼料體系中的菌群結(jié)構(gòu)和發(fā)酵進(jìn)程,進(jìn)而提升了飼料品質(zhì)。復(fù)合菌系中添加纖維素酶對(duì)發(fā)酵過程中菌群結(jié)構(gòu)影響不大,但可促進(jìn)Lactobacillus更快達(dá)到最大豐度并在一段時(shí)期內(nèi)維持穩(wěn)定,更有利于微貯飼料營養(yǎng)物質(zhì)的保存。通過本研究獲得了一組優(yōu)良的棉花秸稈微貯復(fù)合菌系及發(fā)酵工藝,對(duì)棉花秸稈微貯機(jī)理進(jìn)行了初步探索,為新疆棉花秸稈飼料化利用奠定了良好的基礎(chǔ)。
【學(xué)位單位】：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：S816
【部分圖文】：

第一章文獻(xiàn)綜述??胞壁機(jī)械強(qiáng)度的作用（朱寧，２０１６）。木質(zhì)素和半纖維素結(jié)合比較牢固，緊緊地包圍著??纖維素，使酶和其它物質(zhì)與纖維素作用時(shí)具有一定難度（圖１－２），由于木質(zhì)素難以被??消化利用，使得纖維素和半纖維素較難被微生物降解和酶降解，降低了秸稈飼料的消??化率。據(jù)報(bào)道，對(duì)于反芻動(dòng)物，木質(zhì)素含量每增加１％，其消化率就會(huì)下降０．８％。因??此，在木質(zhì)纖維素的預(yù)處理過程中，木質(zhì)素的去除是非常重要的（Ｌｉｚｂｅｔｈ??Ｌａｕｒｅａｎｏ－Ｐｅｒｅｚ?ｅｔ?ａｌ．，?２００５；劉詩慧，２０１６；徐雯，２０１５）。??＼??＇?Ｃｄｈｓｋ＇ｊｓｃ??圖１－２植物木質(zhì)纖維素的結(jié)構(gòu)（Ｗｉｌｌｉａｍ?ｅｔａｌ．，２０１０）??１．３．４棉花秸稈的營養(yǎng)特性及直接作為飼料的缺陷??魏敏等研究表明，棉葉中粗蛋白、粗脂肪以及磷和鈣的含量比較高（表１－１），其??中粗蛋白含量約為６．５％，半纖維素１０．７％、纖維素４４．１％、木質(zhì)素１５．２％、鈣０．６５％、??磷?０．０９％?（魏敏等

參照２．４．１．１的方法，從含有ＣａＣ０３的ＭＲＳ培養(yǎng)基平板上，獲得產(chǎn)生溶鈣圈的菌??株３３株，分別命名為Ｌ１－Ｌ３３。其中溶鈣圈大于４?ｍｍ的菌落有２２株，將２２株菌分別??接種于新的含有ＣａＣ０３的ＭＲＳ培養(yǎng)基平板上（圖３－ｌａ，?ｂ），進(jìn)行初步純化并確認(rèn)溶鈣??效果。根據(jù)菌落形態(tài)、顏色等特征，挑選出１２株類似乳酸菌菌株。對(duì)１２株菌進(jìn)行革??蘭氏染色及過氧化氫酶試驗(yàn)，獲得９株可能的乳酸菌，分別為Ｌ２、Ｌ７、Ｌ９、Ｌ１２、Ｌ１６、??Ｌ１９、Ｌ２０、Ｌ２３、Ｌ２５。采用含有溴甲酚紫和ＣａＣ０３的ＭＲＳ劃線接種乳酸菌，發(fā)現(xiàn)在??相同的培養(yǎng)條件下，接種Ｌ２培養(yǎng)基中的ＣａＣ０３大部分被分解，接種Ｌ２３培養(yǎng)基中的??指標(biāo)劑有變色現(xiàn)象，但ＣａＣ０３則沒有被明顯分解，由此說明，Ｌ２和Ｌ２３均產(chǎn)酸，但??Ｌ２３產(chǎn)酸能力不及Ｌ２產(chǎn)酸能力強(qiáng)（圖３－１?ｃ，ｄ）。??對(duì)９株菌進(jìn)行革蘭氏染色，９株菌均為陽性、無芽孢，其中桿菌７株、球菌２株，過??氧化氫酶試驗(yàn)均為陰性

參照２．４．１．１的方法，從含有ＣａＣ０３的ＭＲＳ培養(yǎng)基平板上，獲得產(chǎn)生溶鈣圈的菌??株３３株，分別命名為Ｌ１－Ｌ３３。其中溶鈣圈大于４?ｍｍ的菌落有２２株，將２２株菌分別??接種于新的含有ＣａＣ０３的ＭＲＳ培養(yǎng)基平板上（圖３－ｌａ，?ｂ），進(jìn)行初步純化并確認(rèn)溶鈣??效果。根據(jù)菌落形態(tài)、顏色等特征，挑選出１２株類似乳酸菌菌株。對(duì)１２株菌進(jìn)行革??蘭氏染色及過氧化氫酶試驗(yàn)，獲得９株可能的乳酸菌，分別為Ｌ２、Ｌ７、Ｌ９、Ｌ１２、Ｌ１６、??Ｌ１９、Ｌ２０、Ｌ２３、Ｌ２５。采用含有溴甲酚紫和ＣａＣ０３的ＭＲＳ劃線接種乳酸菌，發(fā)現(xiàn)在??相同的培養(yǎng)條件下，接種Ｌ２培養(yǎng)基中的ＣａＣ０３大部分被分解，接種Ｌ２３培養(yǎng)基中的??指標(biāo)劑有變色現(xiàn)象，但ＣａＣ０３則沒有被明顯分解，由此說明，Ｌ２和Ｌ２３均產(chǎn)酸，但??Ｌ２３產(chǎn)酸能力不及Ｌ２產(chǎn)酸能力強(qiáng)（圖３－１?ｃ，ｄ）。??對(duì)９株菌進(jìn)行革蘭氏染色，９株菌均為陽性、無芽孢，其中桿菌７株、球菌２株，過??氧化氫酶試驗(yàn)均為陰性
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2884902