全株水稻青贮饲料中微生物菌群以及发酵品质分析

发布时间：2018-02-23 22:10

  本文关键词： 全株水稻 青贮饲料 乳酸菌 纤维素酶 接种剂 发酵品质 微生物　出处：《郑州大学》2016年博士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：将水稻,特别是全株水稻开发成牲畜饲料在世界上已引起越来越多国家的重视,而青贮是一种用于新鲜作物材料保存常用的技术,目前关于全株水稻青贮饲料中微生物的信息鲜有报道。在这项研究中,我们采用了培养法和非培养法(梯度凝胶电泳DGGE)来分析水稻青贮饲料的微生物菌群。此外,我们还研究了不同添加剂对水稻青贮饲料发酵品质和微生物菌群的影响。首先,我们运用培养法分析了全株水稻青贮饲料中乳酸菌菌群。在全株水稻青贮饲料不同发酵时期初步分离出126株菌株,经过革兰氏染色和过氧化氢酶接触实验等最终鉴定出99株乳酸菌,根据形态学、生理生化试验和16S rRNA基因测序等将这些分离的乳酸菌归为8个组(A-H),分别被鉴定为:Lactobacillus(L.)plantarum subsp.plantarum(比率:8.1%),L.casei(5.1%),Leuconostoc(Ln.)pseudomesenteroides(11.1%),Pediococcus(P.)pentosaceus(24.2%),Enterococcus(E.)mundtii(12.1%),Lactococcus(Lc.)garvieae(15.2%),E.faecium(9.1%)和Lc.lactis subsp.lactis(15.2%)。其中,P.pentosaceus(24.2%)的含量最高,球菌是全株水稻青贮饲料发酵时的主要乳酸菌种。从这99株乳酸菌中,筛选出一株优良全株水稻青贮饲料添加剂L.casei R 465,它能够在显著降低青贮饲料的pH和增加乳酸的含量,从而提高青贮饲料的发酵品质。本试验结果表明全株水稻青贮饲料在自然发酵过程中有多种乳酸菌参与发酵过程,接种乳酸菌添加剂L.casei R 465能够显著改善全株水稻的青贮发酵品质。为了提高水稻秸秆的利用率,我们开展了对稻秸青贮利用的初步研究。青贮饲料的制作采用小规模制备系统,添加剂为乳酸菌和纤维素酶制剂。研究结果表明,纤维素酶和乳酸菌对稻秸青贮饲料发酵品质影响显著。经过30天(d)存贮,乳酸菌处理组和纤维素酶+乳酸菌处理组青贮饲料的pH下降到4.3-4.6之间,而对照组和纤维素酶处理组青贮饲料的pH均在5.0以上,并且大肠杆菌、霉菌和酵母菌等有害菌在发酵初期得以抑制。乳酸含量在发酵30d后各个处理组之间存在着显著性差异,其中,纤维素酶+R 465组中乳酸含量显著高于其它组(P0.05),对照组和纤维素酶处理组具有最低的乳酸含量。此外,添加纤维素酶显著降低了稻秸青贮饲料中ADF和NDF的含量。总之,将乳酸菌和酶制剂混合添加效果最好,仅仅添加纤维素对稻秸的发酵品质无明显效果。其次,我们运用非培养法不仅分析了布氏乳杆菌L.buchneri对全株水稻青贮饲料微生物菌群的影响,而且研究了不同切段长度和L.buchneri对窖贮全株水稻中微生物菌群的影响。在实验室规模试验中,添加异型发酵乳酸菌L.buchneri能够显著提高全株水稻青贮饲料中乙酸的含量,保持有氧稳定性。从DGGE图片上来看,饲料开封5d后,L.buchneri处理组中细菌和真菌菌群保持稳定,并且L.buchneri能够抑制变败菌如Saccharomyces cerevisiae的生长。在添加L.buchneri的大规模青贮(窖贮)实验中,将L.buchneri接种到切段长度分别为6,11和19mm的全株水稻中,并分别制作窖贮饲料。青贮饲料贮存8个月后开封取样,每个窖贮在四个位置取饲料样本:外上、外下、内上、内下。经研究发现,不同切断长对全株水稻青贮饲料的发酵品质有显著性影响,切断长越长,发酵品质越低。从DGGE图谱上来看,不同切断长度会影响全株水稻的微生物菌群,同型发酵菌L.acetotolerans主要出现在6mm切断长的青贮饲料中,异型发酵菌株W.paramesenteroides主要出现在19mm的青贮饲料中,这可能是导致不同切断长发酵品质差异的主要原因。但是,不同切断长度对接种剂L.buchneri在全株水稻窖贮饲料中的生长却没有显著性影响,在各个样本中表达量均在108CFU/g FM-1。本研究运用非培养法检测全株水稻青贮饲料中微生物菌群,乳酸菌L.acetotolerans首次在全株水稻被检测到,它在青贮饲料中潜在的作用值得研究。最后,为了了解不同来源乳酸菌在青贮水稻中的潜在作用,我们从5种不同材料(玉米,小麦,苜蓿,桑树,刺槐和猪粪)中分离出64株乳酸菌,将其接种到全株水稻汁液中,筛选到11株产乳酸或者乙酸较高的乳酸菌,其中包括1株W.confusa,2株L.reuteri和3株L.plantarum。这11株乳酸菌可以利用大部分碳源进行发酵,能够在温度10-45℃和pH 3.5-4.5的条件下生存,其中F7和F8能够在低pH 3.0下生长。虽然这11株乳酸菌都表现出对指示菌Listeria monocytogens,Escherichia coil,Salmonella sp.和Acetobacter pasteurianus的抗菌活性,但当排除酸和过氧化氢的干扰后,只有L.plantarum C13和L.reuteri F7和F8依然表现出抗菌活性。这筛选到的11株乳酸菌,特别是C13、F7和F8在水稻青贮饲料中的作用值得进一步研究。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S816.53

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本文编号：1527812