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青贮添加剂的构筑和应用

作　者: 顾锡慧
导　师: 杨翔华
学　校: 辽宁石油化工大学
专　业: 环境工程
关键词: 青贮饲料乳酸菌生物添加剂玉米秸秆抑霉链球菌属
分类号: S816.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
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内容摘要

当前人类赖以生存和发展的地球生态环境日趋恶化,规模化畜牧业所造成的环境污染隐患和滥用饲料添加剂的后果引起了人们的重视。尽快研究开发无公害或低公害的生态饲料,从根本上解决畜牧业发展与环境污染的矛盾,对于保证畜牧业和饲料工业可持续发展具有极其深远的意义。我国是一个农业大国,但目前国内对农作物秸秆的开发利用率还很低,大量的秸秆都在田间焚烧,既造成严重的大气污染,破坏生态环境,又浪费资源。将青饲料或秸秆制成能长期保存的青贮饲料,能长期保存青饲料的原有浆汁和养分,气味芳香,质地柔软,适口性强,牲畜采食量高,容易消化,各种营养物质的吸收率比干饲料高。现代青贮技术中最重要的方法之一是采用了青贮添加剂,目前国外有关的报道很多,国外对青贮技术的研究大多是围绕以牧草及全株玉米为原料进行青贮饲料,而我国的青贮饲料大部分用玉米秸秆进行青贮。因此针对我国的具体情况,进行玉米秸秆青贮添加剂的研究具有重要的现实意义。本课题主要是从自然环境中分离乳酸菌,从中筛选出产酸率较高且适合作青贮添加剂的菌株,以适宜的乳酸菌为主体构筑生物性青贮添加剂,找出适用于玉米新品种辽丰—2号的青贮添加剂,并对其生长、发酵条件进行优化。本实验主要分三部分:(1)菌种筛选实验:本实验从抚顺高湾地区的玉米秸秆、附近的土样、酸菜汁、牛羊养殖场的土样及牛羊粪便中分离、筛选、纯化出15株乳酸菌,对比得知菌株GY-3的产酸能力最佳,从而确定GY-3菌株为实验菌株,进行生物学鉴定初步认为GY-3为链球菌属。(2)GY-3菌株液体发酵可行性研究乳酸菌大部分是兼性厌氧或微需氧菌,丙酮酸只有在无氧条件下生成乳酸。因此,利用乳酸菌发酵生产乳酸,同样有一个供氧控制问题。通过设计的四种发酵方式的对比,确定发酵方式Ⅰ为最佳发酵方式,接着考察了控氧时间点对产酸率的影响,认为14h为最佳控氧时间点。分别考察了葡萄糖、甘油、蔗糖、乳糖等碳源对GY-3液体发酵的影响,确定葡萄糖为GY-3的最佳碳源,葡萄糖的最佳添加量为2%。考察了胰蛋白胨、牛肉蛋白胨、氯化铵、硝酸铵和豆粕几种不同的氮源对微生物细胞生长的影响,确定豆粕为GY-3菌株的最佳氮源,最佳添加量为2.5%。利用正交实验法优化培养基的其他组分,确定出GY-3菌株液体发酵的培养基配方为:葡萄糖浓度为2.0%、豆粕浓度为2.5%、西红柿汁为2%,K2HPO4为1‰,Na2HPO4为2‰。用此培养基考察液体发酵的初始pH值、培养温度和培养时间对GY-3菌株生长的影响,通过OD和产酸率指标的对比,确定出最佳液体发酵条件为pH值在6～7之间,温度为38℃,接种量为2%。以确定出的培养基配方和最佳液体发酵条件下,测定GY-3的生长曲线,确定出GY-3的最佳收获期为15h。(3)GY-3菌株用于饲料青贮的效果根据GY-3液体发酵各因素所确定的最佳培养条件,进行扩大培养,GY-3菌株制成浓度为2×108 CFU/ml的悬浊液待用。改变乳酸菌菌液量与水量配比,其他添加剂的用量为:红糖0.8g,尿素0.4g,氯化钠0.24g,秸秆用量为80g,进行青贮对比实验,来考察GY-3菌株的添加对青贮效果的影响。其结果为:最佳添加量为150ml/80g(饲料)时,无论是抑霉效果、饲料pH值、气味、色泽、质地还是饲料的营养成份都有很大程度的改善。本实验筛选的GY-3菌株对抚顺高湾地区种植的辽丰-2号玉米秸秆青贮的抑霉效果明显,但纤维素的降解率还有待提高,今后可在GY-3菌株与纤维素酶的复合使用方面作进一步的研究。

全文目录

摘要  3-6
ABSTRACT  6-12
1 前言  12-13
2 文献综述  13-25
  2.1 青贮饲料  13-14
  2.2 我国秸杆利用状况  14
  2.3 国内外青贮饲料利用状况  14-15
  2.4 青贮饲料的添加剂  15-19
    2.4.1 青贮饲料添加剂的生产和应用现状  15-16
    2.4.2 青贮饲料添加剂的种类  16-19
      2.4.2.1 生物性添加剂  16-17
      2.4.2.2 化学制剂  17-19
  2.5 青贮饲料的饲用价值  19
  2.6 青贮饲料的品质评定标准  19-21
    2.6.1 生物学特性  19-20
    2.6.2 化学特性  20
    2.6.3 感官评定  20-21
  2.7 国内外青贮技术的研究现状与发展趋势  21-24
  2.8 实验课题的提出和意义  24-25
    2.8.1 青贮饲料研究中存在的问题  24
    2.8.2 课题的提出与研究意义  24-25
3 试验部分  25-37
  3.1 试验原理  25-29
    3.1.1 菌种筛选原理  25-26
    3.1.2 发酵原理  26
    3.1.3 微生物的分类依据  26-27
    3.1.4 比浊法测定微生物的生长原理  27-28
    3.1.5 正交实验法  28
    3.1.6 影响微生物生长的因素  28-29
  3.2 实验材料  29-30
  3.3 实验的仪器及设备  30
  3.4 实验方法  30-31
    3.4.1 实验方法  30-31
  3.5 分析方法  31-36
    3.5.1 玉米芯和玉米秸秆成分的测定方法  31-35
      3.5.1.1 水分的测定方法  31
      3.5.1.2 灰分的测定方法  31
      3.5.1.3 粗纤维素的测定（酸性洗涤液法）  31-32
      3.5.1.4 可溶性总糖的测定（蒽酮比色法）  32-34
      3.5.1.5 蛋白质的测定（ Folin-酚试剂法）  34-35
    3.5.2 pH值的测定  35-36
    3.5.3 酸度的测定  36
  3.6 菌株的鉴定  36-37
    3.6.1 染色：革兰氏染色  36
    3.6.2 生化指标鉴定  36-37
4 结果与讨论  37-58
  4.1 产乳酸菌的分离和筛选  37-38
  4.2 菌株GY-3 的鉴定  38-40
    4.2.1 形态鉴定  38
    4.2.2 生理生化指标的测定  38-40
  4.3 GY-3 菌株液体发酵的可行性  40-54
    4.3.1 氧气量对GY-3 菌株液体发酵影响  40-42
      4.3.1.1 控氧方式的选择  40-42
      4.3.1.2 控氧时间点的确定  42
    4.3.2 考察碳源对GY-3 发酵的影响  42-45
      4.3.2.1 考察不同碳源对GY-3发酵的影响  42-43
      4.3.2.2 考察不同葡萄糖添加量对GY-3液体发酵的影响  43-45
    4.3.3 考察氮源对GY-3生长的影响  45-46
    4.3.4 正交试验确定GY-3 菌株液体发酵的最佳培养基  46-49
    4.3.5 pH值对乳酸菌生长和乳酸产量的  49-51
       4.3.5.1 初始 pH 值对 GY-3 生长的影响  49-50
      4.3.5.2 用酸中和剂调节发酵过程pH值对产酸量的影响  50-51
    4.3.6 温度对乳酸菌生长的影响  51-52
    4.3.7 接种量对乳酸菌生长的影响  52-53
    4.3.8 生长曲线的测定  53-54
  4.4 GY-3 菌株用于饲料青贮的效果  54-58
    4.4.1 GY-3 菌株的扩大培养  54
    4.4.2 试验用秸秆的原始成分测定  54-55
    4.4.3 考察GY-3 菌株的添加对青贮效果的影响  55-58
5 结论  58-59
符号说明  59-60
参考文献  60-63
致谢  63-64
攻读硕士学位期间发表的论文  64

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