鵝源草酸青黴發酵秸杆技術的製作方法

2024-04-06 19:25:05

專利名稱：：鵝源草酸青黴發酵秸杆技術的製作方法
技術領域：
：本發明涉及一種鵝源草酸青黴菌(Pe"ic!7/f謂o加/icM附Cwrr!'e&77>附)在發酵秸杆過程中的應用。背錄技術我國是一個農業大國，據統計，每年產農作物秸稈(小麥秸、玉米秸等)約7億噸，目前，這些資源未得到合理的開發，除極少量用作詞料和工業原料外，其餘都被焚燒。目前，儘管有部分秸稈還田作為肥料使用，但是發酵利用效果較差。這既是對天然資源的巨大浪費，又造成了環境的嚴重汙染和一系列的社會問題。秸稈的主要成分是纖維，細胞壁含量佔70%以上，由纖維素、半纖維素、木質素組成。纖維素、半纖維素可被纖維分解菌分解，生成揮發性脂肪酸，如乙酸、丙酸、丁酸等，被動物吸收作為能源利用。而其中木質素作為秸稈細胞壁的主要成分，構成木質纖維細胞壁的15%30%，它在結構中含有生物化學上十分穩定的各種複雜結合形式，難於被一般微生物分解，也不易被動物消化吸收。木質素與半纖維素緊密結合在一起，將纖維素緊緊包裹在裡面，成為外圍基質，保護纖維素免遭微生物襲擊和降解酶的進攻，從而限制了消化酶對細胞壁及細胞內容物的消化作用，而且草食動物體內的微生物缺乏降解木質素的酶，所以秸稈細胞內的營養物質不能釋放出來，從而限制了動物對纖維素和半纖維素等成分的降解和利用，導致秸稈消化率低。微生物處理秸稈主要是通過加入有益微生物對秸杆進行發酵作用，通過這些酶系和菌種的降解作用，把秸稈纖維中的纖維素、半纖維素、木質素等大分子碳水化合物降解為低分子的單糖或多糖的過程。其關鍵就在於通過發酵可得到較理想的營養成分，從而提高纖維素的降解率，使之被動物更好地消化利用。目前，國內外用於秸杆發酵的菌種大多來自土壤、腐爛物、糞便以及反芻動物的瘤胃，並未涉及從家禽體內分離纖維素分解菌，更未見涉及利用鵝源纖維素分解菌發酵秸杆的技術。現有飼料生物發酵的方法有多種，但由於菌種的限制，或是對發酵條件如溫度、酸鹼度、氧氣等要求較高，或是發酵時間過長，而在實際應用中有所不便。經査新，我國與本項研究相關的報導尚未發現。
發明內容本發明目的在於提供一種發酵時間短，發酵條件不易受限制，且能使秸杆中的粗纖維含量大幅度降低，粗蛋白含量增加，尤其是發酵秸杆適宜在動物日糧中添加，並能使日糧中營養成分利用率提高的秸杆發酵技術。本發明目的通過以下技術方案來實現的使用的微生物用來發酵秸杆的微生物是草酸青黴F67，來自鵝盲腸內，是纖維素酶高產菌株，並於2004年ll月通過中國科學院微生物研究所鑑定。經動物毒力試驗表明，該菌株安全無毒性。本發明的生物材料樣品保藏於中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心，地址-北京市朝陽區大屯路，中國科學院微生物研究所；郵政編碼100101;保藏日期2007年11月23日；保藏編號CGMCCNo.2260;分類命名草酸青黴0^"/c朋wwoxa"c謂入3F67菌株具有以下性質菌落在査氏培養基上，25。C、7d直徑4lmm-44mm，質地絲絨狀，平坦，深綠色，邊緣白綠色，整齊；分生孢子結構較多，易脫落；反面淺綠色。菌落在査氏酵母膏瓊脂培養基上生長迅速，25°C、7d直徑59鵬-60nim，質地絲絨狀，平坦，分生孢子結構大量，深灰綠色。菌落在麥芽汁瓊脂培養基上，25°C、7d直徑54mm-60mm，質地絲絨狀，平坦，分生孢子結構大量，灰綠色；反面呈不同程度的黃褐色。分生孢子梗發於基質菌絲，壁光滑，直徑3.8咖-5.4Mm;帚狀枝雙輪生，梗基每輪2個-4個，近柱狀，19-24X3.7-4.Own;瓶梗每輪4個-8個，披針形，10.8-14.6X2.4-3.8Mffl;分生孢子灰綠色，橢圓形，5.5-6.1X2.8-3.4Mm，壁光滑；分生孢子鏈長圓柱形。本發明所述F67菌株培養基的製備固態發酵培養基小麥秸47%,玉米秸45%，麩皮8%，料水比1:3，pH值自然，115°C滅菌30min。培養的F67菌株，貯存於-2(TC冰箱中。斜面菌種一活化一接種1環至5ml液態培養基一3(TC，150rpm搖床培養24h—以10%的接種量接種至三角瓶一將F67按10%的接種量接入固態發酵培養基。發酵時間為60h。料水比為1:3。發酵厚度為45cm。溫度為3CTC。本發明的優點是1、用來發酵秸杆的微生物草酸青黴F67分離於鵝的盲腸內，與以往的纖維素分解菌相比較，該菌更能適應動物腸道環境條件，且易於在動物體內定植。2、通過鵝源草酸青黴F67發酵作用使小麥秸和玉米秸感官指標和理化成分均有較大提高(結果詳見表1和表2)。表l發酵產物理化性質指標檢測項目Items發酵前(％)發酵後(％)變化率(％)粗蛋白(％)5.1821.70+318.92粗纖維(％)35.4818.07—49.07中性洗滌纖維NDF(%)63.4850.22—20.89酸性洗滌纖維ADF(%)44.3631.08—29.94轉(％)0.350.37+5.74磷(％)0.160.25+56.25銅(mg.kg—1)10.3115.30+48.40鐵(mg.kg—1)348.34443.21+27.24鋅(mg.kg-1)38.1642.10+10.32錳(mg.kg墨1)31.4542.50+35.14維生素AVA(mg.kg—1)0.350.53+51.43維生素EVE(mg.kg—1)1245.941982.4+59.114表2發酵產品胺基酸分析及微生物組成分析tableseeoriginaldocumentpage5注"—"表示未檢測出菌數。3、本發明可有效利用秸杆資源，不僅可以改善環境，防止汙染，還可變廢為寶，緩解蛋白資源短缺，達到節約飼料的效果。4、本發明工藝簡單，常溫發酵，既適合於規模生產又可以分散加工，便於推廣應用。具體實施例方式實施例1發酵秸稈飼餵動物試驗選取8月齡的健康鵝48隻，隨機分為8個組，每組6個重複。試驗l組為對照組，添加未發酵秸稈，含量為13.5%;28組為試驗組，添加發酵秸稈，含量分別為19.60%、23.00%、26.00%、30.00%、32.10%、35.00%、37.60%，使粗纖維(CF)水平依次升高。採用全收糞法進行體內消化代謝試驗，檢測飼料和糞便中的粗蛋白(CP)、胺基酸(AA)、CF、氨態氮(NHfN)、鈣(Ca)和磷(P)等多'種營養成分，確定其表觀消化率，以探討發酵秸稈飼料的飼餵效果。體內消化代謝試驗結果表明，在代謝能(ME)和CP等營養成分攝入量一致的條件下，各試驗組養分的消化率顯著高於對照組(P〈0.05或P〈0.01)。與對照組相比，CF的消化率提高了9.77%21.39%，NDF提高了8.77%20.72%，ADF提高了11.10%22.72%;淨蛋白利用率(NPU)提高了7.68%17.06%，糞便中氨態氮濃度比對照組降低10.76mg/kg29.38mg/kg;除甘氨酸(GLY)偏低之外，各種胺基酸表觀消化率(AAAD)均較高，試驗組達到73.35%92.55%，而對照組僅為60.89%81.07%;Ca、P的表觀消化率分別比對照組提高了5.09%18.60%和11.10%23.80%。說明鵝對該發酵飼料中養分有較好的消化吸收效果(試驗結果詳見表3)。_表3各試驗組CF,NDF，ADF消化率的比較_組別發酵詞料添加量(%)CF消化率(%)NDF消化率(%)ADF消化率(%)113.5016.90±1.35d22.57±3.29f21.00±0.51e219.6026.67±3.03c31.34±1.l(T32.10±2.75d323.0030.72±3.22bc34.39±1.53de36.15土3.75cd426.0034.74±3.01ab38.77土1.56bc39.84±3.orbc530.0038.29±2.33a43.29±2.33a43.72±2.80a632.1037.12±1.90a41.78±1.62ab42.55±2.42ab735,0032.90±1.83b36.23±4.22cd38.33±2.40bc837.6031.58±1.69b35.58±2.7icde37.35±2.14c注表中數據以平均數±標準差表示，同列數據字母相同、相鄰和相間分別表示差異不顯著(P>0.05)，顯著(P<0.05)和極顯著(P<0.01)。權利要求1、從健康鵝腸道菌群中分離篩選出的一種纖維素酶高產菌株--草酸青黴F67(PenicilliumoxalicumCurrieThom)(微生物保藏號為CGMCCNO.2260)用來發酵秸杆的技術，包括菌種的分離、接種量和發酵條件等，其特徵在於通過固態發酵，使秸杆中的粗纖維含量降低了49.07％；粗蛋白含量提高了318.92％；維生素A和維生素E分別提高了51.43％和59.11％；採用發酵秸稈飼餵草食動物，能提高飼料消化率，其中粗纖維、中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維的消化率分別提高了21.39％，20.72％和22.72％；淨蛋白利用率提高了13.91％；鈣、磷的表觀消化率分別提高了5.09％和11.10％。經動物毒力試驗表明，該菌株安全無毒性。2、根據權利要求書1所述的草酸青黴F67發酵秸杆的技術，其特徵在於菌種草酸青黴F67源於動物體內，較土壤、腐爛物以及糞便等其它來源的菌株能更好的適應動物腸道環境條件，且易於在動物體內定植，使用安全，是理想的秸稈發酵生產菌株。3、根據權利要求書1所述的草酸青黴F67發酵秸杆的技術，其特徵在於發酵培養基中最佳氮源為尿素或硫酸銨，其適宜添加量分別為1.5%或2.0%。4、根據權利要求書1所述的草酸青黴F67發酵秸杆的技術，其特徵在於在固態發酵過程中，在發酵培養基中添加了麩皮，最佳含量為8%。添加麩皮不僅能夠調節發酵底物的營養，而且可作為一種很好的膨鬆劑，有助於發酵。5、根據權利要求書1所述的草酸青黴F67發酵秸杆的技術，其特徵在於最佳發酵條件為發酵時間60h，料水比1:3，料層厚度45cm，溫度30。C。最佳接種量為10%12%，最佳初始pH為4.0，發酵產物中e-1，4-葡聚糖酶(也稱Cx酶)和濾紙酶活分別達到5532.89U/g和6345.92U/g。6、根據權利要求書1所述的草酸青黴F67發酵秸杆的技術，其特徵在於發酵秸稈可直接作為飼料飼餵草食動物，且能夠提高動物對秸稈的消化率。全文摘要一種以鵝體內分離所得到的草酸青黴為菌源的發酵秸杆枝術，屬於微生物發酵領域。通過固態發酵，使秸杆中的粗纖維含量降低了49.07％；粗蛋白含量提高了318.92％；維生素A和維生素E分別提高了51.43％和59.11％。採用發酵秸稈飼餵草食動物，使粗纖維、中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維的消化率分別提高了21.39％，20.72％和22.72％；淨蛋白利用率提高了13.91％，鈣、磷的表觀消化率分別提高了5.09％和11.10％。該技術的發明，使秸稈得到了合理的開發，減少了天然資源的浪費，降低了秸杆焚燒對環境的汙染。發酵產物可替代部分日糧直接飼餵動物，提高飼料利用率，降低成本，具有重大推廣應用價值。文檔編號A23K1/18GK101580853SQ200810086018公開日2009年11月18日申請日期2008年3月6日優先權日2008年3月6日發明者斌嶽,張名愛,王寶維,荊麗珍,葛文華,龍芳羽申請人:王寶維;張名愛;龍芳羽;葛文華;荊麗珍;嶽斌