牛瘤胃中纤维素降解菌的分离鉴定及对玉米秸秆发酵效果的研究

摘要

农作物秸秆是一种潜在的非竞争性资源,具有数量大、分布广、种类多的特点。目前,在全球资源和粮食紧缺的今天,发展秸秆畜牧业具有重大的生态价值和经济价值。本研究以牛的瘤胃内容物作为微生物的来源,以期获得优良的纤维素酶高产菌株,来最大限度地开发和利用秸秆资源,解决人畜争粮问题,促进我国畜牧业的发展。本研究主要包括如下四部分内容:
　　 试验一:经选择性培养基初筛、纤维素刚果红培养基鉴别和固体发酵培养复筛,筛选出一株的纤维素酶活相对较高,并且能提高玉米秸秆中还原糖和可溶性蛋白含量的菌株(No.3)。其羧甲基纤维素酶活和滤纸糖酶活分别达到6.01U/g和1.15U/g。经形态特征观察和26SrDNAITS区序列分析确定其为米曲霉(Aspergillusoryzae)。
　　 试验二:本研究将从牛瘤胃内容物中筛选出的纤维素酶高产菌株米曲霉用于玉米秸秆固态发酵,对其发酵效果及酶学特性进行分析。结果显示:该菌所产纤维素酶的最适pH为5.5～6.0,在4.0～6.0范围内稳定性较好:最适温度为50℃,在30℃～50℃区间稳定性较好。CaCl2和MnSO4对纤维素酶活表现出显著的促进作用。FeSO4和NaCl对纤维素酶活表现出强抑制作用。KH2PO4、MgSO4、ZnCl2、CoCl2对浓度范围要求严格,并且对不同纤维素酶活表现出的作用不同。与发酵前相比,发酵后的玉米秸秆中还原糖和可溶性蛋白含量分别提高123.53％和48.98％(P<0.05)；纤维素和半纤维素的降解率分别为25.01％和45.99％(P<0.05)。这表明该菌株具有较高的应用价值,可以作为开发和利用农作物秸秆的优良菌株。
　　 试验三:通过研究不同发酵条件对玉米秸秆发酵效果的影响,以确定米曲霉最适发酵条件。试验结果显示,以10％的复合饲料添加量(P>0.05),1％接种量(P>0.05),1:1.5的料水比(P>0.05),粉碎粒度1～2cm(P<0.05),固体发酵3d(P<0.05)为最佳发酵条件。
　　 试验四:为了研究日粮中添加米曲霉发酵玉米秸秆粉代替等量玉米对肉鸡营养物质代谢率、肠道微生物区系和消化酶的影响。本试验选择25只6周龄AA肉鸡,随机分成五组,正处理组设4％、8％和12％三个水平,用发酵秸秆代替基础日粮中等量玉米。用基础日粮(对照组)和8％未发酵秸秆替代基础日粮中等量玉米(负处理组)作对比。试验结果显示:添加一定量的发酵玉米秸秆粉有助于粗蛋白、粗脂肪、钙、中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维的消化吸收,但不利于磷的消化吸收。与负处理组和对照组相比,日粮中添加发酵玉米秸秆粉使回肠和盲肠中的乳酸菌和米曲霉的数量显著增加(P<0.05),大肠杆菌数显著降低(P<0.05)；纤维素酶、蛋白酶和淀粉酶活力显著提高(P<0.05),其中以8％添加量为最佳。