发酵菜粕菌种选育与产业化应用研究

论文摘要

菜粕资源丰富，是我国重要的植物性饲料蛋白原。但菜粕中存在多种抗营养因子，极大地影响了它在动物饲粮中的使用量。利用微生物发酵法去除菜粕中抗营养因子是比较常用的方法。微生物发酵法具有降解效果明显、条件温和、工艺过程简单、干物质损失小等优点。发酵后可大大改善菜粕的口感，提高菜粕的香味和营养成分的利用率。本研究对发酵菜粕用黑曲霉进行氮离子注入诱变选育，优化了发酵菜粕用乳酸菌工业培养基，研究了保存条件和保存期对发酵菜粕饲用品质的影响，以及发酵菜粕在肥育猪生产中的应用效果。试验一：N+注入诱变选育菜粕硫苷降解菌的研究。为选育能够高效降解菜粕硫苷的菌株，利用能降解硫苷的益生菌黑曲霉CICC-2238进行N+注入诱变。经过两次N+注入诱变，在诱变能量为20keV，剂量为60×2.5×1013ions/cm2时，筛选到一株高效降解硫苷的菌株H-109。与出发菌相比较，其Gls的降解率由28.95％提高到49.88％。结果表明，N+注入诱变可以用于菜粕硫苷高效降解菌的选育。试验二：发酵菜粕用乳酸菌工业培养基的优化。针对工业生产的需要，用价格低廉的原料对发酵菜粕用乳酸菌的培养基进行优化。根据单因素试验结果，选取玉米粉、豆粕粉、磷酸氢二钾、无水醋酸钠和起始pH值5个因素，采用L518（3）正交试验优化乳酸菌工业培养基的组成。优化后的乳酸菌培养基配方为玉米粉30g/L，豆粕15g/L，磷酸氢二钾1.5g/L，无水醋酸钠3g/L，起始pH6.5，37℃条件下培养24h活菌数量可达到5.52×l08c fu/mL。用优化过的乳酸菌培养基进行菜粕固态厌氧发酵，其硫苷降解率达到45.68%，异硫氰酸酯降解率达到40.81%，噁唑烷硫酮降解率为51.94%，与乳酸菌MRS培养基相比，两者发酵效果差异不显著。结果提示，发酵菜粕工业生产时可以用优化后的乳酸菌培养基替代MRS培养基，以降低乳酸菌培养基的成本。试验三：保存条件和保存期对发酵菜粕饲用品质的影响。试验测定了在不同含水量（试验1组12%±2%、试验2组20%±2%、试验3组40%±2%和试验4组58%±2%）、不同保存时间（15天、30天、45天、60天、75天和90天）和仓库自然温度（从夏季到秋季）条件下发酵菜粕中水分、粗蛋白、硫苷、乳酸、益生菌、异硫氰酸酯、噁唑烷硫酮的含量及pH值等指标。结果表明，随着保存时间的延长，四个试验组的发酵菜粕中粗蛋白和乳酸的含量呈上升趋势（P＞0.05），硫苷、益生菌的含量及pH值显著降低（P＜0.05）；除试验1组发酵菜粕中异硫氰酸酯和噁唑烷硫酮的含量没有显著变化外（P＞0.05），其它三个试验组的含量均显著降低（P＜0.05）。结果提示，含水量12%到60%左右的发酵菜粕，在自然温度下保存90天不会影响其饲用品质，且可提高粗蛋白和乳酸等有益成分的含量，并降低了抗营养因子的含量。试验四：发酵菜粕饲喂肥育猪的应用研究。试验选择160头日龄相近，体重在70kg左右的杜×长×大三元杂交肥育猪，随机分成4组，每组4个重复，每个重复10头猪（公母各半）。对照组饲粮配方为试验猪场的现行配方，试验1组用发酵菜粕等比例替代对照组饲粮中的全部豆粕，试验2组用0.96份发酵菜粕+0.04份玉米粉等氮替代对照组饲粮中的全部豆粕，试验3组用发酵菜粕等比例替代对照组饲粮中一半的豆粕（10.11个百分点），试验期45天。结果表明：试验1和2组的平均日采食量和平均日增重均极显著低于对照组（P<0.01），料重比极显著高于对照组（P<0.01），屠宰率显著低于对照组（P<0.05），试验3组的平均日采食量、平均日增重和料重比则与对照组无显著差异（P>0.05），并且屠宰率比对照组提高了0.64个百分点（P>0.05）；三个试验组猪的皮厚、背膘厚、滴水损失、肉色评分和剪切力与对照组相比差异均不显著（P>0.05）；试验3组猪的眼肌面积与对照组相当，试验1和2组猪的眼肌面积与对照组相比分别小了9.53cm2（P<0.05）和3.98cm2（P>0.05）。结果提示，发酵菜粕等比例替代肥育猪饲粮中10个百分点左右的豆粕对生产性能、屠宰性能和猪肉品质无不良影响，且可一定程度提高屠宰率和肉的嫩度，并减少滴水损失。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 文献综述
• 1 菜粕营养特点
• 2 菜粕常用脱毒方法简介
• 3 发酵菜粕在畜禽饲料中的应用
• 4 发酵菜粕的展望
• 1 引言
• 2 材料与方法
• 2.1 试验材料
• 2.1.1 试验药品与试剂
• 2.1.2 试验仪器
• 2.1.3 试验菌种
• 2.1.4 试验原料与试验动物
• 2.1.5 主要试剂的配制
• 2.1.6 培养基
• 2.2 试验方法
• +注入诱变选育菜粕硫苷降解菌的研究'>2.2.1 N⁺注入诱变选育菜粕硫苷降解菌的研究
• 2.2.2 发酵菜粕用乳酸菌工业培养基的优化
• 2.2.3 保存条件和保存期对发酵菜粕饲用品质的影响
• 2.2.4 发酵菜粕饲喂肥育猪的应用研究
• 2.2.5 指标测定和计算方法
• 2.3 数据统计与分析
• 3 结果与分析
• +注入诱变选育菜粕硫苷降解菌的研究'>3.1 N⁺注入诱变选育菜粕硫苷降解菌的研究
• 3.1.1 离子注入诱变对菌株存活率的影响
• 3.1.2 最佳注入剂量的选择
• 3.1.3 黑曲霉 H-3 的再次诱变
• 3.1.4 黑曲霉 H-109 菌株发酵稳定性检验
• 3.2 发酵菜粕用乳酸菌工业培养基的优化
• 3.2.1 不同碳源及其浓度对乳酸菌增殖的影响
• 3.2.2 不同氮源及其浓度对乳酸菌增殖的影响
• 3.2.3 不同种类矿物元素对乳酸菌增殖的影响
• 3.2.4 正交试验结果与分析
• 3.2.5 菜粕发酵效果的比较
• 3.3 保存条件和保存期对发酵菜粕饲用品质的影响
• 3.3.1 保存期间发酵菜粕保存温度的变化
• 3.3.2 保存期间发酵菜粕中水分和粗蛋白的变化
• 3.3.3 保存期间发酵菜粕中硫苷、异硫氰酸酯和噁唑烷硫酮含量的变化
• 3.3.4 保存期间发酵菜粕中 pH 和乳酸含量的变化
• 3.3.5 保存期间发酵菜粕中乳酸菌和枯草芽孢杆菌数量的变化
• 3.4 发酵菜粕饲喂肥育猪的应用研究
• 3.4.1 发酵菜粕对肥育猪生产性能的影响
• 3.4.2 发酵菜粕对肥育猪屠宰性能的影响
• 3.4.3 发酵菜粕对肥育猪肉品质的影响
• 4 讨论
• +注入诱变选育菜粕硫苷降解菌的研究'>4.1 N⁺注入诱变选育菜粕硫苷降解菌的研究
• 4.2 发酵菜粕用乳酸菌工业培养基的优化
• 4.3 保存条件和保存期对发酵菜粕饲用品质的影响
• 4.4 发酵菜粕饲喂肥育猪的应用研究
• 4.4.1 发酵菜粕对肥育猪生产性能的影响
• 4.4.2 发酵菜粕对肥育猪屠宰性能的影响
• 4.4.3 发酵菜粕对肥育猪肉品质的影响
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介
• 在读期间发表论文情况