CN105802871A - 乳酸菌群及其在秸秆饲料制备中的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及乳酸菌群及其在秸秆饲料制备中的应用。本发明的乳酸菌群包含面包乳杆菌Lactobacillus panis和植物乳杆菌Lactobacillus plantarum,能够用作饲料中的添加剂,能和纤维素酶协同作用提高秸秆饲料品质。本发明的乳酸菌能够在微氧或厌氧条件下均生长良好,在纤维素酶的协同作用下,能较好地将秸秆水解后的还原糖类转化为乳酸,提高秸秆饲料的营养成分和适口性,并利于秸秆饲料的贮存,可良好地应用于黄贮饲料的生产。
Description
技术领域
本发明属于生物技术领域,涉及一株分离自黄贮气爆水稻秸秆乳酸菌群及其在秸秆饲料制备中的应用。
背景技术
随着粮食作物的种植量的增加和产量提高,植物秸秆作为粮食作物的副产品也在大量的产生着,这些秸秆最原始的用途就是用作燃料,生火煮饭取暖等。但随着人们生活水平的提高,电、煤、天然气的利用,这种原始的用途慢慢将被人们所淘汰。植物秸秆的处理也就成了一个严重的污染问题,现有的处理方法中如将秸秆粉碎埋藏进行所谓的秸秆还田,这种做法的技术还不够成熟,实际应用甚少。更有甚者将作物收割后的秸秆点燃烧毁,不仅严重影响环境,造成大气污染,还会对公路民航等交通带来较大的副面影响,这种做法也是国家命令禁止的处理方法。
植物秸秆作为饲料来喂养牛羊等家畜也有相当的历史,但这种喂养方式也仅仅是粗放喂养,使用的秸秆也仅限于玉米秸秆,一般是将玉米秸秆直接粉碎后进行喂食,但这种喂养方法秸秆利用率太低,采食效果不好,用铡成段的玉米秸秆喂牛,剩余不能采食的秸秆量在三分之一以上,造成严重秸秆浪费。而且动物直接食用秸秆的这种喂养方法生物利用度极低。后来开发的青储秸秆饲料是将秸秆粉碎后直接打捆堆放并进行自然发酵,这种秸秆饲料的缺陷是:自然界的天然微生物品种太多太杂,致使在储存发酵过程中经常腐败变质而不能使用,且存储时间短。即使是青储饲料和发酵饲料,也都停留在地窖加工和小规模应用上,还不能形成工业化生产、运输和商品化销售的秸秆饲料产品。
乳酸菌(Lactobacillus)是发酵糖类且主要产物为乳酸的一类无芽孢、革兰氏染色阳性细菌的总称。凡是能从葡萄糖或乳糖的发酵过程中产生乳酸的细菌统称为乳酸菌,是一种益生菌。乳酸菌可用于制造酸奶、乳酪、德国酸菜、啤酒、葡萄酒、泡菜、腌渍食品和其他发酵食品。此外,也是一种饲料的微生物添加剂,能有效改善饲料品质和适口性,提高饲料的吸收利用和牲畜的免疫力。
乳酸菌在动物体内能发挥许多的生理功能。乳酸菌能促进动物生长,调节胃肠道正常菌群、维持微生态平衡,从向改善胃肠道功能;提高食物消化率和生物效价;降低血清胆固醇,控制内毒素;抑制肠道内腐败菌生长:提高机体免疫力等。
1、提供营养物质,促进机体生长乳酸菌。如果能在体内正常发挥代谢活性,就能直接为宿主提供可利用的必需氨基酸和各种维生素(维生素B族和维生素K等),还可提高矿物元素的生物活性,进而达到为宿主提供必需营养物质、增强动物的营养代谢、直接促其生长的作用。
2、改善胃肠道功能,维持肠道菌群平衡。动物的整个消化道在正常情况下都寄生有大量微生物。就其作用而言,可分为三类:①共生性类型,主要是兼性厌氧菌,在生态平衡时,它们的维生素和蛋白质合成、消化吸收、生物拮抗和免疫等功能对宿主有利。②致病性类型,正常情况下数量少,寄生于正常部位,不至于使宿主发病。若失控,则会导致宿主的不良反应。③中间性类型,即同时具有生理和致病两种作用。微生物群的平衡,对机体的健康十分重要,而乳酸菌就能够调节这种微生态平衡,保障宿主正常生理状态。乳酸菌是肠道常在菌,畜禽服用乳酸菌后,可以改变肠道内环境,抑制有害菌繁殖,调整胃肠道菌群平衡。乳酸菌通过黏附素与肠黏膜细胞紧密结合,在肠黏膜表面定植占位,成为生理屏障的主要组成部分,从而达到恢复宿主抵抗力,修复肠道菌群屏障、治愈肠道疾病的作用。如果这个屏障遭到抗生素或其他因素的破坏,宿主丧失了对外来菌抵抗力,会使具有耐药性的肠内菌异常增殖而取代优势菌的位置,造成肠道内微生态平衡的失调。
3、改善免疫能力。乳酸一方面能明显激活巨噬细胞的吞噬作用,另一方面由于它能在肠道定植,相当于天然自动免疫。它们还能刺激腹膜巨噬细胞、诱导产生干扰素、促进细胞分裂、产生抗体及促进细胞免疫等,所以能增强机体的非特异性和特异性免疫反应,提高机体的抗病能力。
4、乳酸菌对一些腐败菌和低温细菌有较好的抑制作用。可用于防治腹泻、下痢、肠炎、便秘和由于肠道功能紊乱引起的多种疾病以及皮肤炎症。
5、帮助吸收营养成分:如果每天摄入益生菌,不仅能够扼制肠内有害菌群的产生,还能为肠内有益菌提供良好的生长环境,造就健康肠道。
近年来乳酸菌作为微生物添加剂正在推广于饲料制备中,其主要作用是有目的地调节秸秆微生物组成,调控青贮或黄贮发酵过程,促进乳酸菌大量繁殖,有害菌活动受到抑制,更快地产生乳酸,促进多糖与粗纤维的转化,提高干物质回收率,从而有效提高饲料的质量,具有较大潜力和广阔的发展前景。
乳酸菌为革兰氏阳性菌,抗过氧化氢酶、厌氧、无孢子,无运动性,被认为是益生菌而广泛应用于饲料生产当中。乳酸菌按发酵类型分为同型发酵乳酸菌和异型发酵乳酸菌。同型发酵乳酸菌利用水溶性碳水化合物(Water-solublecarbohydrates,WSC)产生较多的乳酸,改善发酵品质,但抑制好氧变质的能力普遍较差。异型发酵乳酸菌利用WSC产生较多的乙酸,抑制了好氧性细菌、酵母和霉菌及饲料好氧变质。不同的研究或者接种不同类型的乳酸菌有不同的结果。一般接种同型乳酸菌(如乳酸片球菌;植物胚芽乳杆菌;酪蛋白乳杆菌;粪链球菌;戊糖片球菌)可降低饲料pH值,增加乳酸含量,降低丁酸含量;接种异型乳酸菌(如布氏乳杆菌;发酵乳杆菌)则会提高青贮饲料pH,增加乙酸的生成。饲料中添加乳酸菌,能提高蛋雏鸡成活率和日增重,可使断乳后仔犬体重显著增加,因此显著提高饲料利用率。乳酸菌常用于生物防腐,研究表明,当青贮或黄贮的秸秆产乳酸之后,可以抑制其中的致病菌和腐败菌的生长,保存风味物质,不影响食品的感官特性。这种饲料气味酸香、柔软多汁、适口性好,在畜牧业生产中广泛应用,尤其在反刍动物饲养中,它已成为不可缺少的基础饲料。目前,应用较广泛的商品菌剂是布氏乳杆菌,但其在某些条件下抑制的效果却不明显,如低温和短时间贮藏。
因此,本领域尚需开发新型的乳酸菌。
发明内容
本发明的目的在于提供一种乳酸菌群及其在秸秆黄贮饲料制备中的应用,能够有效提高秸秆饲料品质。
本发明的第一方面,提供一种乳酸菌群,包含面包乳杆菌(Lactobacilluspanis)和植物乳杆菌(Lactobacillusplantarum)。
在另一优选例中,所述乳酸菌群包含Lactobacilluspanis(DSM6035T)和Lactobacillusplantarum(NRRLB-14768)。
在另一优选例中,所述乳酸菌群由Lactobacilluspanis和Lactobacillusplantarum构成。
在另一优选例中,所述乳酸菌群由Lactobacilluspanis(DSM6035T)和Lactobacillusplantarum(NRRLB-14768)构成。
在另一优选例中,所述Lactobacilluspanis的16SrRNA基因序列如SEQIDNo.1所示。
在另一优选例中,所述Lactobacillusplantarum的16SrRNA的基因序列如SEQIDNo.2所示。
在另一优选例中,所述乳酸菌群分离自黄贮气爆水稻秸秆。
本发明的第二方面,提供第一方面所述的乳酸菌群的用途,用作饲料中的饲料添加剂。
在另一优选例中,所述乳酸菌群用于制备饲料。
在另一优选例中,所述饲料添加剂为微生物菌剂。
在另一优选例中,所述饲料为秸秆。
在另一优选例中,所述秸秆为青贮秸秆和黄贮秸秆。
在另一优选例中,所述秸秆为气爆秸秆。
在另一优选例中,所述饲料添加剂为乳酸产生剂,所述乳酸菌群利用秸秆中含有的还原糖或秸秆中纤维素水解所产生的还原糖生长,并产生乳酸。
在另一优选例中,所述饲料添加剂为杂菌抑制剂,所述乳酸菌群通过降低秸秆的pH抑制杂菌生长。
本发明的第三方面,提供一种饲料的制备方法,所述方法包括在秸秆中加入第一方面所述的乳酸菌群发酵培养制得饲料的步骤。
在另一优选例中,所述发酵培养是在厌氧条件下进行。
在另一优选例中,所述秸秆中还加入有里氏木霉发酵酶液。
在另一优选例中,所述里氏木霉发酵酶液为50-100FPU(滤纸酶活单位),较佳地,为60-80FPU,更佳为65-75FPU。
在另一优选例中,所述秸秆与所述里氏木霉发酵酶液的质量体积比为1-5g:0.5-2.5mL,较佳地为2-4g:0.8-2mL,更佳为2.5-3.5g:1-1.5mL。
在另一优选例中,所述乳酸菌群水溶液的OD为0.05-0.15,较佳地为0.08-0.12,更佳地为0.09-0.11。
在另一优选例中,所述乳酸菌群水溶液与所述里氏木霉发酵酶液的体积比为0.5-1.5:1,较佳地为0.8-1.2:1。
在另一优选例中,饲料制备体系中的含水量为40-60wt%,较佳地为45-55wt%。
本发明的第四方面,提供一种饲料,所述饲料包含秸秆和饲料添加剂,所述饲料添加剂为第一方面所述的乳酸菌群。
本发明的乳酸菌群,包含Lactobacilluspanis(L.panis)和Lactobacillusplantarum(L.plantarum),分离自黄贮气爆水稻秸秆,为耐氧菌群,在无氧/有氧条件均能良好生长。在纤维素酶的协同作用下,能较好地将秸秆水解后的还原糖类转化为乳酸,提高秸秆饲料的营养成分和适口性,并利于秸秆饲料的贮存,可良好地应用于黄贮饲料的生产。且实验证明,与其他常规用于青贮或黄贮的单个纯乳酸菌株相比,能更好的利用秸秆中或秸秆中纤维素水解后的还原糖来产生更多的菌体和乳酸,能更好、更经济地应用于饲料的生产。
应理解,在本发明范围内中,本发明的上述各技术特征和在下文(如实施例)中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合,从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅,在此不再一一累述。
附图说明
图1为气爆后的水稻秸秆的透射电镜图。
图2为用里氏木霉处理后的气爆水稻秸秆的透射电镜图。
图3为用里氏木霉处理后加厌氧黄贮7天后的气爆水稻秸秆的透射电镜图。
具体实施方式
本申请的发明人经过广泛而深入地研究,首次利用里氏木霉和自制泡菜卤水进行黄贮的气爆水稻秸秆,从中分离出一株乳酸菌,鉴定为Lactobacilluspanis(L.panis)。本发明的乳酸菌,在微氧或厌氧条件下均生长良好,能和纤维素酶协同作用,能较好地将秸秆水解后的还原糖类转化为乳酸,提高秸秆饲料的营养成分和适口性,并利于秸秆饲料的贮存,可良好地应用于黄贮饲料的生产。在此基础上,完成了本发明。
培养基
MRS固体培养基:蛋白胨10.0g/L,牛肉膏8.0g/L,酵母提取物4.0g/L,葡萄糖20.0g/L,山梨酸1mL/L,无水磷酸氢二钾2.0g/L,三水合醋酸钠5.0g/L,柠檬酸三胺2.0g/L,七水合硫酸镁0.2g/L,四水合硫酸锰0.05g/L,琼脂10g/L
沙堡氏培养基:蛋白胨10.0g/L,酵母提取物10.0g/L,葡萄糖40.0g/L,琼脂10g/L。
乳酸菌群
本发明人通过对纤维素酶黄贮气爆水稻秸秆进行分离微生物,获得一乳酸菌混合菌,由Lactobacilluspanis和Lactobacillusplantarum组成。
在一优选例中,通过单菌落分离,扩增16SrRNA基因并测序,鉴定出该菌群由Lactobacilluspanis(DSM6035T)和Lactobacillusplantarum(NRRLB-14768)组成。
在一优选实施方式中,分离采用四层纱布对黄贮秸秆加水过滤,滤液稀释1000倍,取100μL涂于MRS固体培养基(蛋白胨10.0g/L,牛肉膏8.0g/L,酵母提取物4.0g/L,葡萄糖20.0g/L,山梨酸1mL/L,无水磷酸氢二钾2.0g/L,三水合醋酸钠5.0g/L,柠檬酸三胺2.0g/L,七水合硫酸镁0.2g/L,四水合硫酸锰0.05g/L,琼脂10g/L)上,30℃厌氧培养48h后获得该混合菌群。将含有混合菌群的菌液稀释后涂布在MRS培养基进行单菌落分离,并通过扩增16SrRNA基因并测序,鉴定出该菌群由Lactobacilluspains和Lactobacillusplantarum构成。该菌群在有氧/无氧的条件下均能良好的生长,添加于黄贮/青贮秸秆能明显改善秸秆的营养成分,提高秸秆的品质,能作为饲料添加用微生物菌剂。
如本文所用,术语“本发明的乳酸菌群”、“Lactobacilluspains和Lactobacillusplantarum”、“L.panis和L.plantarum”、“乳酸菌群L.panis和L.plantarum”、“乳酸菌群Lactobacilluspains和Lactobacillusplantarum”、“乳酸菌群”指分离自黄贮气爆水稻秸秆的乳酸菌群,通过扩增其16SrRNA基因并测序,其16SrRNA的基因分别如SEQIDNo.1和SEQIDNo.2所示。
本发明的菌株是活体细胞,一旦获得了本发明菌群的活体细胞及其相关的含有活体细胞的培养混合物,就可以用接种传代、再生等手段来大批量地获得本发明的菌群。也可以通过单独培养的Lactobacilluspains和Lactobacillusplantarum纯菌加以混合。通常是将其接种到固体平板培养基或液体培养基中进行菌群的扩大培养而获得本发明的活体细胞。或者将Lactobacilluspains和Lactobacillusplantarum的纯菌接种到固体平板培养基或液体培养基放大培养后混合配比来获得本发明的活体细胞。而获得的活体细胞可进一步进行实验室驯化、遗传育种和分子遗传操作等来获得突变体和转化子的混合菌群。也可利用本发明菌群分离后的纯菌可作为异源表达的宿主细胞。
应理解,对于本发明的菌群而言,Lactobacilluspanis和Lactobacillusplantarum的活菌数量比没有特别的限定。通常,两者的活菌数量比为1:100-100:1,较佳地1:10-10:1;更佳地1:5-5:1。另外,应理解,即使起始的活菌比例有所不同,但经过接种共培养后,两者的活菌数量比可落入上述范围。
本领域技术人员熟知的方法能用于诱变本发明的活体细胞,而造成活体细胞的基因编码改变、酶活特性和形态学上的改变。这些方法包括利用射线、粒子、激光、紫外光等物理方法,利用烷化剂、碱基类似物(baseanalog)、羟胺(hydroxylamine)、吖啶色素等化学诱变方法。诱变可是以上一种方法或多种方法的多代诱变,且不限于这些方法。
本领域技术人员熟知的方法能用于构建进一步改造本发明合适的转录/翻译控制信号的表达载体。这些方法包括体外重组DNA技术、DNA合成技术、体内重组技术等。所述的DNA序列可有效连接到表达载体中的适当启动子上,以指导mRNA合成。这些启动子的代表性例子有:大肠杆菌的lac或trp启动子;λ噬菌体PL启动子;真核启动子包括CMV立即早期启动子、HSV胸苷激酶启动子、早期和晚期SV40启动子、反转录病毒的LTRs和其他一些已知的可控制基因在原核或真核细胞或其病毒中表达的启动子。表达载体还包括翻译起始用的核糖体结合位点和转录终止子。
此外,表达载体优选地包含一个或多个选择性标记基因,以提供用于选择转化的宿主细胞的表型性状,如真核细胞培养用的二氢叶酸还原酶、新霉素抗性以及绿色荧光蛋白(GFP),或用于大肠杆菌的四环素或氨苄青霉素抗性。包含上述的适当DNA序列以及适当启动子或者控制序列的载体,可以用于转化适当的宿主细胞,以使其能够表达蛋白质。
本领域一般技术人员都清楚如何选择适当的载体、启动子、增强子。
用重组DNA转化宿主细胞可用本领域技术人员熟知的常规技术进行。所用的步骤在本领域众所周知。如电击转化方法、基因枪法、化学转化法等,且不限于这些方法。
秸秆饲料
饲料用秸秆一般除了直接喂食牲畜的新鲜秸秆之外,在没有新鲜秸秆的季节通过青贮/黄贮的方法,来调整秸秆饲料供应时期,可以做到常年均衡供应。
青贮是将收割的鲜(青)秸秆粉碎后直接窖贮、装袋或打捆包裹贮藏的一种技术。青贮料经压实密封,在适宜的湿度条件下,自身所含有的微生物乳酸菌厌氧发酵,产生乳酸,额外添加乳酸菌酶制剂可加快产生乳酸,更早的抑制杂菌产生毒素。到pH降低到3.5-4.5之间,大部分微生物都会停止繁殖,最后乳酸菌也被自身产生的乳酸所控制而停止生长,从而达到青贮的目的。由于青贮要求秸秆含水率在60%~70%之间,含水率过低时便不能作业,因此受到时间上的限制。据中国农科院专家测算,5.6公斤青贮玉米秸秆的能量相当于1公斤玉米的能量(干秸秆的能量很小,但经黄贮后营养价值显著提高)。
黄贮是利用己变干(黄)秸秆做原料,经机械揉搓粉碎后,加适量水和生物菌剂,压捆以后再装袋贮存的一种技术。黄贮加入的高效复合菌剂,在适宜的厌氧环境下,将大量的纤维素、半纤维素,甚至一些木质素分解,并转化为糖类。糖类进一步通过乳酸菌等发酵转化为乳酸、乙酸和丙酸,并抑制丁酸菌和霉菌等有害菌的繁殖,最后达到与青贮同样的贮存效果。由于黄贮不受秸秆含水率限制,一年四季都可以做,是非常有推广价值的饲料贮存技术。可见“黄贮”是相对青贮而言。
秸秆饲料的青贮和黄贮都是利用微生物发酵的原理进行贮存的,因此统称为“微贮”。可见选择良好的微贮菌株,对于秸秆饲料的供应是最为关键的一步。
本发明乳酸菌群Lactobacilluspains和Lactobacillusplantarum,可改善秸秆作为饲料的品质。为了实现该发明目的,可以和里氏木霉发酵所得的纤维素酶协同作用,进一步改善秸秆这一饲料品质。
本发明乳酸菌群改善秸秆品质可通过实验室小体系实现。在一优选实施方式中,取2.5g稻草秸秆,放入厌氧瓶中;每瓶放入75FPU(滤纸酶活单位)的里氏木霉发酵酶液;将预先培养后乳酸菌群离心弃去培养基后,用无菌水稀释至0.25OD后,加入到上述厌氧瓶中,最终含水量为50%。在30℃发酵三十天;30天后检测秸秆乳酸含量占初始秸秆重量的5%,还原糖12%,可溶性蛋白为4%。而仅添加纤维素酶不添加乳酸菌群的对照,乳酸含量仅为1%,可溶性蛋白仅为1%,而还原糖含量则有16%。而初始秸秆基本不含乳酸,还原糖和可溶性蛋白也是极低的。这说明本发明乳酸菌菌,能明显改善秸秆的营养成分,提高秸秆的品质,能作为饲料添加用微生物菌剂。
如上所述体系可以进行体系放大进行黄贮和青贮时按需添加本发明乳酸菌群L.panis和L.plantarum。为大量获得本发明的乳酸菌L.panis和L.plantarum,可用发酵罐大规模发酵获取微生物活体细胞用于饲料添加用菌剂。
本发明提到的上述特征,或实施例提到的特征可以任意组合。本案说明书所揭示的所有特征可与任何组合物形式并用,说明书中所揭示的各个特征,可以被任何提供相同、均等或相似目的的替代性特征取代。因此除有特别说明,所揭示的特征仅为均等或相似特征的一般性例子。
本发明的有益之处在于:
(1)本发明提供一种乳酸菌群L.panis和L.plantarum,分离自黄贮气爆水稻秸秆,为耐氧菌株,在无氧/有氧条件均能良好生长。
(2)在纤维素酶的协同作用下,乳酸菌群L.panis和L.plantarum能较好地将秸秆中的还原糖或秸秆纤维水解后产生的还原糖类转化为乳酸,降低秸秆的pH来抑制杂菌的生长,改善秸秆饲料的营养成分和适口性,自身还可作为牲畜肠道中的益生因子,促进喂食牲畜的健康生长。此外可利于秸秆饲料的贮存,可良好地应用于黄贮饲料的生产。
(3)与其他常规用于青贮或黄贮的乳酸菌株相比,能更好的利用秸秆中或秸秆中纤维素水解后的还原糖来产生更多的菌体和乳酸,能更好、更经济地应用于饲料的生产。
除非另行定义,文中所使用的所有专业与科学用语与本领域熟练人员所熟悉的意义相同。此外,任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本发明中。下面结合具体实施例,进一步阐述本发明。应理解,文中所述的较佳实施方法与材料仅作示范之用,这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法,通常按照常规条件如Sambrook等人,分子克隆:实验室指南(NewYork:ColdSpringHarborLaboratoryPress,1989)中所述的条件,或按照制造厂商所建议的条件。除非另外说明,否则百分比和份数按重量计算。
实施例1
乳酸菌群L.panis和L.plantarum的分离和鉴定
接种里氏木霉菌株于沙堡氏培养基,28℃200rpm摇种2天后,将菌丝滤除并用无菌水清洗3遍。
取气爆后的水稻秸秆10g,加入洗涤后的菌丝2g,恒温培养箱28℃,相对湿度维持80-85%培养,每隔24h添加5ml无菌水。培养六天后,37℃厌氧环境继续培养7天。取处理后的黄贮气爆水稻秸秆样品2g,加入20ml水后,用力震荡后,用四层纱布过滤,滤液稀释1000倍,取100μL涂于MRS固体培养基上,30℃厌氧培养48h后,挑取菌落。
菌落挑取置于5mlMRS肉汤培养基中,30℃厌氧培养48h后,经过稀释后,再涂布于MRS固体培养基上,30℃厌氧培养48h后,挑取菌落。挑取多个单菌落再接种于5mlMRS肉汤培养基中,用引物F(SeqIDNo.3:5’-AGAGTTTGATCMTGGCTCAG-3’)和引物R(SeqIDNo.4:5’-GGTTACCTTGTTACGACTT-3’)进行16SrRNA基因的扩增。经过测序比对,序列如SeqIDNo.1和SeqIDNo.2,鉴定获得的该菌群为乳酸菌Lactobacilluspanis(DSM6035T)和Lactobacillusplantarum(NRRLB-14768)组成。
实施例2
气爆水稻秸秆黄贮过程中秸秆纤维的变化
为观察气爆水稻秸秆在黄贮过程中秸秆纤维的变化情况,取实施例1中37℃厌氧培养7天的样品,以及气爆水稻秸秆制作切片,用透射电镜观察秸秆黄贮纤维的变化。
图1所示为气爆后的水稻秸秆的纤维结构,总体上结构比较平整。
图2中所示用里氏木霉处理后的气爆水稻秸秆的纤维结构,纤维结构上附着一些不完整的菌丝,且纤维之间出现明显的洞状结构。
图3所示为用里氏木霉处理后加黄贮7天后的气爆水稻秸秆的显微结构,可见纤维结构进一步断裂破坏。
实施例3
乳酸菌群在气爆水稻秸秆黄贮中的应用
乳酸菌群接种于MRS液体培养基在30℃扩大培养3天,同时纯乳酸菌L.fermentum和L.plantarum作为比较菌株作同样处理。
取气爆后的水稻秸秆2.5g,加入75FPU里氏木霉发酵液(约1.25ml)。将预先培养后乳酸菌群(L.panis和L.plantarum菌群;发酵乳杆菌L.fermentum和L.plantarum菌群)和纯乳酸菌(L.fermentum;L.plantarum)离心弃去培养基后,用无菌水稀释至0.1OD后,取1.25mL分别加入体系中,其中不加乳酸菌的加入1.25mL水以维持秸秆相同的含水量。各实验组三个重复,在30℃,密封培养30天后测定各营养成分,样品pH气爆水稻秸秆黄贮30天后营养成分占处理前质量的百分比如表1所示。
表1实验结果
结果表明:
初始气爆水稻秸秆基本不含乳酸,还原糖和可溶性蛋白也是极低的。
仅添加纤维素酶不添加乳酸菌或乳酸菌群的对照,乳酸含量仅为1.2%,可溶性蛋白仅为1.3%,而还原糖含量则有16.9%。
两对照乳酸菌L.fermentum和L.plantarum组,30天后检测秸秆乳酸含量分别占初始气爆水稻秸秆重量的仅2.4%和3.7%。
对照乳酸菌群(L.fermentum+L.plantarum)组,30天后检测秸秆乳酸含量占初始气爆水稻秸秆重量的仅3.2%。
本发明的乳酸菌群可以改善秸秆作为饲料的品质,30天后检测秸秆乳酸含量占初始气爆水稻秸秆重量的5.3%,还原糖提高至12.6%,可溶性蛋白提高至4.2%,说明本发明乳酸菌群,能明显改善秸秆的营养成分,提高秸秆的品质,能作为饲料添加用微生物菌剂。
可见,在水稻、玉米、小麦等秸秆在青贮或黄贮时添加乳酸菌群L.panis和L.plantarum,在纤维素酶的协同作用下,能较好地将秸秆水解后的还原糖类转化为乳酸,可加速产生乙酸,降低秸秆的pH来抑制杂菌的生长,同时能够改善秸秆的营养成份和牲畜的适口性。并利于秸秆饲料的贮存,可良好地应用于黄贮饲料的生产。
在本发明提及的所有文献都在本申请中引用作为参考,就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解,在阅读了本发明的上述讲授内容之后,本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改,这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
Claims (10)
1.一种乳酸菌群,包含面包乳杆菌(Lactobacilluspanis)和植物乳杆菌(Lactobacillusplantarum)。
2.如权利要求1所述的乳酸菌群,其特征在于,所述Lactobacilluspanis的16SrRNA基因序列如SEQIDNo.1所示;
所述Lactobacillusplantarum的16SrRNA的基因序列如SEQIDNo.2所示。
3.如权利要求1所述的乳酸菌群,其特征在于,所述乳酸菌群分离自黄贮气爆水稻秸秆。
4.如权利要求1-3任一项所述的乳酸菌群的用途,其特征在于,用作饲料中的饲料添加剂。
5.如权利要求4所述的用途,其特征在于,所述饲料为秸秆。
6.如权利要求5所述的用途,其特征在于,所述饲料添加剂为乳酸产生剂,所述乳酸菌群利用秸秆中含有的还原糖或秸秆中纤维素水解所产生的还原糖生长,并产生乳酸。
7.如权利要求5所述的用途,其特征在于,所述饲料添加剂为杂菌抑制剂,所述乳酸菌群通过降低秸秆的pH抑制杂菌生长。
8.一种饲料的制备方法,其特征在于,所述方法包括在秸秆中加入权利要求1-3任一项所述的乳酸菌群发酵培养制得饲料的步骤。
9.如权利要求8所述的制备方法,其特征在于,所述秸秆中还加入有里氏木霉发酵酶液。
10.一种饲料,其特征在于,所述饲料包含秸秆和饲料添加剂,所述饲料添加剂为权利要求1-3任一项所述的乳酸菌群。
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