鹅源纤维素分解菌固态发酵秸秆工艺的研究

摘要

我国是一个农业大国，据统计，每年产农作物秸秆约7亿吨，但因其细胞壁中含有木质素而很难作为工业原料及饲料。目前这些资源未得到合理的开发，除极少量用作饲料外，其余都被焚烧，这既是对天然资源的巨大浪费，又造成了环境的严重污染和一系列社会问题。因此，开发利用秸秆饲料是当今重要的研究课题。 本研究以小麦秸和玉米秸为主要材料，以本研究室从五龙鹅肠道分离的草酸青霉F<,67>(Penicillium oxalicum Currie & Thom)，F<,1>，S<,22>，B<,2>等分解纤维素较强的菌株为发酵菌种，较为系统地研究了单一菌种发酵、不同组合的混合菌种发酵产物中粗蛋白(CP)，粗纤维(CF)，中性洗涤纤维(NDF)及酸性洗涤纤维(ADF)的含量变化，通过单因素试验和正交试验，考察了不同氮源对发酵产物CP、CF、NDF及ADF的影响，确定了固态发酵秸秆工艺的最适接种量、接种比例、料水比、料层厚度、发酵时间和发酵温度。并通过SDS-PAGE电泳技术分析发酵过程中蛋白质的含量变化及分子量等。 选取8月龄的健康鹅48只，随机分为8个组，每组6个重复。试验1组为对照组添加未发酵秸秆13.5％；2～8组为试验组添加的发酵秸秆含量分别为19.60％、23.00％、26.00％、30.00％、32.10％、35.00％、37.60％，使CF水平依次升高。采用全收粪法进行代谢试验，检测饲料和粪便中的CP、氨基酸(AA)、CF、钙(Ca)和磷(P)等多种营养成分，确定其消化率，以探讨发酵饲料的饲喂效果。 本试验主要获得如下研究结果： 1.通过单菌、混菌发酵试验，确定了秸秆发酵的最佳菌种组合为F<,67>+F<,1>+S<,22>+B<,2>，最佳接种比例为1：1：2：2，最佳接种量为10％。试验表明4个菌种在发酵过程中具有协同作用。 2.通过对秸秆发酵培养基中的氮源和辅料进行研究。结果表明，在秸秆发酵中，发酵培养基中最佳氮源及其添加量为尿素1.5％或硫酸铵2.0％。在固态发酵过程中，添加麸皮能够调节发酵底物的营养；另外，可作为一种很好的膨松剂，有助于发酵。本次试验结果表明，在发酵培养基中麸皮的最佳含量在10％。 3.在最佳菌种组合、接种比例、接种量和发酵底物的基础上，采用正交试验的方法，对最佳发酵条件开展了研究。结果表明，最佳发酵时间为72h，料水比1：3，料层厚度45cm，温度32℃。秸秆经发酵后，感官指标和理化成分均有较大提高，CP含量由5.18％提高到21.70％，提高了2倍多。NDF、ADF和CF含量分别由63.48％、44.36％、35.48％下降到50.22％、31.08％、18.07％，分别降低了20.89％、29.94％、49.07％。铜、铁、锌、锰等微量元素的含量提高，所测的17种氨基酸含量也有较大提高。 4.代谢试验结果表明，在代谢能(ME)和CP等营养成分摄入量一致的条件下，各试验组养分的消化率显著高于对照组(P<0.05或P<0.01)。与对照组相比，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％；净蛋白利用率(NPU)提高了7.68％～17.06％，粪便中氨态氮(NH<,3>-N)浓度除试验2组外，比对照组降低10.76mg/kg～29.38 mg/kg；除甘氨酸(GLY)偏低之外，各种氨基酸表观消化率(AAAD)均较高，试验组达到73.35％～92.55％,而对照组为60.89％～81.07％；Ca、P的表观消化率分别比对照组提高了5.09％～18.60％和11.10％～23.80％。

目录

论文说明:中英文缩略词

声明

摘要

前言

文献综述

1秸秆的结构特点及限制其利用的因素

1.1秸秆的结构

1.2限制秸秆利用因素

2纤维的生物转化

2.1纤维的组成和性质

2.2纤维素酶的作用机制及理化性质

3秸秆资源利用及饲料化研究

3.1物理法

3.2化学法

3.3生物处理法

4固态发酵秸杆技术的初步研究

4.1固态发酵的特点

4.2影响固态发酵过程的主要因素

4.3蛋白饲料研究现状

5饲粮纤维在鹅生产中的应用

5.1鹅在纤维类饲料消化方面的优势

5.2鹅对饲粮纤维的消化

第一章 秸秆发酵的菌种筛选

1.1引言

1.2试验设计

1.3结果与分析

1.4讨论

1.5小结

第二章 秸秆发酵培养基的研究

2.1引言

2.2试验设计

2.3结果与分析

2.4讨论

2.5小结

第三章 秸秆发酵工艺的研究

3.1引言

3.2试验设计

3.3结果与分析

3.4讨论

3.5小结

第四章 发酵秸秆对鹅消化吸收的影响

4.1引言

4.2试验设计

4.3结果与分析

4.4讨论

4.5小结

全文结论

参考文献

致谢

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