第十章飼料微生物

畜牧微生物學第十章、飼料微生物飼料微生物的研究內容在飼料調制和保藏過程中采取措施，加強和發(fā)揮有益微生物的作用，防止和抑制有害微生物的作用，保證飼料調制過程的順利進行和安全儲存，提高飼料的營養(yǎng)價值和保護飼料的營養(yǎng)成分與畜禽健康；廣辟飼料來源；生產單細胞蛋白質飼料中的微生物植物體表微生物及其來源根際微生物附生微生物動物性飼料的微生物及其來源加工過程的污染干制或鹽浸保存。根際微生物植物根系向周圍分泌糖、AA、V等，因此存在大量微生物。種類：主要為無芽孢桿菌，如假單孢菌屬、土壤桿菌屬、無色桿菌屬等作用：①改善植物營養(yǎng)②分泌植物激素③分泌抗生素④有時對植物有害附生微生物植物表面（主要是葉）存在的微生物。種類：主要是細菌，少數(shù)酵母和霉菌，放線菌極少。應用：乳酸桿菌→泡菜、酸菜、青貯飼料酵母→葡萄酒葉面M→固氮有害：果蔬腐爛干草的調制與微生物的活動關鍵：排除多余水分（60－70％——12－16％）。青干草的制備曬干，2－3天內完成；褐干草的制備：晾干至含水率45－50％；堆熱干燥防止過度發(fā)酵和自燃。青貯的原理青貯：把新鮮的青飼料，切碎并填入和壓緊在青貯窖或塔中，密封后經(jīng)過微生物的發(fā)酵作用調制而成的一種多汁、耐儲存。能供給家畜全年使用的飼料。青貯的原理：厭氧環(huán)境乳酸菌發(fā)酵產酸抑制有害菌的生長。青貯塔青貯塑料袋青貯料中的微生物乳酸菌：球/桿菌，厭氧/微需氧，正/異型乳酸發(fā)酵；氮素營養(yǎng)損失少；腸道桿菌：兼性厭氧，異型乳酸發(fā)酵，產氣（碳素損失），腐敗分解（氮素損失），不耐酸；丁酸菌：嚴格厭氧的梭狀芽孢桿菌，飼料好壞的重要指標。丁酸發(fā)酵的預防措施：避免土壤污染調制初期非嚴格厭氧乳酸積累快，PH下降迅速。腐敗菌：青飼料敗壞的主要原因，不耐酸酵母菌：酒精發(fā)酵，有氧條件下分解乳酸；霉菌：需氧喜酸。青貯發(fā)酵過程中營養(yǎng)物質的變化良好青貯：乳酸積累為主；敗壞青貯：丁酸含量高；過熱青貯：醋酸為主。青貯發(fā)酵過程預備發(fā)酵期（2天）需氧/兼性需氧微生物和植物呼吸——厭氧環(huán)境；乳酸菌活動——PH<5，其他微生物活動受抑制。酸化成熟期（3－15天）3－7天，微需氧，乳酸桿菌為主，8－15天，厭氧，耐酸的乳酸球菌為主，PH<4.2；完成保存期（15－25天）乳酸含量1.5-2%，PH4.0-4.2青貯時促進乳酸菌增殖的條件選擇適當?shù)闹参铮缓?－1.5%，含水65－75％堆放時壓緊，堆好后密封；加入某些物品，改善發(fā)酵條件；0.1-0.5%食鹽；適量廢蜜糖減少雜菌污染。單細胞蛋白飼料單細胞蛋白（SCP）：單細胞生物生產的細胞蛋白質。優(yōu)點營養(yǎng)豐富，必需氨基酸齊全；生長繁殖快，效率高；可以工廠化生產，原料來源廣泛單細胞蛋白的生產生產用原料：糖蜜、亞硫酸鹽紙漿廢液、谷氨酸發(fā)酵廢液、稻草、稻殼、玉米芯、木榍等的水解液；天然氣、乙醇、乙烷等；乳制品和啤酒生產的廢棄物。發(fā)酵方法：深層通氣發(fā)酵和固體通風發(fā)酵。主要用途：作為單細胞食品；提取核苷酸、輔酶A、乳糖酶等醫(yī)藥及生物試劑主要菌種：產元假絲酵母、解脂假絲酵母、嗜石油假絲酵母等重要的單細胞蛋白飼料飼料酵母造紙廠的亞硫酸鹽紙漿液；農業(yè)廢料制糖廠的廢蜜糖白地霉飼料石油蛋白石油脫蠟同時生產蛋白質－生物煉油；高純度正石蠟生產蛋白質；氣態(tài)烴生產蛋白質：甲醇，甲烷為原料。藻體飼料：螺旋藻。發(fā)酵飼料的微生物纖維素酶解飼料瘤胃液接種發(fā)酵飼料擔子菌發(fā)酵飼料分解利用秸稈的微生物種類①能分解纖維素的細菌芽胞桿菌屬(Bacillus)、類芽胞桿菌(Paenibacillus)、假單胞菌屬(Pseudomones)、弧菌屬(Vibrio)，微球菌屬(Micrococcus)、鏈球菌屬(Streptococcus)、梭菌屬(Clostridium)、原粘桿菌屬(Promyxobecterium)、纖維粘菌屬(Cytophaga)，生胞噬纖維菌屬(Sporocytophage)、堆囊菌屬(Sorangium)、螺旋體屬(Spirochaeta)等等。②能分纖維素和半纖維素的真菌木霉屬(Trichoderma)、曲霉屬(Aspergillus)、青霉(Penicillium)、分枝孢屬(Sporotrichum)、輪枝孢霉(Verticillium)、鐮刀菌屬(Fusarium)、根霉(Rhizopus)等。③能分解纖維素的放線菌分枝桿菌(Mycobacterium)、諾卡氏菌(Nocardia)、小單孢菌(Micromonospora)、鏈霉菌屬(Streptomyces)等等。④氧化木質素的微生物有洋蘑菇(Psalliota)、鬼傘菌(Coprinus)、茯苓(Poria)、多孔菌屬(Polyporus)、傘菌屬(Agaricus)、糙皮側耳(Pleurotusostrcatus)、韌皮菌屬(Sthreum)等等。

秸稈飼料的生物調制技術秸稈生物調制的目的提高消化率生產單細胞蛋白質貯存秸稈飼料秸稈生物調制的主要技術EM菌制劑（有效微生物）干秸稈生物調制劑微貯活干菌混菌兩次發(fā)酵技術EM飼料添加劑EM即有效微生物菌群，系日本琉球大學比嘉照夫教授發(fā)明的復合微生物制劑，由光合細菌、乳酸菌、酵母菌和放線菌等10屬80多種微生物組成。EM在畜牧業(yè)中的應用EM微生物添加劑的使用方法(1)EM噴灑飼料飼喂法①直接飼喂②液體發(fā)酵后飼喂(2)EM飲水法(3)EM噴灑畜舍法(4)EM糞池投放法(5)EM固態(tài)發(fā)酵物制作法①EM雞飼料發(fā)酵物②EM豬飼料發(fā)酵物還可用EM菌劑發(fā)酵秸稈微生態(tài)制劑微生態(tài)制劑是在微生態(tài)學理論的指導下，調整生態(tài)失調（microdysbiosis）保持微生態(tài)平衡（microeubiosis），提高宿主（人、動植物）健康水平或增進健康佳態(tài)（wellbeing）的生理性活菌制品（微生物）及其代謝產物以及促進這些生理菌群生長繁殖的物質制品。目前國際上已將其分成3個類型，即益生菌（Probiotics）、益生元（Prebiotics）和合生素（Synbiotics）。益生素益生菌（Probiotics）又稱益生素，是指投入后通過改善宿主腸道菌群生態(tài)平衡而發(fā)揮有益作用，達到提高宿主（人和動物）健康水平和健康佳態(tài)的活菌制劑及其代謝產物?；局笇枷胧怯萌嘶騽游镎Ｉ砭海╪ormalmicrobiota）的成員，經(jīng)過選種和人工繁殖，通過各種途徑和劑型制成活菌制劑，然后再以投入方式使其回到原來環(huán)境，發(fā)揮自然的生理作用。益生菌有雙歧桿菌、乳桿菌、腸球菌、大腸桿菌、枯草桿菌、蠟樣芽腸桿菌、地衣芽胞桿菌、丁酸梭菌和酵母菌等。益生元益生元（Prebiotics）是指能夠選擇性地促進宿主腸道內原有的一種或幾種有益細菌（益生菌）生長繁殖的物質，通過有益菌的繁殖增多，抑制有害細菌生長，從而達到調整腸道菌群，促進機體健康的目的。這類物質最早發(fā)現(xiàn)的是雙歧因子（bifidusfactor）。如各種寡糖類物質（oligosaccharides）或稱低聚糖。常見的有乳果糖（lactulose）、蔗糖低聚糖（oligosucrose）棉子低聚糖（oligofaffinose）、異麥芽低聚糖（oligomaltose）、玉米低聚糖（cornoligossacharides）和大豆低聚糖（soybeanoligosaccha-rides）等。這些糖類既不被人體消化系統(tǒng)消化和吸收，亦不被腸道菌群分解和利用，只能為腸道有益菌群如雙歧桿菌和乳桿菌利用，促進有益菌的生長繁殖，抑制有害菌的生長，從而達到調整腸道正常菌群的目的。其它尚有一些有機酸及其鹽類，如葡萄糖酸和葡萄糖酸鈣以及我國的某些中草藥類，如人參、黨參、黃芪等或茶葉提取物亦能起到益生元的作用。合生素合生素（Synbiotics）是指益生菌和益生元同時并存的制劑。此類制品是以益生菌和益生元同時并用，服用后到達腸腔可使進入的益生菌在益生元的作用下，再行繁殖增多，使之更有利于發(fā)揮抗病、保健的有益作用。直接飼用微生物及其菌種

直接飼喂動物的微生物，1974年首先被美國學者R·E·Parker稱之為Probiotics，目前國內把這個詞又譯為促生素、益生素、生菌素、促菌生、活菌制劑、微生態(tài)制劑等。Probiotics詞的解釋曾經(jīng)有過一段時間的混亂。1989年，F(xiàn)uller重新定義為“一種可以通過改善腸道菌群平衡而對動物施加有利影響的活微生物飼料添加劑”。菌種生產微生物飼料添加劑的首要問題是選擇適當?shù)木N。許多細菌具有宿主特異性，這是在長期的進化過程中與宿主形成的供體與受體關系一種動物微生物飼料添加劑的菌種最好從本動物消化道分離，以有利于添加劑中的細菌在宿主體內定植。用作飼料添加劑的菌株應具備較強的產酸能力，以利于消化道營養(yǎng)物質的消化吸收，提高飼料利用率。所選的菌株繁殖率要高，這樣才能迅速占據(jù)消化道。此外，用作飼料添加劑的細菌應具備在胃的酸性環(huán)境中存活的能力。據(jù)美國Alltech生物技術中心規(guī)定，用作飼料添加劑的細菌對膽酸應有70%以上的抵抗力。飼料添加劑微生物美國食品及藥物管理局1989年公布的可用作飼料添加劑、對人畜無害的微生物有：黑曲霉、米曲霉凝結芽胞桿菌、遲緩芽胞桿菌、地衣芽孢桿菌、短小芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌(僅用非抗生素生產菌株)嗜淀粉擬桿菌、多毛擬桿菌、凄瘤胃擬桿菌、產琥珀酸擬桿菌青春雙歧桿菌、動物雙歧桿菌、兩岐雙岐桿菌、嬰兒雙岐桿菌、長雙岐桿菌、嗜熱雙岐桿菌嗜酸乳桿菌、干酪乳桿菌、纖維二糖乳桿菌、彎曲乳桿菌、德氏乳桿菌、乳酸乳桿菌、植物乳桿菌、腸膜狀明串珠菌、乳酸片球菌、啤酒片球菌、戊糖片球菌、費氏丙酸桿菌、謝氏丙酸桿菌、釀酒酵母、乳脂鏈球菌、乳鏈球菌二丁酮乳新亞種、糞鏈球菌、乳鏈球菌、嗜熱鏈球菌等。微生物添加劑菌種1999年我國農業(yè)部公布了可以直接調喂動物的飼料級微生物添加劑菌種有12個：干酪乳桿菌（Lactobacillus

easei）、植物乳桿菌（L．planetarium）、嗜酸性乳桿菌（L．acdophilus）、糞鏈球菌（Straptoccusfaecium）、乳鏈球菌（S．lactis）、枯草芽孢桿菌（Bacillussubtilis）、納豆芽孢桿菌（B．natto）、乳酸片球菌（Pediococcusacidilacticii）、啤酒酵母(Sacchacevista)、產朊假絲酵母（Candidautilis）、沼澤紅假單胞菌曲霉（Aspergllus）飼用微生物添加劑的作用機理保持動物腸道內微生態(tài)平衡補充營養(yǎng)成分防止有害物質的產生提高機體免疫功能酶制劑作為飼料酶制劑的主要是幫助消化的營養(yǎng)酶，品種約20-30種。應用量最大的有非淀粉多糖（NSP）酶（包括纖維素酶、葡聚糖酶、木聚糖酶、甘露聚糖酶、半乳糖苷酶和果膠酶）、植酸酶、淀粉酶、蛋白酶和脂肪酶五類。酶的形成酶是通過富產酶的特定微生物（如米曲霉、黑曲霉、枯草桿菌和酵母桿菌等）發(fā)酵，經(jīng)提取、濃縮等工藝加工而成的具有高度催化活性的物質。酶制劑的應用環(huán)境條件：斷奶前后、高溫季節(jié)、換料以后及其他應激狀態(tài)下更應用酶制劑。動物狀態(tài)：單胃、幼齡、老齡、高產動物及患病的動物使用酶制劑的效果明顯。纖維素酶纖維素酶不是一個單一的酶種，而是能將纖維素水解成葡萄糖的一組酶的總稱，主要有3個組分組成：1、葡聚糖內切酶：能在纖維素酶分子內部任意斷裂β-1，4糖苷鍵。

2、葡聚糖外切酶（纖維二糖酶）：能從纖維分子的非還原端依次裂解β－1，4糖苷鍵釋放出纖維二糖分子。

3、β－葡萄糖苷酶：能將纖維二糖及其他低分子纖維糊精分解為葡萄糖。

只有這三種酶共同存在并協(xié)同作用方能完成水解過程。纖維素酶制劑本身是一種由蛋白酶、淀粉酶、果膠酶和纖維素酶等組成的多酶復合物，在這種多酶復合體系中一種酶的產物可以成為另一種酶的底物，從而使消化道內的消化作用得以順利進行。纖維素酶的作用機理消除抗營養(yǎng)因子，提高飼料營養(yǎng)價值

植物的細胞壁由纖維素、半纖維素、木質素和果膠等組成。它們在細胞外形成一層穩(wěn)定而堅固的外殼，阻止了畜禽對細胞內營養(yǎng)物質的吸收。植物性飼料進入畜禽消化道后，其中的纖維素、半纖維素、果膠等大分子物質可部分溶解產生黏性溶液，使消化道內容物的粘度增加，對內源酶形成了一個物理屏障，從而影響營養(yǎng)物質的消化吸收。日糧中添加纖維素酶以后，可以把纖維素、半纖維素、果膠、戊糖等大分子物質降解為單糖和寡糖，使消化道內容物的粘度降低，增加內源酶的擴散，增大酶與營養(yǎng)物質的接觸面積，提高營養(yǎng)物質的消化利用率。同時在半纖維素酶、果膠酶、β-葡聚糖酶等的協(xié)同作用下，破壞植物的細胞壁，促進植物細胞壁的溶解使更多的植物細胞內溶物溶解出來，被淀粉