第十章飼料微生物

畜牧微生物學(xué)第十章、飼料微生物飼料微生物的研究內(nèi)容在飼料調(diào)制和保藏過程中采取措施，加強(qiáng)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(diào)制過程的順利進(jìn)行和安全儲(chǔ)存，提高飼料的營養(yǎng)價(jià)值和保護(hù)飼料的營養(yǎng)成分與畜禽健康；廣辟飼料來源；生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白質(zhì)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(dòng)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(shí)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(xì)菌，少數(shù)酵母和霉菌，放線菌極少。應(yīng)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(diào)制與微生物的活動(dòng)關(guān)鍵：排除多余水分（60－70％——12－16％）。青干草的制備曬干，2－3天內(nèi)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(diào)制而成的一種多汁、耐儲(chǔ)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(chǎn)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(chǎn)氣（碳素?fù)p失），腐敗分解（氮素?fù)p失），不耐酸；丁酸菌：嚴(yán)格厭氧的梭狀芽孢桿菌，飼料好壞的重要指標(biāo)。丁酸發(fā)酵的預(yù)防措施：避免土壤污染調(diào)制初期非嚴(yán)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(zhì)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(yù)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(dòng)——PH<5，其他微生物活動(dòng)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(shí)促進(jìn)乳酸菌增殖的條件選擇適當(dāng)?shù)闹参?；含?－1.5%，含水65－75％堆放時(shí)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(xì)胞蛋白飼料單細(xì)胞蛋白（SCP）：單細(xì)胞生物生產(chǎn)的細(xì)胞蛋白質(zhì)。優(yōu)點(diǎn)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(chǎn)，原料來源廣泛單細(xì)胞蛋白的生產(chǎn)生產(chǎn)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(chǎn)的廢棄物。發(fā)酵方法：深層通氣發(fā)酵和固體通風(fēng)發(fā)酵。主要用途：作為單細(xì)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(chǎn)元假絲酵母、解脂假絲酵母、嗜石油假絲酵母等重要的單細(xì)胞蛋白飼料飼料酵母造紙廠的亞硫酸鹽紙漿液；農(nóng)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(shí)生產(chǎn)蛋白質(zhì)－生物煉油；高純度正石蠟生產(chǎn)蛋白質(zhì)；氣態(tài)烴生產(chǎn)蛋白質(zhì)：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(dān)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(xì)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(zhì)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(cè)耳(Pleurotusostrcatus)、韌皮菌屬(Sthreum)等等。

秸稈飼料的生物調(diào)制技術(shù)秸稈生物調(diào)制的目的提高消化率生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白質(zhì)貯存秸稈飼料秸稈生物調(diào)制的主要技術(shù)EM菌制劑（有效微生物）干秸稈生物調(diào)制劑微貯活干菌混菌兩次發(fā)酵技術(shù)EM飼料添加劑EM即有效微生物菌群，系日本琉球大學(xué)比嘉照夫教授發(fā)明的復(fù)合微生物制劑，由光合細(xì)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(yīng)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(xué)理論的指導(dǎo)下，調(diào)整生態(tài)失調(diào)（microdysbiosis）保持微生態(tài)平衡（microeubiosis），提高宿主（人、動(dòng)植物）健康水平或增進(jìn)健康佳態(tài)（wellbeing）的生理性活菌制品（微生物）及其代謝產(chǎn)物以及促進(jìn)這些生理菌群生長繁殖的物質(zhì)制品。目前國際上已將其分成3個(gè)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(dá)到提高宿主（人和動(dòng)物）健康水平和健康佳態(tài)的活菌制劑及其代謝產(chǎn)物?；局笇?dǎo)思想是用人或動(dòng)物正常生理菌群（normalmicrobiota）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(jìn)宿主腸道內(nèi)原有的一種或幾種有益細(xì)菌（益生菌）生長繁殖的物質(zhì)，通過有益菌的繁殖增多，抑制有害細(xì)菌生長，從而達(dá)到調(diào)整腸道菌群，促進(jìn)機(jī)體健康的目的。這類物質(zhì)最早發(fā)現(xiàn)的是雙歧因子（bifidusfactor）。如各種寡糖類物質(zhì)（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(jìn)有益菌的生長繁殖，抑制有害菌的生長，從而達(dá)到調(diào)整腸道正常菌群的目的。其它尚有一些有機(jī)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(shí)并存的制劑。此類制品是以益生菌和益生元同時(shí)并用，服用后到達(dá)腸腔可使進(jìn)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(dòng)物的微生物，1974年首先被美國學(xué)者R·E·Parker稱之為Probiotics，目前國內(nèi)把這個(gè)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(shí)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(dòng)物施加有利影響的活微生物飼料添加劑”。菌種生產(chǎn)微生物飼料添加劑的首要問題是選擇適當(dāng)?shù)木N。許多細(xì)菌具有宿主特異性，這是在長期的進(jìn)化過程中與宿主形成的供體與受體關(guān)系一種動(dòng)物微生物飼料添加劑的菌種最好從本動(dòng)物消化道分離，以有利于添加劑中的細(xì)菌在宿主體內(nèi)定植。用作飼料添加劑的菌株應(yīng)具備較強(qiáng)的產(chǎn)酸能力，以利于消化道營養(yǎng)物質(zhì)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(xì)菌應(yīng)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(shù)中心規(guī)定，用作飼料添加劑的細(xì)菌對膽酸應(yīng)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(jié)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(chǎn)菌株)嗜淀粉擬桿菌、多毛擬桿菌、凄瘤胃擬桿菌、產(chǎn)琥珀酸擬桿菌青春雙歧桿菌、動(dòng)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(fèi)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(nóng)業(yè)部公布了可以直接調(diào)喂動(dòng)物的飼料級微生物添加劑菌種有12個(gè)：干酪乳桿菌（Lactobacillus

easei）、植物乳桿菌（L．planetarium）、嗜酸性乳桿菌（L．a(chǎn)cdophilus）、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(chǎn)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(jī)理保持動(dòng)物腸道內(nèi)微生態(tài)平衡補(bǔ)充營養(yǎng)成分防止有害物質(zhì)的產(chǎn)生提高機(jī)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(yīng)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(chǎn)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(zhì)。酶制劑的應(yīng)用環(huán)境條件：斷奶前后、高溫季節(jié)、換料以后及其他應(yīng)激狀態(tài)下更應(yīng)用酶制劑。動(dòng)物狀態(tài)：單胃、幼齡、老齡、高產(chǎn)動(dòng)物及患病的動(dòng)物使用酶制劑的效果明顯。纖維素酶纖維素酶不是一個(gè)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(gè)組分組成：1、葡聚糖內(nèi)切酶：能在纖維素酶分子內(nèi)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(fù)合物，在這種多酶復(fù)合體系中一種酶的產(chǎn)物可以成為另一種酶的底物，從而使消化道內(nèi)的消化作用得以順利進(jìn)行。纖維素酶的作用機(jī)理消除抗?fàn)I養(yǎng)因子，提高飼料營養(yǎng)價(jià)值

植物的細(xì)胞壁由纖維素、半纖維素、木質(zhì)素和果膠等組成。它們在細(xì)胞外形成一層穩(wěn)定而堅(jiān)固的外殼，阻止了畜禽對細(xì)胞內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)的吸收。植物性飼料進(jìn)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(zhì)可部分溶解產(chǎn)生黏性溶液，使消化道內(nèi)容物的粘度增加，對內(nèi)源酶形成了一個(gè)物理屏障，從而影響營養(yǎng)物質(zhì)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(zhì)降解為單糖和寡糖，使消化道內(nèi)容物的粘度降低，增加內(nèi)源酶的擴(kuò)散，增大酶與營養(yǎng)物質(zhì)的接觸面積，提高營養(yǎng)物質(zhì)的消化利用率。同時(shí)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(xì)胞壁，促進(jìn)植物細(xì)胞壁的溶解使更多的植物細(xì)胞內(nèi)溶物溶解出來，被淀粉