生孢噬纤维菌、枯草芽孢杆菌、产朊假丝酵母菌发酵稻草秸秆的条件与特性研究

【摘要】： 稻草秸秆是一种非常重要的生物资源,但其粗纤维含量高,粗蛋白含量低,营养价值低,在水产饲料中的应用受到限制。本文以稻草秸秆为主要材料,采用生孢噬纤维菌、枯草芽孢杆菌和产朊假丝酵母对稻草秸秆进行发酵,通过比较发酵前后稻草秸秆培养基中粗纤维和粗蛋白的变化,筛选出发酵稻草培养基的最佳条件及其三种菌的最佳接种量和最佳发酵组合,旨在为今后将稻草用于水产动物饲料提供科学依据。本文主要结果如下。 1通过对比6株产朊假丝酵母(其中Y-1为原始菌株,其余均为诱变菌株)对稻草秸秆发酵产粗蛋白的能力,筛选出一支高产蛋白的菌株Y-3。其发酵结束后,产物中的粗蛋白含量为9.16%,是发酵前的2.14倍。对Y-3菌株的生理生化反应进行了分析,符合《酵母菌的特征与鉴定手册》产朊假丝酵母的典型特征。 2对生孢噬纤维菌、枯草芽孢杆菌和产朊假丝酵母在氮源稻草培养基平皿上进行培养,结果表明,三种菌在同一稻草培养基上生长良好,菌种之间不会产生拮抗作用。 3研究了不同麦麸添加量、不同氮源种类及添加量、不同含水量、不同发酵温度、不同发酵时间对三种菌发酵稻草秸秆培养基产粗蛋白、降解纤维素能力的影响,设计了以尿素添加量1%、1.5%、2.00%,含水量60%、70%、80%,发酵温度26℃、30℃、34℃,发酵时间5d、7d、9d为四因素三水平L_9(3~4)的正交试验。以稻草发酵产物中粗蛋白和粗纤维含量的变化为指标,确定了影响菌种产粗蛋白能力的主次因素为:尿素添加量＞含水量＞温度＞发酵时间,影响粗纤维降解的主次因素为:尿素添加量＞温度＞含水量＞发酵时间,其中尿素添加量,含水量和发酵温度都是非常重要的因素,对菌种产粗蛋白、降解粗纤维的能力得影响都达到显著水平(F＜0.05)。三种菌发酵稻草秸秆产粗蛋白,降解粗纤维能力的最佳发酵条件为:稻草麸皮比为7:3,含水量为70%,尿素添加量为1.5%,30℃恒温培养7d。 4探索了生孢噬纤维菌、枯草芽孢杆菌和产朊假丝酵母单菌的不同接种量在最佳发酵条件下发酵稻草培养基产粗蛋白、降解粗纤维的能力,并通过L_9(3)~3正交试验对三种菌混合发酵的优化组合进行研究,确定三种菌最佳接种量及发酵组合为:生孢噬纤维菌加入量为2%,产朊假丝酵母加入量为1%,产朊假丝酵母加入量为3%。发酵产物中粗蛋白和粗纤维含量分别达到16.88%和23.65%。 【关键词】：稻草秸秆 生孢噬纤维菌 枯草芽孢杆菌 产朊假丝酵母 粗蛋白 粗纤维
【学位授予单位】：湖南农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：S816
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-8
• 目录8-13
• 第一章 绪论13-28
• 前言13
• 1 秸秆饲料的加工现状13-20
• 1.1 秸秆饲料简介13-14
• 1.2 秸秆饲料的预处理14-20
• 1.2.1 物理方法15-16
• 1.2.2 化学处理方法16-18
• 1.2.3 生物处理法18-20
• 2 微生物发酵秸秆饲料的研究进展20-24
• 2.1 微生物分解秸秆的方式20-21
• 2.1.1 发酵法20
• 2.1.2 SCP法20
• 2.1.3 酶解法20-21
• 2.2 降解秸秆的微生物种类与要求21-22
• 2.2.1 降解秸秆的微生物种类21-22
• 2.2.2 菌种选择的要求22
• 2.3 秸秆降解的条件的影响22-23
• 2.3.1 温度22
• 2.3.2 水分22
• 2.3.3 碳氮比22-23
• 2.3.4 发酵时间23
• 2.3.5 酸碱性23
• 2.4 微生发酵秸秆饲料的展望23-24
• 3 本试验所用三种菌的微生物分类及生物学特性24-25
• 3.1 生孢噬纤维细菌24
• 3.2 枯草芽孢杆菌24-25
• 3.3 产朊假丝酵母25
• 4 研究的主要目的25-26
• 5 研究的主要内容和技术路线26-28
• 5.1 主要内容26
• 5.2 技术路线26-28
• 第二章 产朊假丝酵母的筛选及其生理生化反应28-41
• 前言28
• 1 材料与方法28-36
• 1.1 材料与仪器设备28-30
• 1.1.1 试验材料28-29
• 1.1.2 主要仪器设备29
• 1.1.3 主要试剂29-30
• 1.2 培养基的制备30-32
• 1.2.1 PDA(马铃薯)培养基30-31
• 1.2.2 PD培养基31
• 1.2.3 营养琼脂培养基31
• 1.2.4 稻草培养基31
• 1.2.5 Mandel盐营养液31
• 1.2.6 糖、醇发酵培养基31
• 1.2.7 淀粉培养基31
• 1.2.8 硝酸盐培养基31-32
• 1.3 试验方法32-36
• 1.3.1 产朊假丝酵母菌株的活化32
• 1.3.2 产朊假丝酵母菌的扩大培养32
• 1.3.3 稻草培养基的接种32
• 1.3.4 稻草培养基发酵样品的烘干32
• 1.3.5 产朊假丝酵母数量的测定32
• 1.3.6 稻草培养基发酵样品中粗蛋白的含量测定32-33
• 1.3.7 稻草培养基发酵样品中粗纤维的含量测定33-34
• 1.3.8 菌种Y-3形态特征观察34
• 1.3.9 菌种Y-3生理生化特性的分析34-36
• 1.3.10 数据处理36
• 2 结果与分析36-39
• 2.1 产朊假丝酵母及其诱变菌株的组织形态36
• 2.2 产朊假丝酵母及其诱变菌株发酵稻草培养基产蛋白能力的比较36-37
• 2.3 产朊假丝酵母对稻草培养基粗纤维含量的影响37-38
• 2.4 菌株Y-3的形态特征观察38
• 2.5 菌株Y-3的生理生化分析38-39
• 2.5.1 糖发酵试验38-39
• 2.5.2 碳源同化试验39
• 2.5.3 其他生理生化反应39
• 3 小结与讨论39-41
• 第三章 稻草秸秆培养基及其发酵条件的优化研究41-57
• 前言41
• 1 材料与方法41-44
• 1.1 材料与仪器设备41-42
• 1.1.1 试验材料41
• 1.1.2 主要仪器设备41
• 1.1.3 主要试剂41-42
• 1.2 培养基的制备42-43
• 1.2.1 肉汤培养基42
• 1.2.2 营养琼脂培养基42
• 1.2.3 马铃薯培养基42
• 1.2.4 酵母菌扩大培养基42
• 1.2.5 生孢噬纤维菌扩大培养基42
• 1.2.6 枯草芽孢杆菌扩大培养基42
• 1.2.7 稻草培养基42
• 1.2.8 氮源稻草培养基42-43
• 1.3 试验方法43-44
• 1.3.1 酵母菌扩大培养43
• 1.3.2 噬纤维菌的扩大培养43
• 1.3.3 芽孢杆菌的扩大培养43
• 1.3.4 三种菌在含氮稻草培养基上生长状况43
• 1.3.5 固体发酵稻草培养基的单因素试验43-44
• 1.3.6 固体发酵稻草培养基的优化试验44
• 1.3.7 粗蛋白的测定44
• 1.3.8 粗纤维的测定44
• 1.3.9 数据处理44
• 2 结果与分析44-55
• 2.1 三种菌在含氮稻草培养基上生长状况44-45
• 2.2 不同麸皮的添加量对秸秆发酵产物中粗蛋白、粗纤维含量的影响45-47
• 2.2.1 发酵产物中粗蛋白、粗纤维的测定结果45-46
• 2.2.2 不同麦麸添加量对稻草培养基发酵产物中粗蛋白的影响46
• 2.2.3 不同麦麸添加量对稻草培养基发酵产物中粗纤维的影响46-47
• 2.3 不同氮源种类对发酵产物中粗蛋白、粗纤维的含量影响47-48
• 2.4 尿素的添加量对发酵产物中粗蛋白、粗纤维含量的影响48-49
• 2.5 固体发酵培养基中含水量对发酵产物中粗蛋白、粗纤维的含量的影响49-50
• 2.6 发酵温度对发酵产物中粗蛋白、粗纤维含量的影响50-52
• 2.7 发酵时间对发酵产物中粗蛋白、粗纤维含量的影响52-53
• 2.8 稻草发酵培养基最佳条件的选择53-55
• 2.8.1 试验结果53
• 2.8.2 粗蛋白结果分析53-54
• 2.8.3 粗纤维的含量分析54-55
• 3 小结与讨论55-57
• 第四章 降解稻草秸秆菌种组合的优化研究57-67
• 前言57
• 1 材料与方法57-59
• 1.1 材料与仪器设备57
• 1.1.1 试验材料57
• 1.1.2 主要仪器设备57
• 1.1.3 主要试剂57
• 1.2 试验方法57-59
• 1.2.1 产朊假丝酵母菌不同接种量对发酵产物中粗蛋白、粗纤维的含量的变化57
• 1.2.2 生孢噬纤维菌不同接种量对发酵产物中粗蛋白、粗纤维的含量的变化57-58
• 1.2.3 枯草芽孢杆菌不同接种量对发酵产物中粗蛋白、粗纤维的含量的变化58
• 1.2.4 三种菌接种固体发酵培养基最佳接种量及发酵组合58
• 1.2.5 粗蛋白的测定58
• 1.2.6 粗纤维的测定58
• 1.2.7 数据处理58-59
• 2 结果与分析59-65
• 2.1 产朊假丝酵母菌的不同接种量对发酵产物中粗蛋白、粗纤维的含量的影响59-60
• 2.2 生孢噬纤维菌的不同接种量对发酵产物中粗蛋白、粗纤维含量的影响60-61
• 2.3 枯草芽孢杆菌的不同接种量对发后产物中粗蛋白、粗纤维含量的影响61-62
• 2.4 三种菌接种量的优化选择62-65
• 2.4.1 试验结果62-63
• 2.4.2 粗蛋白结果分析63-64
• 2.4.3 粗纤维的含量分析64-65
• 2.4.4 三种菌优化组合后粗蛋白、粗纤维的含量的变化65
• 3 小结与讨论65-67
• 第五章 本研究主要结论、创新点及研究展望67-69
• 1 本研究的主要结论67-68
• 2 本研究的创新点68
• 3 研究展望68-69
• 参考文献69-76
• 致谢76-77
• 作者简介77

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