乳酸菌復(fù)合系SFC-2的篩選及其秸稈發(fā)酵過程中的協(xié)同作用機(jī)理.pdf

1、農(nóng)作物秸稈是一種重要的生物質(zhì)資源。近幾年來，由于農(nóng)作物產(chǎn)量的大幅度提高和農(nóng)民薪材結(jié)構(gòu)的改變，越來越多的秸稈成為廢棄物，既浪費(fèi)了資源又污染了環(huán)境。因此，解決我國剩余秸稈問題對資源利用和治理地球環(huán)境污染極其重要。目前，對秸稈的綜合利用大致有發(fā)展秸稈能源、秸稈飼料、秸稈肥料等方面。秸稈作為反芻動物的飼料是解決秸稈污染問題和給人類增加蛋白營養(yǎng)來源的重要途徑，也符合我國畜牧業(yè)長遠(yuǎn)發(fā)展目標(biāo)。但是，由于秸稈養(yǎng)分低，適口性差，消化率低，因而如何提高秸稈

2、的適口性，提高飼用價值是解決我國秸稈公害、提高有機(jī)物利用率的一大熱點。通過微生物發(fā)酵是提高秸稈適口性和飼用價值的重要途徑之一。關(guān)于飼料化發(fā)酵，當(dāng)前有接種單菌或簡單人工混合接種等多種報道，但結(jié)果都不甚理想。 本研究旨在獲得一組在不滅菌條件下能夠抵制雜菌污染，穩(wěn)定地、高效地促進(jìn)作物秸稈飼料化發(fā)酵的微生物群體，擺脫傳統(tǒng)的純培養(yǎng)技術(shù)，以自然發(fā)酵物為菌源，通過“外淘汰法”長期定向限制性培養(yǎng)手段構(gòu)建出一組pH下降迅速、乳酸產(chǎn)量高、對環(huán)境變化

3、耐性強(qiáng)的乳酸菌復(fù)合系；結(jié)合分子生物學(xué)手段分析其組成多樣性，將其接種到作物秸稈驗證應(yīng)用效果，并純化分離其中的主要菌株研究其性質(zhì)，進(jìn)一步用定量PCR技術(shù)追蹤了主要菌株在接種復(fù)合系的發(fā)酵體系中的動態(tài)。得出的結(jié)果如下： 用MRS-S培養(yǎng)基通過連續(xù)繼代培養(yǎng)，得到一組乳酸菌復(fù)合系，它能在12h內(nèi)將培養(yǎng)液的pH降至3.8，發(fā)酵產(chǎn)物主要為乳酸和乙酸，乳酸中以L-(+)乳酸居多，約占總?cè)樗嵘闪康?4％，乳酸與乙酸的產(chǎn)生比率為4.63。通過傳統(tǒng)平

4、板分離和FISH、PCR-DGGE、克隆文庫分析等現(xiàn)代分子生態(tài)學(xué)手段分析該復(fù)合系的組成，得出，組成菌主要為Lactobacillus．fermentum(發(fā)酵乳桿菌)(76.3％)、Lactobacillus plantarum (植物乳桿菌)(20.3％)、Lactobacillus paracasei (類干酪乳桿菌)(3.4％)，均為乳酸桿菌屬(Lactobacillus．)。 將該復(fù)合系分別接種到玉米、水稻、小麥秸稈發(fā)酵

5、，結(jié)果表明，接種在玉米秸稈中，發(fā)酵30d后，接種處理比對照pH降低7.36％，乳酸含量提高了174.79％；接種在稻稈中，接種處理比對照pH降低7.5％，乳酸含量提高了139.49％，經(jīng)PCR-DGGE分析發(fā)酵過程中菌群動態(tài)，表明接種該復(fù)合系后，復(fù)合系中的主要組成菌L．plantarum，L．fermentum和L．paracasei迅速成為發(fā)酵料中的優(yōu)勢菌群，明顯抑制了未接種對照中可見的多種雜菌，發(fā)酵品質(zhì)得到明顯改善。 為了進(jìn)

6、一步研究該復(fù)合系在接種發(fā)酵過程中的作用機(jī)制，將復(fù)合系、復(fù)合系的主要分離單菌株及分離單菌株的人工混合分別接種到稻稈發(fā)酵，用定量PCR方法監(jiān)測主要組成菌L．plantarum， L.fermentum和 L.paracasei 在各處理中的消長動態(tài)，得出單純接種分離單菌株L．fermentum SFCB2-li，可以促進(jìn)發(fā)酵料中 L．plantarum和 L paracasei的增殖；L．fermentum和 L.plantarum菌株生長