第十章饲料微生物

畜牧微生物学第十章、饲料微生物饲料微生物的研究内容在饲料调制和保藏过程中采取措施，加强和发挥有益微生物的作用，防止和抑制有害微生物的作用，保证饲料调制过程的顺利进行和安全储存，提高饲料的营养价值和保护饲料的营养成分与畜禽健康；广辟饲料来源；生产单细胞蛋白质饲料中的微生物植物体表微生物及其来源根际微生物附生微生物动物性饲料的微生物及其来源加工过程的污染干制或盐浸保存。根际微生物植物根系向周围分泌糖、AA、V等，因此存在大量微生物。种类：主要为无芽孢杆菌，如假单孢菌属、土壤杆菌属、无色杆菌属等作用：①改善植物营养②分泌植物激素③分泌抗生素④有时对植物有害附生微生物植物表面（主要是叶）存在的微生物。种类：主要是细菌，少数酵母和霉菌，放线菌极少。应用：乳酸杆菌→泡菜、酸菜、青贮饲料酵母→葡萄酒叶面M→固氮有害：果蔬腐烂干草的调制与微生物的活动关键：排除多余水分（60－70％——12－16％）。青干草的制备晒干，2－3天内完成；褐干草的制备：晾干至含水率45－50％；堆热干燥防止过度发酵和自燃。青贮的原理青贮：把新鲜的青饲料，切碎并填入和压紧在青贮窖或塔中，密封后经过微生物的发酵作用调制而成的一种多汁、耐储存。能供给家畜全年使用的饲料。青贮的原理：厌氧环境乳酸菌发酵产酸抑制有害菌的生长。青贮塔青贮塑料袋青贮料中的微生物乳酸菌：球/杆菌，厌氧/微需氧，正/异型乳酸发酵；氮素营养损失少；肠道杆菌：兼性厌氧，异型乳酸发酵，产气（碳素损失），腐败分解（氮素损失），不耐酸；丁酸菌：严格厌氧的梭状芽孢杆菌，饲料好坏的重要指标。丁酸发酵的预防措施：避免土壤污染调制初期非严格厌氧乳酸积累快，PH下降迅速。腐败菌：青饲料败坏的主要原因，不耐酸酵母菌：酒精发酵，有氧条件下分解乳酸；霉菌：需氧喜酸。青贮发酵过程中营养物质的变化良好青贮：乳酸积累为主；败坏青贮：丁酸含量高；过热青贮：醋酸为主。青贮发酵过程预备发酵期（2天）需氧/兼性需氧微生物和植物呼吸——厌氧环境；乳酸菌活动——PH<5，其他微生物活动受抑制。酸化成熟期（3－15天）3－7天，微需氧，乳酸杆菌为主，8－15天，厌氧，耐酸的乳酸球菌为主，PH<4.2；完成保存期（15－25天）乳酸含量1.5-2%，PH4.0-4.2青贮时促进乳酸菌增殖的条件选择适当的植物；含糖1－1.5%，含水65－75％堆放时压紧，堆好后密封；加入某些物品，改善发酵条件；0.1-0.5%食盐；适量废蜜糖减少杂菌污染。单细胞蛋白饲料单细胞蛋白（SCP）：单细胞生物生产的细胞蛋白质。优点营养丰富，必需氨基酸齐全；生长繁殖快，效率高；可以工厂化生产，原料来源广泛单细胞蛋白的生产生产用原料：糖蜜、亚硫酸盐纸浆废液、谷氨酸发酵废液、稻草、稻壳、玉米芯、木榍等的水解液；天然气、乙醇、乙烷等；乳制品和啤酒生产的废弃物。发酵方法：深层通气发酵和固体通风发酵。主要用途：作为单细胞食品；提取核苷酸、辅酶A、乳糖酶等医药及生物试剂主要菌种：产元假丝酵母、解脂假丝酵母、嗜石油假丝酵母等重要的单细胞蛋白饲料饲料酵母造纸厂的亚硫酸盐纸浆液；农业废料制糖厂的废蜜糖白地霉饲料石油蛋白石油脱蜡同时生产蛋白质－生物炼油；高纯度正石蜡生产蛋白质；气态烃生产蛋白质：甲醇，甲烷为原料。藻体饲料：螺旋藻。发酵饲料的微生物纤维素酶解饲料瘤胃液接种发酵饲料担子菌发酵饲料分解利用秸秆的微生物种类①能分解纤维素的细菌芽胞杆菌属(Bacillus)、类芽胞杆菌(Paenibacillus)、假单胞菌属(Pseudomones)、弧菌属(Vibrio)，微球菌属(Micrococcus)、链球菌属(Streptococcus)、梭菌属(Clostridium)、原粘杆菌属(Promyxobecterium)、纤维粘菌属(Cytophaga)，生胞噬纤维菌属(Sporocytophage)、堆囊菌属(Sorangium)、螺旋体属(Spirochaeta)等等。②能分纤维素和半纤维素的真菌木霉属(Trichoderma)、曲霉属(Aspergillus)、青霉(Penicillium)、分枝孢属(Sporotrichum)、轮枝孢霉(Verticillium)、镰刀菌属(Fusarium)、根霉(Rhizopus)等。③能分解纤维素的放线菌分枝杆菌(Mycobacterium)、诺卡氏菌(Nocardia)、小单孢菌(Micromonospora)、链霉菌属(Streptomyces)等等。④氧化木质素的微生物有洋蘑菇(Psalliota)、鬼伞菌(Coprinus)、茯苓(Poria)、多孔菌属(Polyporus)、伞菌属(Agaricus)、糙皮侧耳(Pleurotusostrcatus)、韧皮菌属(Sthreum)等等。

秸秆饲料的生物调制技术秸秆生物调制的目的提高消化率生产单细胞蛋白质贮存秸秆饲料秸秆生物调制的主要技术EM菌制剂（有效微生物）干秸秆生物调制剂微贮活干菌混菌两次发酵技术EM饲料添加剂EM即有效微生物菌群，系日本琉球大学比嘉照夫教授发明的复合微生物制剂，由光合细菌、乳酸菌、酵母菌和放线菌等10属80多种微生物组成。EM在畜牧业中的应用EM微生物添加剂的使用方法(1)EM喷洒饲料饲喂法①直接饲喂②液体发酵后饲喂(2)EM饮水法(3)EM喷洒畜舍法(4)EM粪池投放法(5)EM固态发酵物制作法①EM鸡饲料发酵物②EM猪饲料发酵物还可用EM菌剂发酵秸秆微生态制剂微生态制剂是在微生态学理论的指导下，调整生态失调（microdysbiosis）保持微生态平衡（microeubiosis），提高宿主（人、动植物）健康水平或增进健康佳态（wellbeing）的生理性活菌制品（微生物）及其代谢产物以及促进这些生理菌群生长繁殖的物质制品。目前国际上已将其分成3个类型，即益生菌（Probiotics）、益生元（Prebiotics）和合生素（Synbiotics）。益生素益生菌（Probiotics）又称益生素，是指投入后通过改善宿主肠道菌群生态平衡而发挥有益作用，达到提高宿主（人和动物）健康水平和健康佳态的活菌制剂及其代谢产物。基本指导思想是用人或动物正常生理菌群（normalmicrobiota）的成员，经过选种和人工繁殖，通过各种途径和剂型制成活菌制剂，然后再以投入方式使其回到原来环境，发挥自然的生理作用。益生菌有双歧杆菌、乳杆菌、肠球菌、大肠杆菌、枯草杆菌、蜡样芽肠杆菌、地衣芽胞杆菌、丁酸梭菌和酵母菌等。益生元益生元（Prebiotics）是指能够选择性地促进宿主肠道内原有的一种或几种有益细菌（益生菌）生长繁殖的物质，通过有益菌的繁殖增多，抑制有害细菌生长，从而达到调整肠道菌群，促进机体健康的目的。这类物质最早发现的是双歧因子（bifidusfactor）。如各种寡糖类物质（oligosaccharides）或称低聚糖。常见的有乳果糖（lactulose）、蔗糖低聚糖（oligosucrose）棉子低聚糖（oligofaffinose）、异麦芽低聚糖（oligomaltose）、玉米低聚糖（cornoligossacharides）和大豆低聚糖（soybeanoligosaccha-rides）等。这些糖类既不被人体消化系统消化和吸收，亦不被肠道菌群分解和利用，只能为肠道有益菌群如双歧杆菌和乳杆菌利用，促进有益菌的生长繁殖，抑制有害菌的生长，从而达到调整肠道正常菌群的目的。其它尚有一些有机酸及其盐类，如葡萄糖酸和葡萄糖酸钙以及我国的某些中草药类，如人参、党参、黄芪等或茶叶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时并存的制剂。此类制品是以益生菌和益生元同时并用，服用后到达肠腔可使进入的益生菌在益生元的作用下，再行繁殖增多，使之更有利于发挥抗病、保健的有益作用。直接饲用微生物及其菌种

直接饲喂动物的微生物，1974年首先被美国学者R·E·Parker称之为Probiotics，目前国内把这个词又译为促生素、益生素、生菌素、促菌生、活菌制剂、微生态制剂等。Probiotics词的解释曾经有过一段时间的混乱。1989年，Fuller重新定义为“一种可以通过改善肠道菌群平衡而对动物施加有利影响的活微生物饲料添加剂”。菌种生产微生物饲料添加剂的首要问题是选择适当的菌种。许多细菌具有宿主特异性，这是在长期的进化过程中与宿主形成的供体与受体关系一种动物微生物饲料添加剂的菌种最好从本动物消化道分离，以有利于添加剂中的细菌在宿主体内定植。用作饲料添加剂的菌株应具备较强的产酸能力，以利于消化道营养物质的消化吸收，提高饲料利用率。所选的菌株繁殖率要高，这样才能迅速占据消化道。此外，用作饲料添加剂的细菌应具备在胃的酸性环境中存活的能力。据美国Alltech生物技术中心规定，用作饲料添加剂的细菌对胆酸应有70%以上的抵抗力。饲料添加剂微生物美国食品及药物管理局1989年公布的可用作饲料添加剂、对人畜无害的微生物有：黑曲霉、米曲霉凝结芽胞杆菌、迟缓芽胞杆菌、地衣芽孢杆菌、短小芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌(仅用非抗生素生产菌株)嗜淀粉拟杆菌、多毛拟杆菌、凄瘤胃拟杆菌、产琥珀酸拟杆菌青春双歧杆菌、动物双歧杆菌、两岐双岐杆菌、婴儿双岐杆菌、长双岐杆菌、嗜热双岐杆菌嗜酸乳杆菌、干酪乳杆菌、纤维二糖乳杆菌、弯曲乳杆菌、德氏乳杆菌、乳酸乳杆菌、植物乳杆菌、肠膜状明串珠菌、乳酸片球菌、啤酒片球菌、戊糖片球菌、费氏丙酸杆菌、谢氏丙酸杆菌、酿酒酵母、乳脂链球菌、乳链球菌二丁酮乳新亚种、粪链球菌、乳链球菌、嗜热链球菌等。微生物添加剂菌种1999年我国农业部公布了可以直接调喂动物的饲料级微生物添加剂菌种有12个：干酪乳杆菌（Lactobacillus

easei）、植物乳杆菌（L．planetarium）、嗜酸性乳杆菌（L．acdophilus）、粪链球菌（Straptoccusfaecium）、乳链球菌（S．lactis）、枯草芽孢杆菌（Bacillussubtilis）、纳豆芽孢杆菌（B．natto）、乳酸片球菌（Pediococcusacidilacticii）、啤酒酵母(Sacchacevista)、产朊假丝酵母（Candidautilis）、沼泽红假单胞菌曲霉（Aspergllus）饲用微生物添加剂的作用机理保持动物肠道内微生态平衡补充营养成分防止有害物质的产生提高机体免疫功能酶制剂作为饲料酶制剂的主要是帮助消化的营养酶，品种约20-30种。应用量最大的有非淀粉多糖（NSP）酶（包括纤维素酶、葡聚糖酶、木聚糖酶、甘露聚糖酶、半乳糖苷酶和果胶酶）、植酸酶、淀粉酶、蛋白酶和脂肪酶五类。酶的形成酶是通过富产酶的特定微生物（如米曲霉、黑曲霉、枯草杆菌和酵母杆菌等）发酵，经提取、浓缩等工艺加工而成的具有高度催化活性的物质。酶制剂的应用环境条件：断奶前后、高温季节、换料以后及其他应激状态下更应用酶制剂。动物状态：单胃、幼龄、老龄、高产动物及患病的动物使用酶制剂的效果明显。纤维素酶纤维素酶不是一个单一的酶种，而是能将纤维素水解成葡萄糖的一组酶的总称，主要有3个组分组成：1、葡聚糖内切酶：能在纤维素酶分子内部任意断裂β-1，4糖苷键。

2、葡聚糖外切酶（纤维二糖酶）：能从纤维分子的非还原端依次裂解β－1，4糖苷键释放出纤维二糖分子。

3、β－葡萄糖苷酶：能将纤维二糖及其他低分子纤维糊精分解为葡萄糖。

只有这三种酶共同存在并协同作用方能完成水解过程。纤维素酶制剂本身是一种由蛋白酶、淀粉酶、果胶酶和纤维素酶等组成的多酶复合物，在这种多酶复合体系中一种酶的产物可以成为另一种酶的底物，从而使消化道内的消化作用得以顺利进行。纤维素酶的作用机理消除抗营养因子，提高饲料营养价值

植物的细胞壁由纤维素、半纤维素、木质素和果胶等组成。它们在细胞外形成一层稳定而坚固的外壳，阻止了畜禽对细胞内营养物质的吸收。植物性饲料进入畜禽消化道后，其中的纤维素、半纤维素、果胶等大分子物质可部分溶解产生黏性溶液，使消化道内容物的粘度增加，对内源酶形成了一个物理屏障，从而影响营养物质的消化吸收。日粮中添加纤维素酶以后，可以把纤维素、半纤维素、果胶、戊糖等大分子物质降解为单糖和寡糖，使消化道内容物的粘度降低，增加内源酶的扩散，增大酶与营养物质的接触面积，提高营养物质的消化利用率。同时在半纤维素酶、果胶酶、β-葡聚糖酶等的协同作用下，破坏植物的细胞壁，促进植物细胞壁的溶解使更多的植物细胞内溶物溶解出来，被淀粉