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缩合单宁高效降解菌的筛选及其在发酵菜籽粕上的应用

王桦康

缩合单宁高效降解菌的筛选及其在发酵菜籽粕上的应用

王桦康1
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  • 1. 中国农业科学院
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摘要

缩合单宁(Condensed tannin, CT)是天然植物普遍存在的复杂次生代谢产物,广泛存在于各种植物的花、果实、树皮和种子中,是植物源饲料主要的抗营养因子之一,阻碍了农业废弃物、油料加工副产品等饲料原料在畜牧业的大规模应用。微生物发酵降解植物源饲料中的缩合单宁一直以来被认为是最具前景的方法。本研究旨在从自然界中驯化筛选出一株对植物源缩合单宁具有良好降解性能的菌株。在此基础上以菜籽粕为原料,建立起该菌株的缩合单宁降解工艺,利用体外仿生消化法评定其发酵前后对菜籽粕营养价值的影响,探究目的菌株在发酵植物源饲料的应用前景。 试验一:缩合单宁降解菌的筛选鉴定及其生物特性研究 本试验以牛瘤胃液、茶叶地表层土壤和生普洱作为菌株来源,利用底物梯度驯化诱导筛选,辅以葡萄籽缩合单宁(Grape seed condensed tannin,GSCT)及菜籽皮缩合单宁(Rapeseed shell condensed tannin, RSCT)为唯一碳源的筛选培养基,筛选出一株能高效降解缩合单宁的天然微生物菌株,经形态学观察、分子生物学鉴定和生理生化特性研究,鉴定其为地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis),命名为地衣芽孢杆菌 LWY-37-2,发酵 2 天 GSCT 降解率为 76.40%, RSCT降解率为62.56%。 试验二:单菌固态发酵菜籽粕工艺优化及其营养价值评定 使用地衣芽孢杆菌LWY-37-2进行发酵预实验、单因素试验和L9(34)正交试验优化工艺参数,以缩合单宁降解和多肽增加为目标,确定最优发酵工艺,采用单胃动物仿生消化系统(SDS-Ⅲ)对最优工艺发酵得到的菜籽粕进行体外消化试验,对其营养价值进行评定。结果显示:最优发酵工艺为生料发酵,接种活菌数5×106 CFU/g,发酵培养基初始 pH为 7,温度30℃,料水比 1∶0.8,发酵时间 3天;发酵后菜籽粕可溶缩合单宁降解率为 64.98%,不溶缩合单宁降解率 4.47%,总缩合单宁降解率 22.96%,多肽增加率为 151.63%,总变化率为 77.97%;发酵提高了菜籽粕的干物质消化率、蛋白质消化率、总能消化率和仿生消化能,发酵菜籽粕总氨基酸消化率为29.15%,比未发酵菜籽粕提高了25.32%,其中赖氨酸、缬氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、天冬氨酸、丙氨酸、甘氨酸、脯氨酸、胱氨酸消化率均提高了 30%以上,单菌固态发酵改善了菜籽粕的氨基酸平衡,提高了其营养价值。

关键词

菜籽粕饲料/发酵工艺/缩合单宁高效降解菌/营养价值

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授予学位

硕士

学科专业

动物营养与饲料科学

导师

刘国华

学位年度

2023

学位授予单位

中国农业科学院

语种

中文

中图分类号

S8
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