鹅源草酸青霉发酵秸杆技术.pdf

一种以鹅体内分离所得到的草酸青霉为菌源的发酵秸杆枝术，属于微生物发酵领域。通过固态发酵，使秸杆中的粗纤维含量降低了49.07％；粗蛋白含量提高了318.92％；维生素A和维生素E分别提高了51.43％和59.11％。采用发酵秸秆饲喂草食动物，使粗纤维、中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维的消化率分别提高了21.39％，20.72％和22.72％；净蛋白利用率提高了13.91％，钙、磷的表观消化率分别提高了5.09％和11.10％。该技术的发明，使秸秆得到了合理的开发，减少了天然资源的浪费，降低了秸杆焚烧对环境的污染。发酵产物可替代部分日粮直接饲喂动物，提高饲料利用率，降低成本，具有重大推广应用价值。

1、  从健康鹅肠道菌群中分离筛选出的一种纤维素酶高产菌株--草酸青霉F67(Penicillium oxalicum Currie&Thom)(微生物保藏号为CGMCC NO.2260)用来发酵秸杆的技术，包括菌种的分离、接种量和发酵条件等，其特征在于：通过固态发酵，使秸杆中的粗纤维含量降低了49.07％；粗蛋白含量提高了318.92％；维生素A和维生素E分别提高了51.43％和59.11％；采用发酵秸秆饲喂草食动物，能提高饲料消化率，其中粗纤维、中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维的消化率分别提高了21.39％，20.72％和22.72％；净蛋白利用率提高了13.91％；钙、磷的表观消化率分别提高了5.09％和11.10％。经动物毒力试验表明，该菌株安全无毒性。

2、  根据权利要求书1所述的草酸青霉F67发酵秸杆的技术，其特征在于菌种草酸青霉F67源于动物体内，较土壤、腐烂物以及粪便等其它来源的菌株能更好的适应动物肠道环境条件，且易于在动物体内定植，使用安全，是理想的秸秆发酵生产菌株。

3、  根据权利要求书1所述的草酸青霉F67发酵秸杆的技术，其特征在于发酵培养基中最佳氮源为尿素或硫酸铵，其适宜添加量分别为1.5％或2.0％。

4、  根据权利要求书1所述的草酸青霉F67发酵秸杆的技术，其特征在于在固态发酵过程中，在发酵培养基中添加了麸皮，最佳含量为8％。添加麸皮不仅能够调节发酵底物的营养，而且可作为一种很好的膨松剂，有助于发酵。

5、  根据权利要求书1所述的草酸青霉F67发酵秸杆的技术，其特征在于最佳发酵条件为发酵时间60h，料水比1∶3，料层厚度45cm，温度30℃。最佳接种量为10％～12％，最佳初始pH为4.0，发酵产物中β-1，4-葡聚糖酶(也称Cx酶)和滤纸酶活分别达到5532.89U/g和6345.92U/g。

6、  根据权利要求书1所述的草酸青霉F67发酵秸杆的技术，其特征在于发酵秸秆可直接作为饲料饲喂草食动物，且能够提高动物对秸秆的消化率。

鹅源草酸青霉发酵秸杆技术
技术领域
本发明涉及一种鹅源草酸青霉菌(Penicillium oxalicum Currie&Thom)在发酵秸杆过程中的应用。
背景技术
我国是一个农业大国，据统计，每年产农作物秸秆(小麦秸、玉米秸等)约7亿吨，目前，这些资源未得到合理的开发，除极少量用作饲料和工业原料外，其余都被焚烧。目前，尽管有部分秸秆还田作为肥料使用，但是发酵利用效果较差。这既是对天然资源的巨大浪费，又造成了环境的严重污染和一系列的社会问题。
秸秆的主要成分是纤维，细胞壁含量占70％以上，由纤维素、半纤维素、木质素组成。纤维素、半纤维素可被纤维分解菌分解，生成挥发性脂肪酸，如乙酸、丙酸、丁酸等，被动物吸收作为能源利用。而其中木质素作为秸秆细胞壁的主要成分，构成木质纤维细胞壁的15％～30％，它在结构中含有生物化学上十分稳定的各种复杂结合形式，难于被一般微生物分解，也不易被动物消化吸收。木质素与半纤维素紧密结合在一起，将纤维素紧紧包裹在里面，成为外围基质，保护纤维素免遭微生物袭击和降解酶的进攻，从而限制了消化酶对细胞壁及细胞内容物的消化作用，而且草食动物体内的微生物缺乏降解木质素的酶，所以秸秆细胞内的营养物质不能释放出来，从而限制了动物对纤维素和半纤维素等成分的降解和利用，导致秸秆消化率低。
微生物处理秸秆主要是通过加入有益微生物对秸秆进行发酵作用，通过这些酶系和菌种的降解作用，把秸秆纤维中的纤维素、半纤维素、木质素等大分子碳水化合物降解为低分子的单糖或多糖的过程。其关键就在于通过发酵可得到较理想的营养成分，从而提高纤维素的降解率，使之被动物更好地消化利用。
目前，国内外用于秸杆发酵的菌种大多来自土壤、腐烂物、粪便以及反刍动物的瘤胃，并未涉及从家禽体内分离纤维素分解菌，更未见涉及利用鹅源纤维素分解菌发酵秸杆的技术。
现有饲料生物发酵的方法有多种，但由于菌种的限制，或是对发酵条件如温度、酸碱度、氧气等要求较高，或是发酵时间过长，而在实际应用中有所不便。经查新，我国与本项研究相关的报道尚未发现。
发明内容
本发明目的在于提供一种发酵时间短，发酵条件不易受限制，且能使秸杆中的粗纤维含量大幅度降低，粗蛋白含量增加，尤其是发酵秸杆适宜在动物日粮中添加，并能使日粮中营养成分利用率提高的秸杆发酵技术。
本发明目的通过以下技术方案来实现的：
使用的微生物
用来发酵秸杆的微生物是草酸青霉F67，来自鹅盲肠内，是纤维素酶高产菌株，并于2004年11月通过中国科学院微生物研究所鉴定。经动物毒力试验表明，该菌株安全无毒性。
本发明的生物材料样品保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，地址：北京市朝阳区大屯路，中国科学院微生物研究所；邮政编码：100101；保藏日期：2007年11月23日；保藏编号：CGMCC No.2260；分类命名：草酸青霉(Penicillium oxalicum)。
F67菌株具有以下性质
菌落在查氏培养基上，25℃、7d直径41mm-44mm，质地丝绒状，平坦，深绿色，边缘白绿色，整齐；分生孢子结构较多，易脱落；反面浅绿色。菌落在查氏酵母膏琼脂培养基上生长迅速，25℃、7d直径59mm-60mm，质地丝绒状，平坦，分生孢子结构大量，深灰绿色。菌落在麦芽汁琼脂培养基上，25℃、7d直径54mm-60mm，质地丝绒状，平坦，分生孢子结构大量，灰绿色；反面呈不同程度的黄褐色。分生孢子梗发于基质菌丝，壁光滑，直径3.8mm-5.4μm；帚状枝双轮生，梗基每轮2个-4个，近柱状，19-24×3.7-4.0μm；瓶梗每轮4个-8个，披针形，10.8-14.6×2.4-3.8μm；分生孢子灰绿色，椭圆形，5.5-6.1×2.8-3.4μm，壁光滑；分生孢子链长圆柱形。
本发明所述F67菌株培养基的制备
固态发酵培养基：小麦秸47％，玉米秸45％，麸皮8％，料水比1∶3，pH值自然，115℃灭菌30min。
培养的F67菌株，贮存于-20℃冰箱中。
斜面菌种→活化→接种1环至5ml液态培养基→30℃，150rpm摇床培养24h→以10％的接种量接种至三角瓶→将F67按10％的接种量接入固态发酵培养基。发酵时间为60h。料水比为1∶3。发酵厚度为45cm。温度为30℃。
本发明的优点是：
1、用来发酵秸杆的微生物草酸青霉F67分离于鹅的盲肠内，与以往的纤维素分解菌相比较，该菌更能适应动物肠道环境条件，且易于在动物体内定植。
2、通过鹅源草酸青霉F67发酵作用使小麦秸和玉米秸感官指标和理化成分均有较大提高(结果详见表1和表2)。
表1发酵产物理化性质指标