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白腐真菌处理玉米秸秆饲料的研究进展

来源:admin2022/10/10 8:32:54浏览:/次

    白腐真菌是一类腐生在木质上,并对木质有相同的进攻能力、造成木质发生相同的结构和外观变化的丝状真菌的总称。其在生长过程中可以产生降解木质素的酶,菌丝能够穿人木质,侵入木质细胞腔内,释放降解木质素和其他木质组分的酶,导致木质腐烂成为海绵状团块。主要包括革盖菌属、多孔菌属、卧孔菌属、原毛平革菌属、侧耳属、层孔菌属及和栓菌属和烟管菌属等。

  一、白腐真菌处理玉米秸秆饲料的原理
  白腐真菌能够分泌胞外氧化酶来降解木质素,因此被认为是最主要的木质素降解微生物。主要通过木质素过氧化物酶、锰过氧化物酶、漆酶3种酶对木质素进行降解。在适宜的条件下,白腐真菌的菌丝首先利用其分泌的超纤维素酶溶解玉米秸秆表面的蜡质,然后菌丝进入秸秆内部并产生纤维素酶、半纤维素酶、内切聚糖酶、外切聚糖酶来降解秸秆中的木质素和纤维素,使其成为含有酶的糖类,这样就使适口性差的秸秆变得香甜可口;此外,在分子氧的参与下依靠自身形成的H202,以自由基为基础,H202激活过氧化物酶,该酶触发启动高度活性的自由中间体形成,进而以链反应产生许多不同自由基、氧化底物。这种自由基反应是高度非特异性、无立体选择性的,即白腐真菌与被降解底物并不是酶与底物一一对应的关系,而是与一类乃至多类底物的对应关系,对木质素进行无特异性的彻底氧化,使秸秆变得易于消化、吸收H。白腐真菌降解木质素的能力源于其自身所产生的酶系统,但与降解有关的酶只有当一些主要的营养物质(如N、C、s)受到限制时才会形成。简而言之,降解系统的产生就是真菌应答营养限制的一种表。
  二、白腐真菌处理玉米秸秆饲料后的营养特性
  1、提高秸秆适口性,增加采食量
  经白腐真菌处理的秸秆不仅可利用营养成分大幅提高,而且pH由未处理前的5.7降到4.1,呈水果香味;另外,由于大部分纤维素、半纤维素被降解成糖类,使得秸秆变柔软的同时还带有诱食性甜昧,适口性明显改善,提高采食量;其中产生的有机酸还有助于胃肠道优势菌群的建立与维系,同时促进矿物元素的吸收利用。李婷将侧耳菌处理的玉米秸秆和氨化秸秆饲喂给雄性成年绵羊,就采食量而言,侧耳菌组显著高于对照组和氨化组(P<0.05)o。这说明秸秆发酵过程中会产生大量的糖类、有机酸等小分子营养物质,利于动物消化吸收,增加了秸秆饲料的多种活性功效和营养水平,并使饲料理化性状明显改善。
  2、降低秸秆饲料中的粗纤维含量,提高采食速度和消化率
  我国对白腐真菌的研究相对滞后,但目前已取得较大进展。侯进等研究了4种配方(主料为玉米秸秆粉74%与石灰1%,加入不同配比的玉米面和麦麸)生产的白腐真菌曲种发酵奶牛常用粗饲料玉米秸秆的结果,试验结果表明,各处理组菌种均能发酵玉米秸秆的效果,降低粗纤维含量,提高粗蛋白质含量,菌种培养基对发酵玉米秸秆粗蛋白质含量影响极显著(P<0.01),对粗纤维含量影响不显著(P>0.05),玉米秸秆74%和石灰1%添加玉米粉5%、麦麸20%配合生产的白腐真菌曲种对玉米秸秆的发酵效果最好,更适宜作为生产白腐真菌菌种的配方。白腐真菌以其强大的降解能力闻名于世。经白腐真菌发酵的秸秆,不仅粗纤维含量有大幅度下降,而且粗蛋白质水平也有大幅度提高。许多研究人员的试验结果表明,用白腐真菌处理玉米秸秆过程中,粗纤维的含量总体呈下降趋势,白腐真菌可使秸秆中半纤维素和纤维素降解率达到20%~40%。侧耳菌对玉米秸秆中的木质素有降解的作用,且秸秆粒度越大,这种选择性越明显。杭怡琼等试验结果表明,白腐真菌对木质素的平均降解率可达24%。其他研究人员的试验结果显示,用白腐真菌处理玉米秸秆一段时间后,木质素的降解率可达30%。王宏勋等研究发现,白腐真菌对木质素和半纤维素具有很好的降解优势和降解选择性,到降解50d时,木质素降解率为33.9%~55.4%,纤维素降解率为13.3%~19.1%,半纤维素降解率为32.1%~44.9%。更有研究人员用白腐真菌降解玉米秸秆,木质素降解率达到了55%~65%。将经侧耳菌处理的玉米秸秆喂给雄性成年绵羊,侧耳菌组的采食速度显著高于对照组和氨化组(P<0.05)。厌氧条件下,玉米秸秆中某些成分被降解产生有机酸、醇和酯,形成的酸性环境抑制了霉菌等有害菌的繁殖,使秸秆在不灭菌的情况下也很少出现发霉现象。另外,由于有机酸的浸渍及酶解作用,分散了秸秆原有的组织结构,使其坚韧致密的细胞壁成分变得疏松、软化。总之,利用白腐真菌可以提高玉米秸秆的降解率,提高动物对粗纤维的利用率,扩大了饲料来源,减少了环境污染。
  3、提高秸秆饲料中的粗蛋白质含量
  有研究表明,白腐真菌处理玉米秸秆可以提高其粗蛋白质含量,发酵72~96h玉米小麦混合秸秆的粗蛋白质提高28.38%。胡建宏等试验表明,玉米秸秆经过微贮,其粗蛋白质含量比常规的干秸秆提高了139.04%。试验证明,经白腐真菌发酵处理,粗蛋白质含量确有一定程度的提高。魏志文等采用白腐真菌混合发酵玉米秸秆,粗蛋白质含量.达到21.87%。白腐真菌能利用和分解玉米秸秆中多种畜禽不能利用的复杂有机化合物,而且,微生物本身也是营养价值很高的菌体蛋白,有效提高了秸秆饲料的粗蛋白质含量,提高了玉米秸秆作为饲料的营养价值。
  4、发酵秸秆饲料中酶含量、益生菌活菌数、氨基酸含量提高
  玉米秸秆经白腐真菌处理后,pH显著下降,酸性环境下适合乳酸菌等有益菌的生长,而抑制了大肠杆菌等病原菌的繁殖,利于维持动物胃肠道的菌群平衡,促进动物的健康生长。李杰等测定用侧耳菌处理玉米秸秆后的纤维素酶、木质素分解酶活性,研究发现漆酶、木质素过氧化物酶活性在发酵的中期升高;纤维素酶活性则随着处理时间的延长而升高,且秸秆粒度越小,3种酶活性越高。胡建宏等报道,玉米秸秆经微贮后,其总氨基酸含量达58.09%,比常规的干玉米秸秆提高了158.11%。发酵秸秆饲料中酶、益生菌、氨基酸含量都有所提高,其中的酶可以促进动物对营养物质的消化吸收,益生菌则可以调节肠道内的菌群平衡,氨基酸主要用于合成蛋白质和多肽,也可以转变成嘌呤、嘧啶和儿茶酚胺类激素等多种含氮生理活性物质,其余则可以通过转氨基作用转变为ɑ一酮酸,再转变成为氨基酸,或者彻底分解为二氧化碳和水并释放出能量,或者转变为糖或脂肪作为能量的储备,利于动物体的新陈代谢。

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