羊瘤胃液中产阿魏酸酯酶乳酸菌的筛选及对水稻秸秆青贮品质的影响

2022-11-16 02:15刘蓓一田吉鹏程云辉许能祥张文洁顾洪如路庆鹏丁成龙
江苏农业学报 2022年5期
关键词:酯酶乳酸菌纤维素

刘蓓一, 韦 青, 田吉鹏, 程云辉, 许能祥, 张文洁, 顾洪如, 路庆鹏, 刘 翔, 丁成龙

(1.江苏省农业科学院畜牧研究所,江苏南京210014;2.江苏省农业科学院农业农村部种养结合重点实验室,江苏南京210014;3.江苏绿科生物技术有限公司,江苏扬州225600;4.睢宁县飞翔牧业有限公司,江苏睢宁221243)

中国的秸秆资源丰富,每年产量达8×108~9×108t,且有逐年增加的趋势[1],但是秸秆中的纤维素、木质素含量较高,限制了秸秆在家畜养殖中的高效利用。秸秆中的木质纤维素主要由纤维素、半纤维素及木质素通过阿魏酸酯键交联在一起[2],而利用产阿魏酸酯酶(FAE)乳酸菌在青贮过程中产生的FAE使木质素与多糖之间的化学键断裂,进而有效降低秸秆青贮过程中木质纤维素含量,提高木质纤维素结构性多糖在体外的酶解消化率。此外,乳酸菌在青贮过程中一直被视为有益微生物,能够适应青贮过程的厌氧环境,是青贮体系中启动乳酸发酵的关键因子。由此可见,筛选出具有较高阿魏酸酯酶活性的乳酸菌非常重要。

反刍动物瘤胃中含有大量纤维分解菌[3],能够将难以消化的粗饲料降解成挥发性脂肪酸(如乙酸、丙酸、丁酸等),从而为反刍动物提供能量[4]。反刍动物瘤胃内的纤维降解菌主要是产琥珀酸丝状杆菌、黄色瘤胃球菌、白色瘤胃球菌等[5],但是这些都是严格厌氧的细菌,而青贮是从有氧期进入厌氧期的过程,筛选兼性厌氧纤维降解菌意义较大。李君风等[6]从西藏地区牦牛瘤胃液中分离到1株能降解水稻秸秆纤维素、半纤维素的兼性厌氧纤维素降解菌,经鉴定为粪肠球菌。目前,还未见从动物瘤胃液中筛选出产阿魏酸酯酶乳酸菌的报道。

将筛选到的产阿魏酸酯酶的乳酸菌应用到秸秆青贮中,既可以发挥乳酸菌自身的优势,又能利用阿魏酸酯酶的特性进一步降解秸秆纤维,从而提高青贮秸秆的综合品质和利用率。本试验拟从湖羊瘤胃液中筛选产阿魏酸酯酶的乳酸菌,并鉴定菌株特性,进而将其接种到水稻秸秆青贮中,研究其对青贮水稻秸秆纤维降解率及青贮饲料品质的影响。

1 材料与方法

1.1 样品处理

选择健壮的湖羊,用瘤胃导管从胃部预留孔中采集瘤胃液并置于无菌保温瓶中,随后将采集的瘤胃液迅速带回实验室,在超净工作台上用无菌纱布过滤,进而进行梯度稀释。

1.2 羊瘤胃液中乳酸菌的筛选

选择3个合适梯度的瘤胃液稀释液,各取100 μl,按照3点法添加到MRS(Man Rogosa Sharpe)培养基平板上,均匀涂布后,置于37 ℃培养箱中倒置厌氧培养48 h。挑选形态各异的菌落,继续在MRS培养基上反复划线,直至得到纯化的单菌落,继续进行革兰氏染色和H2O2酶试验。

1.3 产阿魏酸酯酶乳酸菌的初筛

用无菌牙签挑取单菌落,点接在筛选培养基[7]上,于30 ℃培养12~72 h,观察单菌落是否在平板上出现明显的透明圈。若出现透明圈,可初步认为该菌株具有产阿魏酸酯酶的能力。

1.4 产阿魏酸酯酶乳酸菌的复筛

1.4.1 阿魏酸(FA)标准曲线的绘制 取5个100 ml的容量瓶,按1~5编号,反式阿魏酸标准液和蒸馏水的体积参照表1,每组设3个平行。将反式阿魏酸标准液和蒸馏水混匀,分别得到质量浓度为50 μg/ml、100 μg/ml、150 μg/ml、200 μg/ml、250 μg/ml的反式阿魏酸标准液。将标准液过0.22 μm滤膜后,进行高效液相色谱(HPLC)测定,用测得的数值绘制阿魏酸标准曲线。

表1 反式阿魏酸标准液的配方

1.4.2 发酵液的准备 将初筛获得的产阿魏酸酯酶的乳酸菌接种到MRS液体培养基中,于37 ℃过夜培养,将菌体用0.9%无菌生理盐水洗涤2~3次并重置于去离子水中。按5%接种量接种菌悬液于新鲜的产酶液体培养基中进行发酵[7],再于37 ℃培养48 h,测定初筛获得的乳酸菌的阿魏酸酯酶活性。将发酵培养液于10 000 r/min离心5 min,获得上清液。

1.4.3 酶活性的测定 取2支试管,参照表2配方加入各试剂,每组设3个平行, 混匀后于30 °C水浴30 min,沸水浴10 min后终止反应,再于10 000 r/min离心5 min,取上清液过滤并进行HPLC测定。根据标准曲线计算阿魏酸的质量浓度,将1 min内分解阿魏酸甲酯产生1 μmol阿魏酸需要的酶量定义为1个酶活性单位(U),计算公式:

表2 阿魏酸酯酶活性测定的反应体系

酶活性(mU/ml)=反应液中阿魏酸的平均含量(μg)/阿魏酸摩尔质量×反应时间(min)。

1.4.4 HPLC色谱条件 C18色谱柱为Synergi Hydro-RP80(250.0 mm×4.6 mm, 4 μm)。流动相A(甲醇)∶流动相B(1%冰乙酸)=28∶72。流速为0.6 ml/min,柱温为40 ℃,检测波长(UV)为 320 nm,进样量为10 μl。

1.5 产阿魏酸酯酶乳酸菌的复筛

1.5.1 形态学鉴定 将分离获得的优势菌株在MRS固体培养基上划线,于37 ℃厌氧培养48 h,观察菌落的形状、颜色、大小及边缘等特征,同时挑取单菌落,进行革兰氏染色,观察镜检结果。

1.5.2 生长曲线的测定 取1环乳酸菌接种至MRS液体培养基中,于37 ℃培养48 h。取菌悬液,按5%接种量分别接种至液体培养基中,于37 ℃培养0~24 h,每隔2 h取1管,测定其OD600和pH值,绘制菌株生长曲线。

1.5.3 生长特性的鉴定

1.5.3.1 耐酸试验 取1环乳酸菌接种至MRS液体培养基中,于37 ℃培养48 h。取菌悬液,按5%接种量分别接种至不同pH值(2.5、3.0、3.5、4.0、4.5、7.0)的MRS液体培养基中,于37 ℃培养48 h,目测菌株生长情况[8]。

1.5.3.2 耐高温、低温试验 取1环乳酸菌接种至MRS液体培养基中,于37 ℃培养48 h。取菌悬液,按5%接种量分别接种至MRS液体培养基中,分别在5 ℃、25 ℃、30 ℃、37 ℃、45 ℃下培养, 其中在5 ℃、15 ℃下培养120 h,在25 ℃、35 ℃下培养48 h,在45 ℃下培养96 h[8]。

1.5.3.3 耐盐试验 取1环乳酸菌接种至MRS液体培养基中,于37 ℃培养48 h。取菌悬液,按5%接种量分别接种至含有3.0%、6.5%、10.0%、15.0% NaCl的MRS液体培养基中,于37 ℃培养48 h,目测菌株生长情况[8]。

1.5.4 生化鉴定 分别挑取乳酸菌的单菌落进行生化检测,使用细菌生化鉴定管(购自杭州天和微生物试剂有限公司)进行测定,按反应管试剂盒中的说明书进行操作,随后培养2~3 d,记录菌株反应情况,并结合凌代文[9]的方法推测菌株所属类型。

1.5.5 16S rDNA测序鉴定 优势菌株培养48 h后,取细菌培养液于10 000 r/min离心1 min,弃去上层澄清液,收集底层菌体以备提取样品DNA,DNA提取方法参照TIANGEN细菌基因组DNA提取试剂盒说明书,然后进行PCR扩增,将PCR产物送至南京擎科生物科技有限公司测序。将测序返回的有效序列拼接后在NCBI网站上进行序列比对,利用Mega 11.0软件,选择Neighbor-Joining法构建系统进化树。

1.6 稻草青贮的调制、青贮品质及营养品质的分析

1.6.1 水稻秸秆青贮的调制 在2021年10月收割水稻,以去穗粳稻秸秆作为青贮原料。水稻秸秆原料pH值为6.13,营养成分:干物质(DM)含量 372.99 g/kg,粗蛋白含量47.06 g/kg(DM), 可溶性碳水化合物含量 36.84 g/kg(DM), 中性洗涤纤维含量632.41 g/kg(DM),酸性洗涤纤维含量399.58 g/kg(DM),酸性洗涤木质素含量36.86 g/kg(DM),纤维素含量362.72 g/kg(DM),半纤维素含量232.83 g/kg(DM),乳酸含量7.78 g/kg(DM),乙酸含量0.72 g/kg(DM),1 g水稻秸秆(以鲜质量计)含乳酸菌数量4.76 lg、好氧细菌数6.64 lg、酵母菌数量4.55 lg,霉菌数量3.02 lg。 在水稻秸秆中分别添加鼠李糖乳杆菌(SR1)、香肠乳杆菌(SR2),添加量均为5×105CFU/g,将菌剂喷洒于水稻秸秆上,对照组喷洒相应体积的水。将处理后的水稻秸秆装入青贮袋中,使用真空封口机抽气封口,每袋质量300 g。室温发酵60 d后开袋取样,进行青贮品质的检测。

1.6.2 水稻秸秆青贮发酵品质及微生物数量的测定 取20 g原水稻秸秆样品或青贮样品,加入180 ml灭菌蒸馏水,于4 ℃冰箱中浸提24 h,再用4层纱布过滤,随后用pH计测定滤液pH值。将滤液用0.22 μm滤膜过滤后用高效液相色谱仪测定乳酸、乙酸、丙酸、丁酸含量[10]。用苯酚-次氯酸钠比色法测定铵态氮含量[11]。

取10 g原水稻秸秆样品或青贮样品装入含有90 ml 0.90%生理盐水的6号自封袋中,置于摇床上,于120 r/min振荡1 h,取上清菌悬液进行不同梯度的稀释。将具有连续稀释度的菌液涂布于营养琼脂培养基上,于37 ℃培养24 h,计算好氧细菌的数量;将具有连续稀释度的菌液涂布于虎皮琼脂培养基上,于30 ℃培养48 h,计算酵母菌、真菌的数量;将具有连续稀释度的菌液灌注于MRS琼脂培养基中,于37 ℃培养48 h,计算乳酸菌数量[12]。

1.6.3 水稻秸秆青贮饲料营养品质的测定 每袋称取250 g原水稻秸秆样品(原料)或青贮样品,于105 ℃杀青1 h后,再于65 ℃烘干至恒质量,计算干物质含量。用ANKOM -A2000i型全自动滤袋技术测定样品、原料的中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF)和酸性洗涤木质素(ADL)含量,并计算纤维素、半纤维素含量[13];用丹麦产全自动凯氏定氮仪测定粗蛋白质含量[14];用蒽酮-硫酸比色法测定可溶性碳水化合物含量[15];用体外胃蛋白酶-纤维素酶消化法测定干物质体外消化率[16]。

1.7 数据分析

用Excel 2019、SPSS 26软件统计并分析试验数据,用Duncan’s 法进行方差分析。

2 结果与分析

2.1 产阿魏酸酯酶乳酸菌菌株的筛选

本试验从湖羊瘤胃液中分离到156株乳酸菌,在以阿魏酸乙酯为唯一碳源的筛选平板上培养12 h后发现,仅SR1菌株、SR2菌株产生较大透明圈,可以初步判断SR1菌株、SR2菌株能利用碳源阿魏酸乙酯,可能具有产阿魏酸酯酶的活性,其中SR1菌株、SR2菌株的透明圈直径分别为8.00 mm、12.00 mm,与SR1菌株相比,SR2菌株的透明圈直径更大,表明该菌株降解阿魏酸乙酯的性能更好。

由表3可以看出,SR1菌株、SR2菌株都具有产阿魏酸酯酶的活性,SR1产阿魏酸酯酶的活性为7.23 mU/ml,菌株SR2产阿魏酸酯酶的活性高于SR1,为10.36 mU/ml。

表3 SR1菌株、SR2菌株的透明圈大小及其产阿魏酸酯酶的活性

2.2 形态学鉴定

将SR1菌株、SR2菌株分别划线接种于含琼脂的MRS培养基上,于37 ℃厌氧培养48 h后,发现SR1菌株在平板上形成乳白色、圆形、边缘规则、中心凸起且表面有光泽的菌落;SR2菌株为中心稍凸起的乳白色菌落,边缘不整齐,表面湿润,呈扁平状。培养48 h后进行涂片染色,SR1菌株、SR2菌株的镜检结果均为G+短杆菌。

2.3 菌株的生长曲线

由图1A可知,随着菌株SR1的生长,培养液的pH值逐渐下降。从OD600看出,培养0~2 h,SR1菌株生长缓慢,处在停滞期;培养2~16 h,SR1菌株步入对数生长期,生长速率最快;培养16 h后,SR1菌株的生长步入平缓期,生长逐渐稳定;培养24 h时,SR1菌株培养液的pH值为3.94。

由图1B中SR2菌株的OD600、pH值随培养时间的变化可以看出,SR2菌株在培养2 h后的繁殖速度加快,步入对数生长期,同时产酸能力也相应提高,pH值快速下降;培养18 h后,SR2菌株的生长逐渐趋于稳定,pH值缓慢降低;培养24 h时,SR2菌株培养液的pH值为3.83。综合分析可知,SR2菌株的产酸速度比SR1菌株快。

A:SR1菌株;B:SR2菌株。

2.4 菌株的生长特性

由表4可知,在pH值为2.5的条件下,2株菌均不能生长;当pH值为3.0时,SR1菌株表现为微弱生长,SR2菌株的生长表现一般;当pH值为3.5~7.0时,SR2菌株的生长情况良好。2株菌在5 ℃条件下均不能生长;在25~37 ℃条件下,2株菌的生长状况良好;当温度为45 ℃时,2株菌的生长情况均较微弱。2株菌都能在含有3.0%~10.0% NaCl的培养液中生长。当NaCl含量达到15.0%时,SR1菌株、SR2菌株均不生长。由此可见,SR1菌株能够在pH值为4.0~7.0、温度为25~37 ℃、NaCl含量为3.0%的MRS培养液中良好生长; SR2菌株的耐酸能力比SR1菌株高,能够在pH值为3.5~7.0、温度为25~37 ℃、NaCl含量为3.0%的MRS培养液中很好地生长。

表4 菌株在不同条件下的生长情况

2.5 菌株的生化反应

由表5可以看出,SR1菌株、SR2菌株在乳糖、蔗糖和葡萄糖生化管中的反应结果表现为阳性,硝酸盐还原和接触酶反应结果均表现为阴性,表明SR1菌株在葡萄糖发酵产气试验中表现为产气,SR2菌株发生精氨酸产氨现象;SR1菌株在阿拉伯糖、核糖、甘露醇和山梨醇生化管中的反应结果表现为阳性,SR2菌株则相反。结合凌代文[9]的研究结果,初步判断SR1菌株为鼠李糖乳杆菌,SR2菌株为香肠乳杆菌。

表5 不同菌株的生化反应结果

2.6 16S rRNA鉴定

由表6、图2可知,SR1菌株与Lactobacillusrhamnosusstrain NBRC 3425最接近,同源性达99.79%;SR2菌株与Lactobacillusfarciminisstrain BCRC 14043最接近,同源性达99.00%以上。综合SR1菌株、SR2菌株的形态学、理化特征及16S rRNA测序结果,最终鉴定SR1菌株为鼠李糖乳杆菌,SR2菌株为香肠乳杆菌。

图2 2个菌株的系统进化树

表6 基于16S rRNA序列的NCBI比对结果

2.7 接种产阿魏酸酯酶乳酸菌对水稻秸秆青贮饲料发酵品质的影响

由表7可以看出,水稻秸秆青贮发酵60 d后,与CK相比,SR2组的pH值显著低于CK(P<0.05),且SR2组的pH值最低,SR1组的pH值与CK间的差异不显著。SR2组的乳酸含量显著高于CK、SR1组(P<0.05);与CK相比,SR2组的乙酸含量显著降低(P<0.05),而SR1组的乙酸含量显著升高(P<0.05)。SR2组的乳酸与乙酸含量的比值比CK高564.58%,并且差异显著(P<0.05)。SR2组的铵态氮含量比CK减少了60.63%, 并且显著低于SR1组(P<0.05)。SR1组与CK的铵态氮含量差异不显著。SR2组的乳酸菌数量显著高于CK(P<0.05),SR1组的乳酸菌数量与CK间的差异不显著;SR2组的好氧细菌数量和酵母菌数量显著低于CK、SR1组(P<0.05)。所有处理组中均未检测出丙酸、丁酸或霉菌。

表7 接种乳酸菌对水稻秸秆青贮发酵品质指标的影响

2.8 接种产阿魏酸酯酶乳酸菌对水稻秸秆青贮饲料营养品质的影响

由表8可以看出,青贮60 d后SR2组的干物质含量显著高于CK、SR1组(P<0.05),SR1组的干物质含量与CK间无显著差异;SR1组的粗蛋白质含量显著高于CK(P<0.05)。SR2组的可溶性碳水化合物含量比CK增加了42.67%,并且差异显著(P<0.05)。SR2组的中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维、纤维素含量显著低于CK(P<0.05),分别降低了3.03%、4.74%、4.90%,SR1组的中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维、纤维素含量与CK之间的差异不显著;SR2组的干物质体外消化率最高,但与CK相比差异不显著,仅提高了2.26%。

表8 接种乳酸菌对水稻秸秆青贮饲料营养品质指标的影响

3 讨论

3.1 羊瘤胃液中产阿魏酸酯酶乳酸菌的筛选与鉴定

有报道显示,反刍动物瘤胃中近50%的纤维素被分解,是瘤胃中细菌、真菌、原虫协同作用的结果[17]。而在分解过程中,80%左右是由细菌完成的,反刍动物瘤胃中的细菌可以产生木聚糖酶、纤维素酶等能降解纤维素的活性物质。由此进一步推测,反刍动物瘤胃中可能存在独特的具有阿魏酸酯酶活性的资源。阿魏酸酯酶在一定程度上具有降解纤维素的能力,能够反映反刍动物对纤维素的利用程度。由此可见,从反刍动物瘤胃中筛选具有阿魏酸酯酶活性的细菌并测定其产酶能力的强弱,对于判断反刍动物瘤胃中纤维素被分解的程度具有参考意义。

反刍动物瘤胃中微生物分泌出的酶可以存在于瘤胃液中,也可以附着在饲料颗粒及微生物菌体上[18],其中葡聚糖酶分布于细胞质或细胞表面,而阿魏酸酯酶、糖苷分解酶主要分布于瘤胃液中。由此可见,瘤胃中具有阿魏酸酯酶活性的微生物与植物细胞壁上附着的微生物对纤维素的降解极其重要。

在本试验中,研究人员从湖羊瘤胃液中筛选得到2株具有阿魏酸酯酶活性的菌株,并结合形态学、理化性质、基因测序鉴定结果,确定其中的SR1菌株、SR2菌株均为乳杆菌属。通过产酶活性测定发现,这2株菌产阿魏酸酯酶的活性显著低于目前已知的具有产阿魏酸酯酶的真菌,与李干等[19-20]报道的研究结果一致。但与其他细菌相比,菌株SR2的产阿魏酸酯酶的活性要高于乳酸片球菌(4.32 mU/ml)、短乳杆菌(7.56 mU/ml)、植物乳杆菌(8.34 mU/ml)[21],表明本研究获得的SR2菌株具有降解阿魏酸甲酯的作用。综合这2株菌的透明圈大小及其产酶活性可知,菌株SR2对阿魏酸甲酯的分解能力要优于菌株SR1。对2株菌的生长情况进行研究发现,菌株SR2的产酸能力较强,其在MRS培养液中培养24 h后,最终MRS培养液的pH值达到3.83,而菌株SR1的产酸能力较弱,培养24 h后MRS培养液的pH值为3.94。在对酸、盐和温度的耐受性上,SR1、SR2这2株菌的生长受到pH值、盐浓度及温度的影响,2株菌在低温(5 ℃)、高盐含量(15.0% NaCl)条件下不能生长,但在温度为25~45 ℃、NaCl含量为3.0%~10.0%的条件下能够微弱生长,并且SR1、SR2这2株菌能在pH值为3.0的MRS培养液中生长,与薛银刚等[22-23]报道的结果相符,且SR2(香肠乳杆菌)对酸的耐受性更强。Muck等[24]认为,适合用于青贮的微生物发酵剂应有一致的发酵途径,既可以利用糖来提高产酸量,使青贮饲料的pH值尽快降至4.0,从而阻碍有害微生物活动,改善饲料品质,同时,这类微生物发酵剂需要具备一定的耐酸性。由此可见,产酸量和耐酸性是评价乳酸菌在青贮过程中发酵性能的重要指标。Zhou等[25]认为,参与青贮发酵的乳酸菌的最佳生长环境温度为20~37 ℃,过高或过低的温度都会影响乳酸菌的生长发育。本研究选用的2株乳酸菌在pH值为3.0、温度为25~37 ℃的环境中也能生长,在作为青贮料乳酸菌添加剂的生产中具有潜在价值。

3.2 功能性乳酸菌对水稻秸秆青贮饲料发酵品质的影响

pH值下降速度是影响微生物活动和发酵损失的重要因素[26]。添加乳酸菌能够促进青贮饲料酸化,使得pH值下降,发酵速度加快且发酵产物含量发生改变[27]。贾婷婷等[28]发现,外源添加鼠李糖乳杆菌后,会引起青贮水稻秸秆pH值降低、乳酸含量提高、有害菌数量减少,与本研究结果不一致。造成上述结果不一致的原因可能是水稻秸秆发酵60 d后,含水率、营养水平较低,阻碍了乳酸菌的生长繁殖,从而影响其发酵效果。而添加香肠乳杆菌的SR2组的pH值显著降低至3.91,达到制备优质青贮料的要求。SR2组水稻秸秆青贮60 d时,乳酸菌数量增加,好氧细菌、酵母菌数量减少,基本检测不到霉菌,说明香肠乳杆菌SR2的产酸能力较强,促使青贮水稻秸秆的pH值迅速降低,不良微生物减少。

有机酸也是判定青贮水稻秸秆发酵品质的主要指标,尤其是乳酸含量与发酵品质高度相关。水稻秸秆青贮时,添加鼠李糖乳杆菌SR1后,乙酸含量显著高于其他处理组,可能与鼠李糖乳杆菌为异型发酵乳酸菌有关;添加香肠乳杆菌的SR2组与CK组、SR1组相比,乳酸含量分别增加了114.53%、97.57%,表明添加香肠乳杆菌SR2促进了乳酸的生成。产阿魏酸酯酶的香肠乳杆菌SR2的添加对青贮饲料中乙酸含量的影响较大,明显降低了乙酸含量,提高了乳酸/乙酸比值,这是添加同型乳酸菌后产生的典型反应[29-30]。

铵态氮由腐败微生物(如梭菌)降解青贮原样中的粗蛋白产生,其含量越高,表明发酵效果越差。添加功能性乳酸菌会使青贮料中的乳酸菌数量增加,而乳酸菌可以产生拮抗物质,对一些不良菌的发育有阻碍作用。添加功能性乳酸菌后,铵态氮含量都有所降低,其中添加产阿魏酸酯酶的香肠乳杆菌SR2的效果最明显,铵态氮含量显著低于其他处理组,说明添加产阿魏酸酯酶的香肠乳杆菌SR2能有效减少腐败菌对水稻秸秆原料中粗蛋白的降解,进而改善青贮水稻秸秆饲料的品质,这与华金玲[31]和荆佩欣[21]的研究结果一致。

3.3 功能性乳酸菌对水稻秸秆青贮饲料营养品质的影响

粗蛋白含量体现了水稻秸秆饲料的饲用价值。在发酵过程中,植物酶和微生物的作用会影响粗蛋白含量。在本试验中,SR1处理组的粗蛋白含量高于未加菌剂的CK。

在水稻秸秆青贮过程中,纤维含量和结构的变化受酶活性的影响,进一步会影响水稻秸秆青贮饲料的营养价值[32]。从营养品质来看,添加鼠李糖乳杆菌的SR1处理组的中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维含量与CK间基本无差异,与Lynch等[33]报道的结果相似,Lynch等在添加产阿魏酸酯酶乳酸菌苜蓿青贮试验中发现,接种产阿魏酸酯酶的乳酸菌没有提高青贮苜蓿发酵品质及纤维降解能力,可能是由于在单独添加鼠李糖乳杆菌SR1的条件下,水稻秸秆发酵60 d后的pH值仍偏高,鼠李糖乳杆菌SR1的阿魏酸酯酶未发挥作用,可溶性糖释放不及时,使得鼠李糖乳杆菌SR1在水稻秸秆表面不能很好地生长。而在添加产阿魏酸酯酶的香肠乳杆菌SR2处理中,水稻秸秆饲料中的中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维和纤维素含量较CK显著降低,可溶性碳水化合物含量较CK显著增加。荆佩欣[21]研究发现,加入产阿魏酸酯酶的植物乳杆菌A1,可以导致苜蓿青贮饲料的纤维含量降低。Nsereko等[34]在禾本科牧草青贮过程中添加阿魏酸酯酶,促进了牧草饲料中中性洗涤纤维的降解,但对干物质体外消化率没有影响,表明阿魏酸酯酶能起到降解纤维的作用,与本研究结果一致。

4 结论

(1)接种产阿魏酸酯酶乳酸菌提高了水稻秸秆饲料发酵品质,产阿魏酸酯酶香肠乳杆菌SR2组发酵60 d后的pH值最低,为3.91,乳酸含量最高,为69.25 g/kg。所有菌剂处理组的铵态氮含量均低于CK,其中产阿魏酸酯酶的香肠乳杆菌SR2组的铵态氮含量最低。(2)产阿魏酸酯酶香肠乳杆菌SR2组的中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维和纤维素含量分别为621.63 g/kg、384.96 g/kg和349.77 g/kg,显著低于CK,添加产阿魏酸酯酶的鼠李糖乳杆菌SR1组对水稻秸秆纤维分解的影响不大。产阿魏酸酯酶的香肠乳杆菌SR2组的可溶性碳水化合物含量最高,为13.34 g/kg。综上各项指标检测结果,得出产阿魏酸酯酶的香肠乳杆菌SR2组为发酵效果最优组。

猜你喜欢
酯酶乳酸菌纤维素
禽用乳酸菌SR1的分离鉴定
纤维素基多孔相变复合材料研究
纤维素气凝胶的制备与应用研究进展
蜈蚣草化学成分及抑制乙酰胆碱酯酶生物活性研究
新的药根碱三唑的合成与抗菌以及乙酰胆酯酶抑制活性评价
基于半导体聚合物量子点的羧酸酯酶比率荧光传感
酸奶是坏了的牛奶吗
乳酸菌成乳品市场新宠 年增速近40%
纤维素晶须的制备研究
乳饮品中耐胃酸乳酸菌的分离鉴定与筛选