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精品资料4-第四章-微生物饲料.第四章、删除微生物饲料微生物饲料是指利用微生物个体繁殖或其新陈代谢活动来生产和调制的饲料，包括提供反刍动物能量的青贮饲料、提供各种动物蛋白质的单细胞蛋白、作为动物饲料添加剂使用的微生物酶制剂及益生菌剂等。第一节 微生物与青贮饲料为反刍动物越冬贮藏的饲料有干草料和青贮料。干草料是由饲料作物失水干燥而制成，但因其制作过程受天气、季节和场地等因素的影响，在晾晒过程中营养物质损失较大，使其营养价值偏低，因此干草料的推广受到限制。青贮料是将青绿植物密封贮藏，通过微生物发酵，使可溶性碳水化合物转化成乳酸、乙酸等有机酸，降低青贮料的pH值，从而抑制腐败菌生长而获得的能够长期贮存、保持作物鲜嫩多汁和丰富营养的越冬饲料。在我国北方，通常将玉米及其秸秆青贮后成为冬季反刍动物的主要饲料来源。一、青贮饲料的微生物类群生活在植物表面，借助于植物渗透或分泌的营养物质进行生长繁殖的微生物，称为附生微生物，主要包括霉菌、酵母、细菌。新鲜叶面一般含有大量附生细菌，其中，乳酸菌所占比例很高，酵母菌和霉菌则相对较少。在自然青贮发酵过程中，主要是植物附生微生物参与青贮发酵过程。根据微生物在青贮发酵过程中的作用可分为有利于青贮发酵的微生物和不利于青贮发酵的微生物即有害微生物。前者主要指乳酸菌；后者是对青贮饲料营养有破坏作用的厌氧性梭菌和肠细菌、引起有氧腐败的酵母菌、霉菌以及有致病性的利斯特菌等。青贮过程的有害微生物不仅造成青贮饲料营养成分的降低，而且对动物生长及产品质量也会产生很大影响。下介绍参与青贮发酵过程的主要微生物类群。（一）乳酸菌乳酸菌是指利用可溶性碳水化合物产生乳酸的细菌总称，。乳酸菌具有兼性厌氧、无芽孢、不运动、革兰革兰氏阳性等特征。常见的附生乳酸菌有乳杆菌（Lactobacillus）、片球菌（Pediococcus）、明串珠菌（Leuconostoc）、肠球菌（Enterococcus）、乳球菌（Lactococcus）、链球菌（Streptococcus）。这些乳酸菌大多属于中温型微生物，生长温度为55，下同50，适宜生长温度为2540。其主要特征是能利用植物分泌的可溶性碳水化合物产生乳酸和乙酸，而使pH值降低。因此乳酸菌的繁殖速度决定着青贮饲料质量。根据乳酸菌对糖代谢的产物不同，可分为三种类型：同型乳酸发酵菌株、异型乳酸发酵菌株和兼性异型乳酸发酵菌株。同型乳酸发酵是指乳酸菌的末端代谢产物只有乳酸。进行同型乳酸发酵的有嗜酸乳杆菌（Lb. acidophilus）、有害片球菌（Ped. damnosus）等，它们利用己糖如葡萄糖通过糖酵解途径，产生85以上的乳酸，但这类菌株不能利用五碳糖或葡（萄）糖酸盐；异型乳酸发酵是指乳酸菌的末端代谢产物除乳酸外，还有乙酸或乙醇、二氧化碳等代谢产物。进行异型乳酸发酵的有如短小乳杆菌（Lb. breve）、布氏乳杆菌（Lb. buchneri）和肠膜状明串珠菌（Leu. mesenteroides）等，它们能利用己糖和戊糖，但发酵己糖的产物是乳酸、二氧化碳和乙醇（或乙酸，必须在有电子受体存在下）；兼性异型乳酸发酵是指一些乳酸菌除能利用己糖和戊糖进行同型乳酸发酵产生大量乳酸外，在特殊条件下，还能利用戊糖进行异型发酵，产生乳酸、二氧化碳和乙酸或乙醇，如植物乳杆菌（Lb. Plantarum）、干酪乳杆菌（Lb. casei）、嗜酸片球菌（Ped. acidilactici）、戊糖片球菌（Ped. pentosaceus）和粪链球菌（Entercoccus faecium）。乳酸菌在青贮过程中不分泌蛋白酶，对植物蛋白没有分解作用，所以优质青贮饲料中蛋白质成分损失很少。乳酸菌生长需要一定量的可溶性碳水化合物，玉米和禾本科牧草含糖量较高，将初始含水量控制在6070时，乳酸菌会迅速生长。（二）肠道细菌 肠道细菌属于植物附生菌，为兼性厌氧细菌。在新鲜的作物上，常见的肠道细菌有草生欧氏文菌（Erwinia herbicola）和水生拉恩氏菌（Rahnella aquatilis）。当作物青贮后，这些菌群很快被来自于土壤的其他肠道细菌如哈夫尼肠杆菌（Hafnia alvei）、埃希氏大肠杆菌（Escherichia coli）和居泉沙雷氏菌（Serratia fonticola）取代。在青贮发酵中生长的肠道细菌一般是非致病的，但肠道细菌也属于有害菌，因为在青贮发酵初期，这类细菌与乳酸菌竟争利用青贮饲料的碳水化合物。有些肠道细菌有蛋白水解活性，使蛋白质脱氨、脱羧，由此降低了青贮饲料的营养价值。进而又产生了有毒化合物（如胺和分支脂肪酸）而胺使青贮饲料气味恶臭，降低动物对饲料的采食。肠道细菌还能生成生物胺增加了青贮饲料的缓冲能力，因此阻碍了青贮饲料pH值的快速降低。在pH值4.55.0的条件下大多数肠道细菌生长受到抑制。所以高质量的青贮饲料，pH值会快速降低，当低于4.2时，肠道细菌的生长将受到抑制。（三）梭菌梭菌为严格厌氧、革兰阳性、棒状或杆状细菌，在不良环境条件下，细胞内形成芽孢。在厌氧条件下，梭菌可以利用青贮饲料中的碳水化合物、有机酸和蛋白质，因此是青贮过程中的有害微生物之一。在青贮发酵过程中常见的梭菌有：酪丁酸梭菌（Clostridium tyrobutyricum）、丁酸梭菌（C. butyricum）、生孢梭菌（C. sporogenes）和双酶梭菌（C. bifermentans）。前两种梭菌蛋白水解能力较弱，但能发酵糖类和乳酸；后两种蛋白水解能力较强，可降解植物蛋白和游离氨基酸，造成青贮饲料营养成分的降低。梭菌的生长通常发生在青贮初期和后期。在青贮初期，梭菌和乳酸菌一样，在厌氧环境下易于生长，但梭菌不耐酸，其适宜生长的pH值是7.07.4。如果青贮窖密闭不严，缓慢进入的空气会促使好氧菌对碳水化合物的消耗增大，由此降低了乳酸菌可利用的碳源，致使pH值降低缓慢，减弱了pH值对梭菌的抑制作用，造成梭菌生长。梭菌可利用糖和乳酸产生丁酸，因此，该过程又称为丁酸发酵。丁酸与乳酸相比为弱酸，丁酸发酵使青贮饲料pH值升高，由此促使其他腐败菌生长。如果青贮窖密封严紧，乳酸菌生长占据优势，迅速产生乳酸，从而使pH值降低到4.2以下，即可抑制梭菌生长。在饲喂期，青贮料的有氧腐败导致pH值升高，梭菌芽孢将萌发，使得梭菌再次生长，将乳酸转变成丁酸。别外梭菌还可分解植物蛋白释放NH3。如果梭菌控制了青贮发酵，通常有大量丁酸产生，贮料温度升高，营养成分遭到严重破坏。梭菌易于在低干物质、低可溶性碳水化合物、高缓冲能力的青贮作物上生长，适宜生长温度为3037。但是梭菌生长的水活度值较高，如果青贮前将原料晾晒，使其含水量低于70，则可抑制梭菌的生长。有些梭菌对人和动物有很强的致病性，当动物饲用了被丁酸梭菌污染的青贮饲料后，能引起牲畜致死性肠中毒。青贮饲料被梭菌污染后主要表现在pH值升高（pH>5），丁酸含量增加（5g/kg干物质），并且氨、胺含量也升高。（四）酵母菌酵母菌是兼性厌氧菌，有非发酵型和发酵型两种类型。植物表面上的酵母菌通常为非发酵型，主要有掷孢酵母属（Sporobolomyces）、隐球酵母属（Cryptococcus）、红酵母属（Rhodotorula）和球拟酵母属（Torulopsis）。发酵型酵母在青贮过程进入厌氧发酵阶段时占优势，常见菌株有假丝酵母属（Candida）、汉逊酵母属（Hansenia）和酵母菌属（Saccharomces）。这些酵母菌可发酵乳酸和还原糖。在青贮发酵过程中，发酵型和非发酵型酵母菌都属于有害菌群，会对青贮发酵造成不利影响。在厌氧条件下，酵母菌发酵糖产生乙醇，使得青贮饲料有一定的醇香味，但这个过程消耗了生成乳酸所需的碳源，从而导致青贮过程中干物质的损失并使青贮过程失败。在有氧条件下，酵母菌能利用乳酸，产生CO2和H2O，引起青贮饲料pH值升高，从则而促进其他腐败菌的生长。在青贮发酵前几天，酵母菌能旺盛生长；随后，由于厌氧条件的形成、有机酸浓度的升高，酵母菌生长会受到抑制。酵母菌生长的适宜pH值为3.56.5，温度为2030。（五）醋酸细菌醋酸细菌是一类好氧、耐酸性细菌。目前，报道与青贮有关的醋酸菌为醋杆菌属的一些种（Acetobacter spp.）。醋酸细菌的作用与酵母菌类似，氧化乳酸和乙酸生成CO2和H2O，导致青贮饲料pH值升高，从而引起青贮饲料的有氧腐败。但醋酸细菌不如酵母菌有氧腐败对青贮饲料的影响那么大。（六）芽孢杆菌 芽孢杆菌同梭菌一样属于青贮发酵中的有害菌群，与梭菌不同的是芽孢杆菌为好氧或兼性好氧菌。最常见的芽孢杆菌有蜡状芽孢杆菌（B. cereus）、迟缓芽孢杆菌（B. lentus）、坚强芽孢杆菌（B. firmus）、球状芽孢杆菌（B. sphaericus）、地衣芽孢杆菌（B. licheniformis）和多黏芽孢杆菌（B. polymyxa）。兼性好氧芽孢杆菌能利用各种有机酸（乳酸、乙酸和丁酸）、乙醇、2,3-丁二醇和甘油作为碳源。芽孢杆菌还可与乳酸菌竞争生长，甚至利用少量乳酸而使青贮饲料的有氧腐败。危害性最严重的是蜡状芽孢杆菌，其孢子能通过奶牛的消化道由粪便排出体外而造成环境污染，引起牛奶和乳制品腐败变质，甚至会引起食物中毒。芽孢杆菌通常存在于青贮饲料有氧腐败的后期。为防止芽孢杆菌生长，青贮过程要减少原料被土壤或化肥的污染，青贮容器要密闭严紧、控制贮存温度不要过高。（七）霉菌霉菌为严格好氧的真核微生物，生长在青贮饲料的表层，通常在青贮饲料的饲喂阶段出现。霉菌生长的适宜条件为：相对湿度>70、pH>5、有氧，并且要求有一定量的碳水化合物。霉菌在青贮过程中不易生长。污染的青贮饲料的霉菌最常见有青霉属（Penicillium）、镰孢霉属（Fusarium）、曲霉属（Aspergillus）、毛霉属（Mucor）、木霉属（Trichoderma）。霉菌污染青贮饲料后，不仅改变了青贮饲料的营养成分和风味，而且还严重威胁动物和人类健康。霉菌孢子易引起过敏反应。很多霉菌还能产生毒素物质，可引起动物消化系统、生殖系统障碍，还可引起肝脏、脾脏等免疫器官损伤。霉萄菌毒素还可在肉和奶制品中残留。黄曲霉毒素B1B1是产黄曲霉（Aspergillus flavus）产生的常见毒素，在饲料中有时能够检测到。黄曲霉毒素B1B1，下同经过羊或牛等动物的体内代谢后，在其产品中仍可检测到黄曲霉毒素Bl及其衍生物M1的存在。减少青贮饲料与空气的接触或使用适当的添加剂，可减少霉菌污染。（八）利斯特菌利斯特菌属（Listeria）为好氧或兼性好氧细菌，是食物和饲料中常见的致病菌，经常出现在腐败的青贮饲料表面。该菌可穿过饲料表面进入青贮饲料深处，甚至在距饲料表面几cm处都可生长。该菌对pH值敏感，酸性条件下可抑制其生长。单核细胞增生利斯特菌（Llsteria monocygenes）常出现在青贮发酵过程中，对动物有很强的毒性。在绵羊和山羊中流行的利斯特病就是因其食用了被单核细胞增生利斯特菌污染的青贮饲料所致。利斯特菌可出现在青贮饲料的有氧阶段，其在青贮饲料中的生长和存活取决于青贮发酵的厌氧条件和pH值。在严格厌氧和pH值低于4.4的青贮条件下，该菌很快死亡。 二、青贮饲料的发酵过程由于青贮的植物表面有大量的附生微生物，同时还有来自于土壤及作物收割、切割过程中的所带入的微生物，因此青贮发酵是由许多复杂的微生物类群相互作用进行生物质删除转化的过程。根据微生物种类及其代谢活动，可将青贮过程分为4个阶段。（一）有氧呼吸阶段在青贮初期，因青贮原料的形状、切割长度的差异，青贮原料间会残留少量空气，使得植物细胞继续进行有氧呼吸和代谢活动。此时进行代谢活动的还有植物表面附生微生物及随植物一起带入的好氧、兼性好氧细菌、酵母菌和霉菌等。随着各种代谢活动的进行，青贮容器内的氧气会逐渐消耗，最后造成厌氧环境，植物细胞的呼吸作用和好氧微生物的代谢活动受到限制。有氧呼吸阶段通常需要几个小时。（二）发酵或酸化阶段当青贮容器内的氧气耗尽而变成厌氧环境时，各种厌氧及兼性厌氧微生物包括乳酸菌、肠球菌、梭菌和酵母菌将利用植物表面的可溶性碳水化合物和其他营养物而生长。青贮过程管理好的青贮饲料，此时厌氧菌群中乳酸菌生长迅速，并很快成为优势菌群，产生大量乳酸和乙酸，导致pH值迅速降低，从而抑制梭菌、酵母菌等腐败微生物的生长。因此，该阶段乳酸菌是否成为优势菌群，是青贮发酵成功与否的关键，同时也决定着青贮饲料的质量。该阶段可经历几天或几个月，可因青贮原料的不同而异。（三）稳定或储存阶段在青贮容器密闭没有空气进入的情况下，当青贮原料的pH值降低到一定程度时，各种微生物类群及其代谢产物保持相对稳定。此时主要是产酸和耐酸性强的乳酸菌存活。酵母菌虽然也有一定的耐酸性，但因缺氧而处于不活跃状态；厌氧性杆菌、梭菌也因受到低pH值的抑制而以孢子形式处于休眠状态。该阶段可维持几个月或一年，甚至更长，直到开始饲喂为止。（四）饲喂或有氧腐败阶段当青贮饲料用于饲喂动物时，会导致部分青贮饲料暴露于空气中，并且进入空气可通过饲料表面渗透到饲料内部。由于青贮饲料与空气接触，促使了好氧腐败微生物的生长，使其分解青贮饲料中的乳酸、醋酸而导致pH值升高，由此促进霉菌生长，最终导致青贮饲料发霉变质。三、青贮饲料添加剂为了尽量减少青贮发酵过程中营养物质损失或改善青贮饲料营养价值，以及保持青贮饲料在饲喂阶段的有氧稳定性，青贮饲料的制作过程中通常使用添加剂。青贮饲料添加剂的种类很多，广泛使用的主要有饲料防腐剂、非蛋白氮、细菌接种剂和酶制剂。（一）饲料防腐剂在青贮发酵过程中，应用较多的防腐剂有有机酸和无机酸，其作用是促进青贮饲料的发酵过程、减少腐败微生物生长、提高贮料的有氧稳定性，从而获得高质量的青贮饲料。1、有机酸甲酸是目前国外广泛使用的青贮添加剂。甲酸除能降低青贮饲料的pH值外，还能降低植物呼吸强度和抑制有害菌如梭状芽孢杆菌、肠道细菌和利斯特菌等的生长，减少青贮饲料营养物质的损失。研究表明，使用甲酸的青贮饲料，其蛋白损失一般为0.30.5比不加防腐剂的青贮饲料降低0.8，营养物质损失降低l/31/2，饲料利用率提高1520。甲酸在青贮发酵过程中被分解成CO2和CH4，瘤胃微生物也能催化此反应。因此发酵成熟后的青贮饲料中即使有少量的甲酸残留，对动物也没有太大损害，并且动物本身也能吸收部分甲酸。甲酸酸性强，对青贮饲料有良好的保护作用。在pH值为4.2的条件下即可抑制细菌生长，但有些酵母菌对甲酸具有一定的耐受性。甲酸具有腐蚀性，不可大剂量使用，一般按青贮饲料的0.30.5或24mL/Kg料重添加。乙酸、乳酸、丁酸和山梨酸等对酵母菌和霉菌均有较强的抑制作用，因此青贮过程中使用这些有机酸，可以提高饲料的有氧稳定性。这几种酸的抗菌活性因所用酸的种类而不同。如乙酸对酵母菌生长有抑制作用，对霉菌则无效，而霉菌生长可被山梨酸抑制。短链脂肪酸中，丙酸抑制真菌能力最强，并且随着pH值的降低，抑菌能力增强。其使用剂量因青贮原料的含水量、青贮时间而不同，通常使用12的丙酸抑制腐败菌生长。例如在玉米青贮发酵中，当玉米的含水量在20时，添加0.10.5的丙酸，可使青贮玉米的保存期延长16个月；当玉米青贮湿度为30时，丙酸添加量为0.81.1时，青贮效果较好。一般情况下青贮玉米的丙酸添加量为0.20.5。为了提高饲料的有氧稳定性，通常将丙酸与其他抗真菌化合物（如苯甲酸和山梨酸）混合使用。2、无机酸硫酸或盐酸是青贮发酵中使用最早的添加剂，其目的在于降低青贮饲料的pH值，软化青贮原料的质地，使其易于压实。在青贮过程中，高浓度的无机酸还可抑制植物细胞的呼吸，减少热量产生和原料的损失，并且青贮后的饲料动物易于消化吸收，但因无机酸具有强腐蚀性，在青贮操作过程中还会对人体造成伤害，因此现在一般不再使用。（二）非蛋白氮 氨和尿素是非蛋白氮营养添加剂，在青贮发酵中应用最为广泛，通常用于玉米、高粱和其他谷类作物的青贮发酵。非蛋白氮的作用：提高饲料的粗蛋白质含量，并减少有害微生物对青贮饲料蛋白质的降解，添加氨或尿素，可导致青贮饲料pH值升高至89；提高饲料的有氧稳定性，添加氨或尿素，可使青贮饲料的C/N比值降低，从而限制或抑制酵母菌和霉菌的生长。尿素在反刍动物瘤胃内可被微生物分解释放出氨，也可被瘤胃微生物用来合成蛋白质。如果在瘤胃内尿素的分解速度大于蛋白质的合成速度，则降低了尿素的利用率，甚至瘤胃内过量氨的残留还可引起氨中毒。因此，必须严格控制尿素的添加量。在青贮发酵时，一般尿素添加量为0.5，发酵后的饲料粗蛋白可提高4。在青贮发酵中也可直接添加氨，还可将其与糖蜜（提高风味和促进发酵）或无机盐溶液混合使用，尤其是在高干物质含量的作物中，使用氨和糖蜜的混合液青贮效果更佳。氨对人体有毒害，并对铜、锌等金属容器有腐蚀性，所以使用时必须谨慎。（三）乳酸菌接种剂青贮发酵过程中，乳酸菌能否快速生长成为优势菌群是青贮饲料制作成功与否的关键。因此，为确保青贮过程中乳酸菌的迅速生长，青贮饲料中常常添加乳酸菌接种剂。乳酸菌接种剂的应用始于20世纪初，由于受当时实验技术和条件的限制，乳酸菌制剂在存放过程中不能保证足够的活菌数，致使应用效果不明显。随着生物技术的不断发展，细胞固定化、胶囊化、低温冷藏和真空干燥等技术日趋成熟，乳酸菌和丙酸细菌活菌制剂在青贮饲料中的应用越来越广泛。1、乳酸菌接种剂最早使用的乳酸菌接种剂主要是同型发酵的乳酸菌。目前，青贮饲料乳酸菌接种剂通常包含多个菌株，最常混合使用的乳酸菌有：嗜酸乳杆菌（Lb. acidophilus）、乳酸片球菌（Ped. acidilactici）、屎肠球菌（Entercoccus faecium）和戊糖片球菌（Ped. pentosaceus）等。这些菌株可以快速利用植物的可溶性碳水化合物，产生大量乳酸，迅速降低pH值，抑制腐败微生物生长。有时对低含糖量的饲料作物青贮发酵时，常添加一些高还原糖物质如糖蜜废渣、水果渣等，以促进乳酸菌生长。研究发现，同型发酵乳酸菌能够利用少量的碳水化合物产生大量乳酸，对饲料有很好的保鲜作用，但是当青贮饲料暴露于空气后，青贮饲料很容易腐败变质。原因是由于青贮饲料中残留高浓度的可利用糖和缺少其他有机酸，为腐败菌生长提供了条件，并且乳酸本身也能被腐败菌如酵母菌和霉菌作为碳源而利用，从而引起饲料的腐败和霉变。在研究异型乳酸发酵时发现，尽管在异型乳酸发酵代谢产物中除了乳酸和乙酸外，还有少量的l,2-丙二醇及丙醇二酸，但在青贮发酵中真正起作用的主要是乙酸。因为乙酸对腐败微生物有很强的抑制作用。因此，目前在青贮饲料接种剂的菌株筛选中，尽可能多地选用产生乙酸量大的异型乳酸发酵菌株。青贮效果最好的异型乳酸发酵菌株有布氏乳杆菌（Lb. buchneri）。异型发酵乳酸菌接种剂的缺陷是，在发酵过程中因生成CO2而造成0.52.4干物质和0.2%能量损失。但这种损失与有氧腐败的损失相比，可以忽略不计。因此，异型乳酸发酵接种剂在青贮发酵中具有很好的应用前景。2、丙酸细菌接种剂除乳酸菌接种剂外，近年来丙酸细菌在青贮发酵中的应用也受到重视。丙酸细菌能转化乳酸和葡萄糖生成乙酸和丙酸，这两种有机酸比乳酸有更强的抗真菌活性。研究发现，在pH值>4.5的高水分青贮玉米中，接种谢氏丙酸杆菌（Propionibacteria shermanii），可抑制霉菌的生长，酵母菌数量也明显降低；在pH值降低缓慢的青贮麦秆中接种丙酸细菌，青贮麦秆的有氧稳定性提高，由此说明丙酸细菌应用于青贮发酵能提高青贮饲料的有氧稳定性。但丙酸细菌的缺点是具有一定的蛋白水解活性，还能引起干物质的损失（产生CO2）。因此，丙酸细菌多用于pH值降低缓慢或青贮饲料的pH值>4.24.5的青贮发酵过程中。（四）酶制剂乳酸菌只能利用葡萄糖、蔗糖等单糖，不能利用纤维素、果胶和淀粉等大分子物质。而青贮原料的糖分多以化学键的形式储存在植物细胞壁中，酶解后才能释放出单糖被乳酸菌利用。因此，在青贮发酵中，为了促进乳酸菌生长，降低纤维含量，提高饲料的消化率，常配合使用降解大分子物质的酶制剂。青贮饲料中常用的酶制剂有纤维素酶、半纤维素酶、淀粉酶和葡聚糖苷酶。青贮发酵中应用较多、研究比较深入的是降解纤维素的酶类。这类酶使用剂量越高，作用时间越长，酶解效果越好，释放的可溶性化合物也越多，可为乳酸菌生长产生乳酸提供大量碳源。纤维素酶对植物纤维的降解还可以提高饲料的消化和吸收利用效率。因此，纤维素酶在青贮发酵中不仅为乳酸菌生长提供还原糖，而且也提高了饲料消化利用率。添加酶制剂用于低糖分的饲料作物，如豆类和牧草等青贮效果较好，对幼嫩作物细胞壁的降解效果要好于成熟并木质化的作物；对含糖量高的饲料作物如玉米的青贮，酶制剂的使用，有时会带来负面效果，因为残留过量的可溶性碳水化合物，会促进腐败菌生长，易引起青贮饲料的有氧腐败。纤维素酶制剂的活性受多种因素影响，一般纤维素酶作用的pH值要求为4.5，温度为4550。在青贮发酵过程中，纤维素酶的活性受植物颗粒大小、酶的结合位点、含水量及植物性蛋白酶等因素的共同影响。为减少酶的损失，一般在青贮过程结束，饲喂动物之前，将酶制剂喷洒在饲料上，酶分子与饲料基质结合，防止被蛋白酶类降解，从而达到降解纤维，增加饲料适口性的目的。（五）其他添加剂糖蜜、米糠、麸皮、甜菜渣、苹果渣等工农业副产物，都可以作为青贮饲料添加剂以增加青贮饲料的糖含量。糖蜜含有79可溶性碳水化合物，其中，4550为蔗糖，是乳酸菌生长的廉价碳源。在大规模青贮发酵中，添加糖蜜能够促进乳酸发酵，降低pH值，控制梭菌生长和植物蛋白的水解，减少营养物质的损失。糖蜜多用于可溶性碳水化合物含量低的饲料作物的青贮处理中，以快速启动乳酸发酵。糖蜜的主要作用是促进青贮饲料乳酸发酵、延长饲料保存期。四、微贮饲料它应该和青贮饲料平行对应，我觉着原来的排序好些。在作物秸秆接入微生物接种剂后，经过一段时间密封贮藏，作物秸秆就会发酵而变得酸香、质地柔软，这个过程称为微贮。因为在贮藏微贮过程中，微生物在厌氧条件下通过代谢活动而改善饲料的营养品质，所以微贮过程所获得的饲料称作微贮饲料。微贮过程中是微生物在厌氧条件下，将秸秆的纤维素物质转化为单糖，单糖经乳酸菌的转化又生成乳酸、乙酸和挥发性脂肪酸等，使原料pH值降低，从而抑制了丁酸菌等腐败微生物的生长繁殖。微生物在降解纤维素和半纤维素的同时，还生成菌体蛋白为动物提供氮营养。保证微贮饲料质量的关键取决于添加的微生物种类和菌株的活力。（一）微贮过程中常用的微生物接种剂1、分泌纤维素酶的菌株许多细菌、放线菌和霉菌均可产生分解纤维素的酶类。但在密闭条件下，产生纤维素酶的微生物多为厌氧性细菌，因此这些厌氧性细菌是微贮发酵中的主要菌株。另外，很多真菌能产生大量的胞外纤维素酶，如常见的瑞氏木霉、粉状侧孢霉、腐皮廉孢霉、青霉、曲霉等。可以利用这类菌株产生的纤维素酶制剂，进行秸秆的微贮。其中，瑞氏木霉产生的纤维素酶报道最多、研究最深入，已成为生产纤维素酶的主要菌株。2、提高秸秆蛋白质含量的菌株有些酵母菌能利用纤维基质将其转化为可溶性碳水化合物进行生长，生成菌体蛋白，提高了秸秆饲料的蛋白质含量。应用较多的菌株有假丝酵母、丝孢酵母、汉逊酵母、白地霉等。3、产生有机酸的菌株在微贮发酵也可以使用青贮发酵的细菌接种剂。其作用机制与青贮发酵过程一样，产生有机酸，降低秸秆饲料的pH值，抑制腐败菌生长，从而达到防腐保鲜的目的。（二）微贮饲料的生产工艺及技术要点目前应用于秸秆微贮的微生物制品种类少，推广应用的产品有“秸秆发酵活干菌” （新疆农业科学院微生物研究所研制），“生物调制剂”（吉林农业大学研制）等。秸秆微贮的方法有水泥池贮法、土窖贮法（窖底部及四周铺塑料薄膜）、塑料袋窖内贮法，压捆窖内贮法等。1微贮饲料的生产工艺秸秆微贮过程主要包括秸秆铡切、入窖、封窖发酵等步骤，其过程如下：菌剂复活种复活配制菌液切碎作物秸杆装窖压紧封 窖发 酵出窖饲喂2微贮技术要点（1）制作前的准备建窖  建窖要选在地势高且干燥，地下水位低，离畜舍近，制作取用方便的地方。圆形窖一般直径2m，深3m。长方形窖一般深2m，宽1.5m，长3.5m。旧窖在使用前要清扫干净。秸秆准备  微贮原料必须是清洁的，污染、发霉变质的秸秆不能用于微贮。 人员准备  一般农户搞微贮要组织810名劳力，各负其责，密切配合。 机械动力准备  各种型号的铡草机、切割机等均可用于铡草作业。柴油机、手扶拖拉机、农用三轮车等都可作为动力与铡草机配套使用，作业前要搞好安装、调试并固定牢固。药品及用具的准备  首先要准备好秸秆发酵活干菌和食盐。通过测量，计算出窖的容积，按每立方米可贮干秸秆300Kg或青秸秆500Kg，计算出窖的贮草量。再按秸秆发酵活干菌第每袋3g可处理干秸秆1000Kg或青秸秆2000Kg，确定加水量，按加水量的1%准备好食盐。同时要准备好大缸、喷壶、塑料布等用。（2）菌种复活  按秸秆发酵活干菌每袋3g溶于200ml水的比例，将装有活干菌的铝箔袋剪开，将菌种倒入水中。有条件可先在水中加入2g以下白糖溶解加入活干菌，然后在常温下放置12h使菌种复活，复活率可提高10倍。复活好的菌剂一定要当天用完，不可隔夜使用。（3）配制菌液  按1%的比例在水中加入食盐，配制成1%的食盐溶液。按比例将复活好的菌液倒入充分溶解的1%食盐溶液中混匀。稻麦秸秆1000Kg，秸秆发酵活干菌3g，食盐12Kg，下同，水1200Kg，贮料含水量为60%70%；黄玉米秸1000Kg，秸秆发酵活干菌3g，食盐810Kg，水8001000Kg；青玉米秸1000Kg，秸秆发酵活干菌1.5g，不加盐，适量加水。（4）装窖 将秸秆切短成23cm。先在窖底铺放一层30cm厚的秸秆，将配制好的菌液均匀喷洒在秸秆上，用脚踩实，装一层喷一层踩一层，连续作业，直到高出窖口40cm再封窖。制作中要随时检查贮料含水量是否合适。用手握贮料无水滴，手上水分明显，含水量即达60%70%。在微贮稻麦秸秆时，有条件的可加入秸秆重量千分之五的玉米面、麸皮等，以提高微贮饲料质量。（5）封窖 装窖高出窖口40cm，充分踩实后，并补喷菌液，表面均匀撒食盐粉，用量为250 gm2，以确保贮料表层不霉烂变质。然后盖上塑料布，塑料布上铺上20cm厚秸秆，覆土50cm。封窖后发现下沉，及时用土填平，窑周围挖好排水沟。封窖约20d后（夏季10d左右）即完成发酵过程。3、开窖与饲喂（1）开窖  封窖后30d即可开窖。开窖过晚，气温回升，易发生二次发酵。圆形窖采取“大揭盖”开窖法，每天根据喂量取料一层。长方形窖宜在背阴面开窖，上下垂直逐段取用。每次取料后要立即用塑料布等将窖口盖严。窖上面最好搭防雪棚，以防雨雪进入窖内造成微贮变质。制作优良的黄玉秸玉米秸、稻麦秸呈金黄色，青玉米秸呈橄榄绿色。具有酒香味或果香味，手感质地松散，柔软湿润。如呈褐色、墨绿色或有强酸味，手感发粘，说明质量低劣。如有腐臭味、发霉味，则不能饲喂牲畜。 （2）饲喂  开始饲喂时，要训练牲畜采食。先将少量微贮饲料混合在其它饲草中喂饲，逐渐增加微贮给量，经7d左右训练逐渐达到标准喂量。一般每头日喂量：奶牛、肉牛1520Kg，羊13Kg，马、骡、驴510Kg。冬季饲喂，可在头一天将微贮饲料取回后放在塑料棚暖舍或屋内“提温”后再喂。微贮饲料在制作时加入了食盐，在饲喂时要减少食盐的供给量。  第二节 菌体蛋白饲料（SCP）一、菌体蛋白的概念菌体蛋白（Single Cell Protein简写为SCP），也叫单细胞蛋白，是指用于生产食品和饲料添加剂的微生物菌体（Microbial biomass）。单细胞蛋白和菌体蛋白都是指大量生长的微生物菌体或其蛋白提取物。但前者多指用酵母菌或细菌等单细胞微生物生产的产品，后者则包括多细胞的丝状真菌和藻类生产的产品，两者都可作为人或动物的蛋白补充剂。不论是分离出的细胞蛋白还是全部细胞物质都称之为SCP。20世纪80年代中期，全世界的单细胞蛋白年产量已达2.0×106 t，广泛用于食品加工和饲料生产。单细胞蛋白不仅能制成“人造肉”，供人们直接食用，还常作为食品添加剂，用以补充蛋白质或维生素、矿物质等。由于某些单细胞蛋白具有抗氧化能力，使食物不容易变质，因而常用于婴儿粉及汤料、佐料中。干酵母的含热量低，常作为减肥食品的添加剂。此外，单细胞蛋白还能提高食品的某些物理性能，如意大利烘饼中加入活性酵母，可以提高烘饼的延薄性能。酵母菌的浓缩蛋白具有显著的鲜味，已广泛用作食品的增鲜剂。单细胞蛋白作为饲料蛋白，在世界范围内得到了广泛应用。二、单细胞蛋白的特点单细胞蛋白所含的营养物质极为丰富。其中，蛋白质含量高达40%80%，比大豆高10%20%，比肉、鱼、奶酪高20%以上；氨基酸的组成较为齐全，含有人体必需的8种氨基酸，尤其是谷物中含量较少的赖氨酸。一般成年人每天食用1015 g干酵母，就能满足对氨基酸的需要量。单细胞蛋白中还含有多种维生素、碳水化合物、脂类、矿物质，以及丰富的酶类和生物活性物质，如辅酶A、辅酶Q、谷胱甘肽、麦角固醇等。 单细胞蛋白做为饲料蛋白质生产具有以下特点：（一）菌体生长速度快，蛋白质含量高 例如细菌在20min至2h增殖1倍，酵母在13h增殖1倍，每一大型发酵容器在24h内甚至可生产数吨蛋白质含量高达4080的产品。（二）菌体利用的原料来源丰富 单细胞蛋白生产可利用的原料包括：工农业生产的下脚料、废水、废糖蜜、粪便、秸秆等再生资源，也可利用甲烷、石油及甲醇等制品。（三）生产因地制宜，生产过程易于控制 由于单细胞蛋白可以工业化生产，所以不受气候、土壤和自然灾害等因素的影响，可连续进行生产，成功率高。（四）产品营养成分丰富 单细胞蛋白除含有蛋白质、糖等物质外，还含有丰富的维生素等成分。同豆粉比较，单细胞蛋白的可利用氮比豆粉高20，在有蛋氨酸添加剂时，可利用氮高达95以上。 由于单细胞蛋白生产具有上述优越性，因此只要选用优良的菌株、配备合适的工艺和先进设备，微生物就能以大于动植物10倍的速度合成蛋白质，而且营养价值高，因此微生物菌体蛋白的开发利用越来越受到人们的高度重视。三、生产SCP菌株的选择在选择生产菌株时，应根据微生物各自的生理特性选定。用于生产单细胞蛋白的微生物种类很多，包括细菌、放线菌、酵母菌、霉菌以及某些原生生物，也可选择藻类。这些微生物各有优缺点，但是在用于生产单细胞蛋白时必须符合以下条件：能够很好地同化基质碳源和无机氮源；繁殖速度快，菌体蛋白含量高；无毒性和致病性；菌种性能稳定：最好能搞混菌培养，采用多菌种混菌培养要求菌株间存在互生或共生关系。需要指出的是用丝状真菌生产单细胞蛋白有利于收获，核酸含量低（只有613），生长效率高，要求pH值低，易于控制杂菌污染，大多能分泌淀粉酶，因此很适于利用农林副产品废弃物进行发酵生产单细胞蛋白。 如果利用可再生资源生产单细胞蛋白，通常以酵母菌作为生产菌株，也可使用拟酵母菌。这些菌株除利用己糖作为碳源外，还能利用甲基戊糖、有机酸等作为碳源。常用的有圆酵母属（Torulopsis）、假丝酵母属（Candida），其他还有丛梗孢霉（Monilia）、卵孢霉（Oidium）等的一些种。 在筛选放线菌作为单细胞蛋白生产菌种时，应特别注意高温放线菌的开发利用。Bellamv等发现高温放线菌具有很高的分解纤维素和木质素能力，应用于禽畜粪便发酵制备蛋白饲料时可获得较好的效果。但是需要注意的是，放线菌大都能产生抗生素，其孢子吸入肺内易引起过敏反应。丝状真菌中生长快、蛋白质含量高的常见菌株见表4-1表4-1某些真菌的最大比生长率umax和粗蛋白含量（颜方贵1991）菌 种max.h-1粗蛋白含量（%）Fusarium guaminaveum（禾本科镰孢）0.2854F.monlliforme（串珠镰孢）0.3151Penicilliim chrysogenum（产黄青霉）0.110.3042Aspergillus niger（黑曲霉）0.2048A.nidulans（无冠构巢曲霉）0.36Trichoderma viride（绿色木霉）64Geotrichum candidun（白地霉）0.39四、SCP的生产单细胞蛋白的一般工艺过程如下： 水、基质营养物、氨 斜面菌种 种子扩大培养 发酵罐培养 上清液 通气搅拌分离 菌体 水解 分离 蛋白质抽取 纯化 干燥 食品 洗涤或水解 干燥 动物饲料采用发酵罐的型式进行单细胞蛋白的生产，常见的有传统的搅拌式发酵罐、通气式发酵罐、空气提升式发酵罐等。投入发酵罐中的物料有生长良好的种子、水、基质、营养物、氨等，培养过程中要注意对物料的搅拌，控制培养液的pH及维持一定温度等。在单细胞蛋白的生产过程中，为使培养液中的营养物质得到充分利用，可将部分营养液连续送入分离器中，同时将上清液返回入发酵罐中进行循环使用。发酵结束后，菌体分离方法可以根据所采用的菌种类型进行选择。比较难分离的菌体可加入絮凝剂以提高其凝聚力，从而使其便于分离。一般采用离心机分离。作为饲料使用的单细胞蛋白，可直接收集离心后的浓缩菌体，然后进行洗涤、喷雾干燥或滚筒干燥。单细胞蛋白的种类按生产原料不同，可以分为石油蛋白、甲醇蛋白、甲烷蛋白等；按生产菌种的种类不同，又可以分为细菌蛋白、真菌蛋白等。（一）石油单细胞蛋白的生产一般说来，用液体类原料及石油等进行单细胞蛋白生产时，通常采用液体发酵罐发酵工艺，液体发酵要求规模大又能连续生产，并且能量消耗大，生产成本高，还存在二次污染等问题，因此目前国外饲料酵母发酵工艺的生产设备趋向大型化。这里以正烷烃生产SCP为例进行介绍。1、以C14C18液态正烷烃培养假丝酵母为例解脂假丝酵母CBS599，保存在含有C14C18正烷烃0.5（V/V）和1（W/V）的葡萄糖的营养斜面上。取一接种环菌体于含有100mL培养基的500mL摇瓶中，在30振荡培养48h，将此菌悬液接入1L发酵液中，培养一定时间，再移种至含68L培养基的14L发酵罐中，发酵结束，放料、离心分离，所得菌种用蒸馏水洗涤2次，于70干燥24h，得菌体重为926g/L。 2、以C2C4气态正烷烃为原料生产SCP 气态烷烃中，以甲烷为天然气得主要成分，其来源丰富又价廉，并不含杂质。C2C4气态正烷烃虽不如甲烷