畜牧微生物学饲料微生物.pptx
改善饲料的适口性和营养价值改善饲料的适口性和营养价值青贮饲料青贮饲料中的乳酸菌中的乳酸菌饲料败坏，降低营养价值饲料败坏，降低营养价值腐败性微生物腐败性微生物侵害饲料作物或使种子丧失发芽力侵害饲料作物或使种子丧失发芽力饲饲料作物减产，毒素中毒料作物减产，毒素中毒营养价值高的微生物营养价值高的微生物微生物蛋白饲料微生物蛋白饲料第1页/共53页第一节 饲料中的微生物第二节 粗饲料的加工与微生物的活动第三节 青贮饲料的微生物第四节 单细胞蛋白质饲料第五节 饲料添加剂的微生物第六节 微生物与饲料中毒第2页/共53页第一节第一节 饲料中的微生物饲料中的微生物一、植物体表的微生物及其一、植物体表的微生物及其来源来源植物体表包括植物根系表面和植物地上植物体表包括植物根系表面和植物地上茎叶表面两部分。茎叶表面两部分。根际存在着很多微生物群，其中细菌中根际存在着很多微生物群，其中细菌中的的9999属于不形成芽孢的细菌，包括草生属于不形成芽孢的细菌，包括草生假单胞菌、荧光假单胞菌，还有能进行乳假单胞菌、荧光假单胞菌，还有能进行乳酸发酵的细菌，其中以异型乳酸发酵菌为酸发酵的细菌，其中以异型乳酸发酵菌为主。真菌的数量也很多，主要有青霉菌、主。真菌的数量也很多，主要有青霉菌、木霉菌、镰刀菌等。植物根际微生物群与木霉菌、镰刀菌等。植物根际微生物群与植物形成互生或共生的关系。植物形成互生或共生的关系。第3页/共53页植物地上部分植物地上部分(茎和叶等茎和叶等)也存在很多微生物，称为附生微生物。它们主要也存在很多微生物，称为附生微生物。它们主要来源于土壤、根际和空气尘埃等，其中包括氨化细菌、乳酸菌、丁酸菌、来源于土壤、根际和空气尘埃等，其中包括氨化细菌、乳酸菌、丁酸菌、大肠杆菌、硝化细菌、反硝化细菌、霉菌、酵母菌和芽孢杆菌等。大肠杆菌、硝化细菌、反硝化细菌、霉菌、酵母菌和芽孢杆菌等。健康植物通常能产生杀菌素并具有表皮屏障作用，因此其表面的附生微健康植物通常能产生杀菌素并具有表皮屏障作用，因此其表面的附生微生物的生长受到限制。生物的生长受到限制。第一节第一节 饲料中的微生物饲料中的微生物第4页/共53页第一节第一节 饲料中的微生物饲料中的微生物二、动物性饲料的微生物及其来源二、动物性饲料的微生物及其来源动物性饲料富含蛋白质，且加工过程常需一定时间，因此，其中的微生物能有时间大量生长和繁殖。在这类饲料成品中，微生物的种类和数量常很多其中特别富含腐败性细菌，常见的包括葡萄球菌、链球菌、绿脓杆菌、大肠杆菌、变形杆菌、需氧性芽孢杆菌和厌氧性梭菌等，另外还有多种霉菌。动物性饲料一般都作干制或盐渍以利于贮存，这样微生物因缺乏可利用的水分而不能活动，但一旦遇湿或水，其中的微生物即可迅速生长和繁殖，引起饲料发霉变质，因此，在保藏和使用时应该注意。第5页/共53页饲草贮存选择饲草贮存选择Options for Stored Forages干草干草-多年生或一年生多年生或一年生Hay-Perennials or annuals青贮饲料青贮饲料-多年生或一年生多年生或一年生Silage-Perennials or AnnualsBoth store forage in a form that will not spoil两者都是贮藏牧草防止其变质的形式两者都是贮藏牧草防止其变质的形式第6页/共53页饲草贮存的损失Stored Forage Losses刈割损失HarvestLosses贮存损失StorageLosses饲喂损失FeedingLosses第7页/共53页干草Hay多年生=年成本低Perennials=LowerAnnualCosts较高的田间及饲喂损耗Higherfieldandfeedingwastage低设备花费LowerEquipmentCosts易于装运Easilytransported第一次刈割后放牧利用再生草也是一个选择Grazingregrowthafterfirstcutisanoption第8页/共53页青贮Silage多年生或一年生PerennialsorAnnuals受天气影响小LessWeatherDependent低的田间及饲喂损耗Lowerfieldandfeedingwastage高设备成本HigherEquipmentCosts装运费用高且运输过程中腐变的可能性大Costlytotransportandmoresusceptibletospoilageintransport第9页/共53页第二节第二节 粗饲料的加工与微生物的活动粗饲料的加工与微生物的活动一、干草的调制与微生物的活动一、干草的调制与微生物的活动饲草在干制过程中都有一定的养分损失。适当干制的干草仍保持一定的青绿颜色，所以也称青干草。制备良好的干草能有效地保存青绿饲料的营养成分，是一种较高质量的粗饲料。在我国普遍采用自然干燥法调制干草，也即田间自然晒制法。该法在于制过程中，常受气候和环境的影响。有条件的地区使用机械强力通风的人工干燥法，使饲草的水分迅速降低。畜牧业发达的国家都通过人工干燥法大量制备优质的干草。我国一些有条件的牧区和集约化经营牧场也可采用该法生产品质优良的干草。第10页/共53页第11页/共53页第12页/共53页Options to determine moisture测定水分含量的方法Electronic moisturemeters need to be usedproperly-test wet stems需要正确使用电子水分测量仪器测量草茎部分湿度Micro Wave takes longerbut more accurate微波测量仪器花时间较长，但精确度高Hand method-“stemscrack”人工测量弄碎草茎观察第13页/共53页Onehastowonder-howdoyoujudgehay?Feedittoacowandseewhichonetheylikethebest,oreatityourself?第14页/共53页第二节第二节 粗饲料的加工与微生物的活动粗饲料的加工与微生物的活动一、干草的调制与微生物的活动一、干草的调制与微生物的活动干草贮存时要防止过度发酵和自燃。一般而言，合格的干草要求含水量低于17，这样便于贮存。在干草堆贮过程中要控制含水量，当温度上升到65以上时，应立即穿堆降温或倒堆散热。第15页/共53页SAFE STORAGE安全存储第16页/共53页第17页/共53页第二节第二节 粗饲料的加工与微生物的活动粗饲料的加工与微生物的活动二、秸秆饲料的微生物学处理二、秸秆饲料的微生物学处理秸秆含有大量的有机物，其中粗蛋白和粗脂肪含量少，而粗纤维含量较高，因此粗纤维的利用率粗纤维的利用率是决定秸秆营养价值的主要因素。粗纤维包括纤维素、半纤维素和木质素，三者交织在一起形成植物细胞壁。纤维素和半纤维素能被反刍家畜消化利用，而木质素是限制秸秆利用率的主要因素。微生物学处理就是通过微生物发酵破坏秸秆饲料的植物细胞壁，从而提高秸秆饲料的营养价值，这在理论上具有很好的应用前景，关键问题是要找到合适的微生物。这种微生物应该是既能分解植物细胞壁或木质素，使有饲用价值的纤维素和半纤维素暴露出来被动物利用，但又不能消耗这些物质及其他可被动物消化利用的养分。第18页/共53页第三节第三节 青贮饲料的微生物青贮饲料的微生物青贮饲料青贮饲料是指青玉米秆、牧草等青绿饲料经切碎、填入、压实在青贮塔或窖中，密封，在密封条件下，经过微生物发酵作用而调制成的一种多汁、耐贮存、质量基本不变的饲料。这种调制饲料的方法称青贮。第19页/共53页青贮原理青贮原理在密闭的环境中通过微生物的厌氧发酵作用，在密闭的环境中通过微生物的厌氧发酵作用，使饲料的使饲料的pH下降，抑制所有微生物的活动，下降，抑制所有微生物的活动，从而保存饲料。从而保存饲料。创造创造条件促使乳酸菌大量繁殖条件促使乳酸菌大量繁殖第20页/共53页圆捆青贮圆捆青贮Round Bale Silage第21页/共53页第22页/共53页第23页/共53页第三节第三节 青贮饲料的微生物青贮饲料的微生物一、青贮过程中的微生物：一、青贮过程中的微生物：乳酸菌丁酸菌腐败菌乳酸菌丁酸菌腐败菌醋酸菌酵母菌霉菌醋酸菌酵母菌霉菌第24页/共53页乳酸菌：乳酸菌：厌氧菌，少量为微需氧菌厌氧菌，少量为微需氧菌分解碳水化合物，不分解蛋白质分解碳水化合物，不分解蛋白质碳水化合物乳酸碳水化合物乳酸好热性：好热性：好温性：好温性：最重要的是乳酸链球菌，乳酸杆菌。最重要的是乳酸链球菌，乳酸杆菌。第三节第三节 青贮饲料的微生物青贮饲料的微生物第25页/共53页乳酸菌在发酵后产生乳酸乳酸菌在发酵后产生乳酸作用：为乳酸菌自身的生长繁殖创造条件；作用：为乳酸菌自身的生长繁殖创造条件；其他微生物死亡（腐败菌、酪酸菌等）其他微生物死亡（腐败菌、酪酸菌等）当乳酸大量产生后，酸度增加，乳酸菌的生长当乳酸大量产生后，酸度增加，乳酸菌的生长被抑制。被抑制。第三节第三节 青贮饲料的微生物青贮饲料的微生物第26页/共53页丁酸菌：丁酸菌：厌氧菌，不耐酸厌氧菌，不耐酸葡萄糖、乳酸丁酸葡萄糖、乳酸丁酸+CO2+H2蛋白质挥发性脂肪酸蛋白质挥发性脂肪酸挥发性臭味挥发性臭味使饲料发臭变黏使饲料发臭变黏第三节第三节 青贮饲料的微生物青贮饲料的微生物第27页/共53页腐败菌：腐败菌：好氧菌、厌氧菌、兼性厌氧菌好氧菌、厌氧菌、兼性厌氧菌不耐酸不耐酸主要在青贮的开始阶段生长。主要在青贮的开始阶段生长。第三节第三节 青贮饲料的微生物青贮饲料的微生物第28页/共53页醋酸菌：醋酸菌：好氧菌好氧菌乙醇醋酸乙醇醋酸在青贮的早期发挥作用在青贮的早期发挥作用好处：好处：降低降低pH值，帮助厌氧环境的形成值，帮助厌氧环境的形成坏处：坏处：产生过多时，因其具有刺鼻气味，影产生过多时，因其具有刺鼻气味，影响适口性和饲料品质响适口性和饲料品质第三节第三节 青贮饲料的微生物青贮饲料的微生物第29页/共53页二、发酵过程Fermentation ProcessPhase 1:production of C02,water and heat-lasts until all air is used upPhase 2:initial production of Acetic&Lactic acid by bacteria(24-72 hours)Phase 3:rapid increase in Lactic acid bacteria,stops when pH is low enough tolimit bacteria growth-can last for several weeksPhase 4:Stable phase where pH has dropped to 4.5 or lower-silage canbe kept for long periods provided air tight.Phase 5:Feed out phase-introduction of air can result in secondary fermentation氧化阶段氧化阶段Oxygen Phase发酵阶段发酵阶段Fermentation平稳阶段平稳阶段StablepH 6.0pH 3.8-5.0Lactic acid Bacteria第30页/共53页Phase 1:(aerobic):production of C02,water and heat lasts until all air is used up第一阶段：产生CO2，水，热量直到用完所有空气pH 6.0pH 3.8-5.0Lactic acid Bacteria(Total ensiling time 14-21 days)第31页/共53页Phase 2:initial production of Acetic&Lactic acid by bacteria(24-72 hours)第二阶段：细菌开始产生乙酸和乳酸（第二阶段：细菌开始产生乙酸和乳酸（2472小时）小时）pH 6.0pH 3.8-5.0Lactic acid Bacteria(Total ensiling time 14-21 days)第32页/共53页Phase 3:rapid increase in Lactic acid bacteria,stops when pH is low enough to limit bacteria growth-can last for several weeks乳酸菌迅速增多，直到乳酸菌迅速增多，直到PH值足够低值足够低,从而限制细菌的生长从而限制细菌的生长可以持续几周可以持续几周pH 6.0pH 3.8-5.0Lactic acid Bacteria(Total ensiling time 14-21 days)第33页/共53页Phase 4:Stable phase where pH has dropped to 4.5 orlower-silage can be kept for long periods provided airtight.第四阶段：稳定阶段是青贮饲料的第四阶段：稳定阶段是青贮饲料的PH值已经降到值已经降到4.5或更低或更低在不透气的条件下在不透气的条件下青贮料可以存储很长时间青贮料可以存储很长时间pH 6.0pH 3.8-5.0Lactic acid Bacteria(Total ensiling time 14-21 days)第34页/共53页Phase 5:Feed out phase-introduction of air can result in secondary fermentation第五阶段：喂养阶段第五阶段：喂养阶段空气介入可导致再次发酵空气介入可导致再次发酵pH 6.0pH 3.8-5.0Lactic acid Bacteria(Total ensiling time 14-21 days)第35页/共53页青贮过程青贮过程1.植物呼吸（好氧菌活动阶段植物呼吸（好氧菌活动阶段)收割后，植物细胞保持收割后，植物细胞保持1-3天的活性，进行呼天的活性，进行呼吸作用耗吸作用耗O2，放出，放出CO2损失糖类，同时大量产热损失糖类，同时大量产热好氧菌活动加强好氧菌活动加强厌氧和温暖的环境为乳酸菌发酵创造条件厌氧和温暖的环境为乳酸菌发酵创造条件第36页/共53页2.微生物作用（乳酸菌发酵阶段）微生物作用（乳酸菌发酵阶段）pH 下降到下降到4.2以下时，只有乳酸杆菌存在以下时，只有乳酸杆菌存在pH为为3.0时，乳酸杆菌停止活动时，乳酸杆菌停止活动一般情况下，糖分适宜时发酵时间为一般情况下，糖分适宜时发酵时间为5-7天天，微生物数目最多（乳酸杆菌为主）微生物数目最多（乳酸杆菌为主）第37页/共53页3.无菌过程（稳定阶段）无菌过程（稳定阶段）微生物停止活动，只有少量乳酸菌存在，微生物停止活动，只有少量乳酸菌存在，养分不再损失。养分不再损失。玉米、高粱玉米、高粱20-30天进入稳定阶段天进入稳定阶段豆科牧草豆科牧草3个月以上进入稳定阶段个月以上进入稳定阶段青贮饲料中含有乳酸、乙酸、丁酸，其中丁酸含量越少越好第38页/共53页Important Issues in Fermentation发酵的几个重要问题：Lag phase:plant cells break down allowing juices to be available to the bacteria(importance of conditioning)最初无氧阶段：植物细胞破裂，供给细菌营养（条件的重要性）Fermentation phase:bacteria grow,using plant ugarsto produce lactic and acetic acid(1 billion/gm of forage)发酵阶段：细菌生长，利用植物中糖分发酵生成乙酸和乳酸When pH reaches 3.8-5.0,bacteria die当PH 值达3.85.0时，细菌死掉Problems:Oxygen may extend respirationundesirable bacteria may cause spoilage问题：氧气可能会延长呼吸阶段；有害细菌会造成饲草腐败Buffering action of the crop(prevents lowering of pH)作物的缓冲反应（阻止PH值的降低）第39页/共53页三、营养物质的变化三、营养物质的变化1.碳水化合物碳水化合物CHO CO2+H2OCHO乳酸乳酸+其它产物其它产物纤维素不变，半纤维素部分水解产生乳酸纤维素不变，半纤维素部分水解产生乳酸第40页/共53页2.蛋白质蛋白质总氮中总氮中20-25%转化为非蛋白氮转化为非蛋白氮pH小于小于4.2时，部分蛋白质分解为时，部分蛋白质分解为AApH大于大于4.2时，时，AA分解成氨、胺等非蛋白氮分解成氨、胺等非蛋白氮3.色素和维生素色素和维生素绿色绿色 黄绿色黄绿色维生素维生素A的前体的前体-胡萝卜素胡萝卜素损失较多损失较多脱镁叶绿素脱镁叶绿素第41页/共53页 养分的损失养分的损失田间损失：田间损失：刈割和青贮的间隔刈割和青贮的间隔氧化损失：氧化损失：在氧气中暴露的时间在氧气中暴露的时间发酵损失：发酵损失：碳水化合物和蛋白质碳水化合物和蛋白质流出液损失：流出液损失：含水量的高低含水量的高低第42页/共53页第三节第三节 青贮饲料的微生物青贮饲料的微生物四、青贮时促进乳酸菌增殖的条件四、青贮时促进乳酸菌增殖的条件(一一)原料的选择，糖分和水分的保证原料的选择，糖分和水分的保证适时收割，2%左右最低需要含糖量左右最低需要含糖量含水50%75%，过高过低的水分都不利于青贮含水65-70%时，最适宜于乳酸菌繁殖(二二)创造厌氧条件创造厌氧条件 为乳酸菌提供生长繁殖的条件为乳酸菌提供生长繁殖的条件 原料切短原料切短 装实压紧装实压紧 密封良好密封良好(三三)减少原料杂菌污染饲料减少原料杂菌污染饲料原料应保持新鲜，在切碎或在水分调节过程中，避免混入泥土、粪便或用污水处理，防止有害微生物污染。第43页/共53页第三节第三节 青贮饲料的微生物青贮饲料的微生物五、调控青贮发酵的饲料添加剂五、调控青贮发酵的饲料添加剂添加剂包括发酵促进剂和发酵抑制剂，前者促进乳酸发酵，大量积累乳酸，使pH很快降至3842；后者抑制不良发酵，如抑制腐败菌、丁酸菌的生长。(一)发酵促进剂1乳酸菌制剂同型发酵途径，生长繁殖速度快能利用原料中各种糖分能耐受pH4的环境较宽的适宜生长的温度范围较广的渗透压耐受范围胚芽乳酸杆菌、粪肠球菌、肠膜明串株菌和嗜酸性乳酸杆菌。第44页/共53页第三节第三节 青贮饲料的微生物青贮饲料的微生物五、调控青贮发酵的饲料添加剂五、调控青贮发酵的饲料添加剂2糖蜜糖蜜 糖蜜是甜菜和甘蔗制糖工业的副产品，添加糖蜜可有效促进青贮饲料中的乳酸产生，降低pH和氨的浓度，从而提高青贮饲料的质量。(二)发酵抑制剂甲酸、丙酸第45页/共53页单细胞蛋白质(single_cellprotein，SCP)是指单细胞或具有简单构造的多细胞生物的菌体蛋白的统称。由单细胞或简单多细胞生物组成、蛋白质含量较高的饲料，称为单细胞蛋白质饲料。单细胞蛋白质饲料的微生物主要有酵母、真菌和藻类。（一）酵母饲料：将酵母均繁殖在工农业副产品中。（二）白地霉饲料：将白地霉培养在工农业副产品中。（三）石油蛋白饲料（四）藻体饲料第四节第四节 单细胞蛋白饲料单细胞蛋白饲料第46页/共53页（一）酵母饲料：将酵母均繁殖在工农业副产品中。饲料酵母中常用的有酵母属、球拟酵母属、假丝酵母属、红酵母属、圆酵母属等。（二）白地霉饲料：将白地霉培养在工农业副产品中。（三）石油蛋白饲料（四）藻体饲料：小球藻属、栅藻属和螺旋藻属第四节第四节 单细胞蛋白饲料单细胞蛋白饲料第47页/共53页第五节第五节 饲料添加剂的微生物饲料添加剂的微生物饲料添加剂的微生物饲料添加剂的微生物即是能被利用制作成饲料添加剂的微生物，这种添加剂常称为微生物制剂。从广义范围出发，青贮饲料微生物添加剂也属于微生物制剂。但是一般认为，微生物制剂是指以微生物活菌的形式饲喂家畜，调控家畜消化道微生物区系，使在微生物之间及与宿主动物之间形成动态平衡为主要作用的制剂，因此，也被称为微生态活菌制剂或益生素。第48页/共53页第五节第五节 饲料添加剂的微生物饲料添加剂的微生物一、益生素的微生物种类生产益生素的首要问题是选择适当的微生物菌种，而菌种选择的原则必须满足两个基本条件：一是对家畜和人无毒无害，二是能有效提高家畜生产性能。即益生素的生产菌种必须是非致病性和无毒性的，其代谢终产物必须对动物有利，可以提高动物的抗病力、生长速度和饲料转化率；能作为益生素的微生物种类主要有乳酸杆菌(Lactobacillusspp)、芽孢杆菌(Bacillusspp)、双歧杆菌Bifidobacteriumspp)、肠球菌(Enteo-coccusspp)、拟杆菌(Bacteroidesspp)，还有一些片球菌(Pediococcusspp)等菌株，以及酿酒酵母(Saccharoomycescerevisiae)等酵母菌，米曲霉(As-pergillusoryzae)、黑曲霉(Aspergillusniger)等真菌。第49页/共53页第五节第五节 饲料添加剂的微生物饲料添加剂的微生物二、益生素的作用及其机理(一)益生素的作用:益生素是通过活菌在动物消化道内的生理活动，改善消化吸收功能，抑制有害微生物而达到保持动物健康发育、改善其生产性能的目的(二)益生素的作用机理益生素的作用机理1竞争性排除(competitiveexclusion)2增强机体的免疫功能第50页/共53页第六节第六节 微生物与饲料中毒微生物与饲料中毒毒素毒素产毒菌产毒菌致病及症状致病及症状易携食品易携食品黄曲霉毒素黄曲霉毒素黄曲霉（黄曲霉（Aspergillus flavus）、寄生曲霉（）、寄生曲霉（A.parasiticus）肝癌，肝硬化，肝癌，肝硬化，致畸，糙皮病致畸，糙皮病花生，粮花生，粮食食麦角生物碱麦角生物碱麦角菌（麦角菌（Claviceps purpurea）麦角中毒麦角中毒黑麦面包黑麦面包赭曲霉毒素赭曲霉毒素 赭曲霉（赭曲霉（A.ochraceus）、纯绿青霉（）、纯绿青霉（Penicillium viridicatum）等）等肾病，肠炎肾病，肠炎粮食，花粮食，花生生3硝基丙酸硝基丙酸 深酒色青霉（深酒色青霉（Penicilliumatrovenetum）、米曲霉）、米曲霉（Aspergillus oryzae）、节菱孢（）、节菱孢（Arthrinium spp.）呕吐，脑部损伤，呕吐，脑部损伤，抽搐抽搐甘蔗甘蔗展青霉素展青霉素棒曲霉（棒曲霉（A.clavatus）、扩展青霉（）、扩展青霉（Penicillium expansum）、丝衣霉（）、丝衣霉（Byssochlamys）等）等恶心，器官中毒恶心，器官中毒（肝肾、肺等）（肝肾、肺等）水果水果镰孢菌毒素镰孢菌毒素a）玉米赤霉烯）玉米赤霉烯酮酮b）单端孢霉烯）单端孢霉烯族化合物（如族化合物（如2毒素）毒素）禾谷镰刀菌（禾谷镰刀菌（Fusarium graminearum）等多种镰刀）等多种镰刀菌、木素木霉（菌、木素木霉（Trichoderma lignorum）、梨孢镰刀）、梨孢镰刀菌（菌（F.poae）、拟枝孢镰刀菌（）、拟枝孢镰刀菌（F.sporotrichioides）雌激素亢进，流雌激素亢进，流产，不孕皮肤黏产，不孕皮肤黏膜损伤，中毒性膜损伤，中毒性白细胞缺少症白细胞缺少症 粮食粮食粮食粮食橘青霉素橘青霉素各种青霉和曲霉各种青霉和曲霉致畸致畸粮食和腐粮食和腐烂的西红烂的西红柿柿黄绿青霉素黄绿青霉素黄绿青霉（黄绿青霉（P.citreoviride）肾毒性，脊髓麻肾毒性，脊髓麻痹痹大米大米杂色曲霉素杂色曲霉素构巢曲霉（构巢曲霉（A.nidulans）、杂色曲霉（）、杂色曲霉（A.versicolor）等）等肝癌肝癌坚果类，坚果类，粮食粮食第51页/共53页第52页/共53页感谢您的观看！第53页/共53页
