【摘 要】
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本文以分离自新鲜苜蓿样品中的84株乳酸菌为供试菌株,通过抑菌实验筛选出抑菌性能较好的乳酸菌,考察其酸化苜蓿粉及糖溶液的性能,筛选出优良菌株。将筛选菌株应用于不同含水量苜蓿青贮研究,检测青贮过程中青贮饲料pH值及有机酸和氨态氮等含量的动态变化,并通过高通量测序对含水量为73.40%和62.85%的苜蓿青贮原料和青贮60 d的青贮饲料进行微生物多样性分析,利用R软件对青贮饲料微生物相对丰度与pH、发酵
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本文以分离自新鲜苜蓿样品中的84株乳酸菌为供试菌株,通过抑菌实验筛选出抑菌性能较好的乳酸菌,考察其酸化苜蓿粉及糖溶液的性能,筛选出优良菌株。将筛选菌株应用于不同含水量苜蓿青贮研究,检测青贮过程中青贮饲料pH值及有机酸和氨态氮等含量的动态变化,并通过高通量测序对含水量为73.40%和62.85%的苜蓿青贮原料和青贮60 d的青贮饲料进行微生物多样性分析,利用R软件对青贮饲料微生物相对丰度与pH、发酵代谢产物以及单糖或双糖间的相关性进行Spearman分析。主要研究结果如下:(1)采用牛津杯双层平板法测定84株乳酸菌的抑菌性能,筛选得到对大肠杆菌(Escherichia coli ATCC 11775T)、沙门氏菌(Salmonella enterica ATCC 43971T)及李斯特菌(Listeria monocytogenes)均有良好抑菌活性的6株乳酸菌。将其进行发酵苜蓿粉实验,发酵48 h后,与不加菌的对照组相比,添加乳酸菌处理组的pH值明显下降,其中添加菌株ZZUA341处理组的pH值最低,为5.13。将6株乳酸菌分别接种于浓度为1%的葡萄糖、纤维二糖、葡聚糖(MW:3 000)或微晶纤维素(MCC)溶液中发酵24 h,测定溶液的pH值,运用主成分分析(PCA)在特征值>1的情况下提取到一个主成分,因子得分差异表明菌株ZZU A341对结构性糖代谢中间产物的综合酸化性能最好。通过生理生化实验和16S rRNA序列分析结果,菌株ZZU A341被鉴定为植物乳杆菌(Lactobacilus plantarum)。(2)在苜蓿原料含水量为73.40%的条件下,自然青贮7 d青贮饲料的pH值较青贮前有所升高,7 d至30 d有所下降,但差异不显著,与青贮30 d相比,青贮60 d后青贮饲料pH值显著升高,添加乳酸菌青贮显著降低了青贮饲料的pH值,但均于青贮90 d显著升高(P<0.05);与自然青贮组相比,添加菌株ZZU A341处理组青贮7 d、15 d、30 d、60 d及90 d的青贮饲料氨态氮含量均较低,在青贮90 d时有显著差异(P<0.05);青贮60 d,自然青贮组青贮饲料中优势菌属为Garciella(59.75%),与pH值和氨态氮呈正相关(r=0.95,r=0.63);而添加商业菌株YX或菌株ZZU A341青贮组的优势菌属是Lactobacillius(71.73%,57.44%),与 pH 值和氨态氮呈显著负相关(r=-0.90,r=-0.67;P<0.05),与乳酸和乙酸的比值呈显著正相关(r=0.93;P<0.05)。(3)在苜蓿原料含水量为62.85%的条件下,自然青贮、添加菌株YX或ZZUA341青贮,均降低了青贮饲料的pH值,添加乳酸菌YX或ZZUA341的青贮组在青贮10 d、30 d及60 d,青贮饲料pH值均显著低于自然青贮组(P<0.05),青贮90d各处理组间无显著差异;添加乳酸菌YX或ZZUA341的处理组青贮10 d、30 d及60 d,青贮饲料的氨态氮含量均显著低于自然青贮组(P<0.05)。青贮60 d,自然青贮组和添加商业菌株YX处理组青贮饲料中的优势菌属为Pediococcws(56.40%,98.63%),与葡萄糖、鼠李糖、麦芽糖呈显著负相关(r=-0.85,r=-0.73,r=-0.79;P<0.05);植物乳杆菌 ZZUA341 处理组青贮饲料中的优势菌属为Lactobacillus(98.88%),与葡萄糖、鼠李糖、阿拉伯糖、麦芽糖呈显著正相关(r=0.95,r=0.86,r=0.69,r=0.79;P<0.05)。此外,Enterococcus、Weissella、Lactococcus 与果糖呈显著负相关(r=-0.98,r=-0.93,r=-0.90;P<0.05),与蔗糖、半乳糖呈显著正相关(r=0.89,r=0.99;r=0.82,r=0.94;r=0.79,r=0.92;P<0.05)。(4)在苜蓿原料含水量为29.85%的条件下,苜蓿原料pH值为6.28,青贮10 d或60 d,自然青贮组与添加菌株ZZUA341处理组的pH值无显著差异;各处理组氨态氮含量与青贮前后均无显著差异。综上所述,本文从苜蓿附生乳酸菌中筛选得到的抑菌活性高、酸化苜蓿粉及细胞壁结构性糖代谢中间产物综合性能较好的菌株ZZU A341,在适度含水量的苜蓿青贮中能够通过调控微生物菌群改善苜蓿发酵品质。本实验对筛选苜蓿等牧草青贮用乳酸菌有一定的参考价值。
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