微生物发酵中草药研究

微生物发酵中草药研究（共5篇）

微生物发酵中草药研究 篇1

本次试验主要探讨复方中草药制剂“杜黄I号”对猪抗病能力的效果, 为进一步推广应用和开发中草药添加剂奠定理论基础。

1 材料与方法

1.1 杜黄I号配制

将杜仲、黄芪、山楂等中草药粉碎过60目筛, 添加麦麸、复合发酵剂密封发酵72 h后, 低温烘干, 再用粉碎机粉碎过60目筛, 即制成杜仲中草药复方制剂 (以下简称杜黄I号) 。

1.2 试验基础日粮配方

基础日粮参照NRC (1998) 标准配制, 配方及营养水平见表1。

1.3 试验动物的选择与分组

选择遵义市某标准化规模猪场提供的日龄及体重相近的健康杜×大×长外三元仔猪120头, 预先观察7 d后, 随机分成2个组, 每组3个重复, 每个重复20头猪 (公母各占50%) , 具体分组情况见表2。

1.4 饲养管理

试验猪安排在同一栋标准化圈舍内, 按每圈10头进行分群, 逐头称重, 佩戴耳标建立档案, 饲喂试验日粮预试7 d后进入正式试验, 自由采食、自由饮水, 按《无公害食品生猪饲养管理准则》 (NY/T 5033-2001) 进行饲养管理。

1.5 指标测定及方法

1.5.1 发病及死亡统计。

试验开始后, 对各组猪的发病及死亡情况进行统计分析。

1.5.2 疫苗应激反应观察。

注射猪瘟和猪O型口蹄疫苗后, 对猪群体温升高、食欲减退等应激反应进行观察并记录。

1.5.3 疫苗免疫抗体检测。

疫苗注射45 d、90 d后, 从各组随机抽出15头猪进行耳静脉采血, 3 000 r/min离心10 min, 然后分离血清, 采用正向血凝试验进行抗体检测。

2 结果

2.1 一般生理指标观察

试验组和空白对照组的生猪在试验阶段采食良好, 生长发育正常, 无重大传染性疾病发生。空白对照组在注射猪瘟、口蹄疫疫苗后, 部分出现发烧、食欲减退等疫苗副反应症状, 而杜黄I号试验组在注射疫苗后副反应不明显。

2.2 疫苗应激反应情况

从表3可知, 空白对照组注射猪瘟、O型口蹄疫疫苗后所发生的应激反应分别占3.33%和13.33%, 而试验组注射疫苗后的应激反应分别为0、1.67%。空白对照组注射O型口蹄疫疫苗后死亡1头, 占1.67%, 与试验组相比, 差异极显著 (P<0.01) 。

头

2.3 疫苗免疫抗体保护情况

从表4可知, 试验组注射猪瘟疫苗后45d、90d, 其抗体合格率均为100%, 注射O型口蹄疫疫苗后的合格率分别为100%和93.33%;对照组注射猪瘟疫苗后45 d、90 d, 其抗体合格率分别为86.67%和73.33%, 注射O型口蹄疫疫苗后的抗体合格率分别为80% (45 d) 和73.33% (90 d) 。对照组与试验组相比, 差异极显著 (P<0.01) 。

2.4 发病及死亡情况

从表5可知, 空白对照组发病率为16.67% (其中腹泻发生率为11.67%, 发病死亡率为3.33%) ;添加杜黄I号的试验组的发病率为3.33% (其中腹泻发生率和发病死亡率均为0) 。两者相比, 差异极显著 (P<0.01) 。

头

3 讨论

3.1杜黄I号由杜仲、黄芪等中草药组成, 且用枯草芽孢杆菌、乳酸杆菌等复合发酵剂进行过发酵处理。大量研究证明, 杜仲、黄芪等中草药具有降低应激反应、提高机体抗病力及免疫应答能力的作用。枯草芽孢杆菌、乳酸杆菌、双歧杆菌等益生菌能通过发酵将中草药中的有效成分、活性物质最大限度地释放出来, 并对中草药活性成分进行修饰而产生新的活性物质。

3.2枯草芽孢杆菌、乳酸杆菌等能有效抑制和阻止肠内有害菌的发生, 使有益菌增加, 恢复维持健康的肠内菌群, 减少肠道腹泻等疾病发生。王建辉等 (2007) 研究报道, 在饲料中添加1 500 mg/kg杜仲提取物, 显著降低了猪日均腹泻评分 (P<0.05) 。本研究结果也表明, 杜黄I号能有效减少肠道腹泻等疾病的发生。

3.3张世卿等 (2008) 报道, 在保育猪日粮中添加1.5%黄芪粉可以提高抵抗消化道疾病和呼吸道疾病的能力;黄南华 (2009) 报道, 在猪饲料中添加黄芪超微粉, 血清中的Ig G、Ig M水平分别提高了18.18%和19.05%, 具有显著增强机体体液免疫功能的趋势;路振香等 (2007) 报道, 复方杜仲煎液对鸡新城疫疫苗免疫具有明显的增强功效。本研究结果表明, 杜黄I号能降低猪瘟苗、猪O型口蹄疫苗的免疫应激反应 (P<0.01) , 提高疫苗抗体水平, 延长免疫保护时间 (P<0.05) , 这与上述文献报道的情况是一致的。

摘要：为评价发酵中草药“杜黄I号”对猪抗病能力的作用, 笔者在遵义市某标准化规模猪场进行了本试验。结果表明:“杜黄I号”能显著降低猪腹泻病的发生率及死亡率 (P<0.01) , 显著减少猪瘟和O型口蹄疫疫苗注射的应激反应 (P<0.01) , 且疫苗抗体效价水平显著升高, 免疫保护时间延长 (P<0.01) 。

关键词：发酵中草药,杜黄I号,抗病力,猪

参考文献

[1]薛程远, 曲范仙.杜仲叶乙醇提取物对小鼠免疫功能的影响[J].甘肃中医学院学报, 1998, 15 (3) :50-52.

[2]徐诗论, 周厚琼.杜仲对机体非特异性免疫功能的影响[J].中草药, 1983, 14 (8) :27.

[3]于学铃.杜仲皮和叶营养成分的分析[J].西北林学院学报, 1996, (2) :94-100.

[4]李国忠, 刁新平, 尚秀国.发酵中草药添加剂的概述[J].黑龙江畜牧兽医, 2011, (19) .

[5]张高娜, 张建梅, 谷巍.微生物发酵中草药在动物生产中的应用[J].广东饲料, 2012, (10) .

[6]李晓晖.微生态饲料添加剂研究进展[J].饲料博览, 2002, (3) .

[7]王建辉, 贺建华, 易宣, 等.杜仲提取物对猪生长性能及血液指标的影响[J].饲料研究, 2007, (2) :1-4.

[8]张世卿, 王明成, 朱玉, 等.黄芪对保育猪抗病力和生产性能的影响[J].安徽农业科学, 2008, (22) :9529-9530.

[9]黄南华.黄芪粉对肥育猪生产性能影响的研究[D].福建农林大学硕士学位论文, 2009.

[10]路振香, 祝玉, 林康健, 等.复方杜仲对AA肉仔鸡新城疫HI抗体效价的影响[J].中国实验方剂学杂志, 2007, (9) :31-32.

微生物发酵中草药研究 篇2

杨翔，王浩

摘要：近年来，随着世界上许多国家限制和禁止使用抗生素，以及饲料资源日趋紧张，寻找高效、生态健康型饲料成为当务之急。本文综述了农作物秸秆的利用现状，、微生物发酵饲料种类及作用机理, 分析了存在的问题，并对开发利用前景进行了展望，以期为加快微生物发酵饲料化进程提供参考。关键词：微生物发酵；菌种；饲料

自20世纪50年代开始，在动物日粮中添加抗生素显著促进了动物生产，并对集约化畜牧业的发展做出了重大贡献。然而随着时间的推移，饲料中添加抗生素的危害日益显现，并受到社会的广泛关注。人们开始纷纷寻求其他的替代品和替代技术，以保证畜牧业生产的效率与效益不受影响。同时饲料和粮食生产一直是我国国民经济的薄弱环节。由于受人口增长、耕地减少和肉食品消费增加的影响，我国粮食供需平衡十分脆弱。我国人均占有粮食一直在400 kg以下，其中，粮食总产量的40％左右用于饲料生产。在耕地和水资源长期紧缺的情况下，我国粮食产量已很难提高．饲料资源短缺的问题长期制约着我国畜牧业的发展。从长远来看，牲畜与人争粮问题仍然是我国不能掉以轻心的大事。这是由我国国情及粮情所决定的。因此，发展高效饲料工业，生产生态健康型饲料是当务之急。发酵饲料的产生背景

随着畜牧养殖业的快速发展，人畜共粮的矛盾日趋突出，为了解决这一问题，世界各国科技界和工业界都在寻找和研究新的饲料资源，其中，蛋白质饲料尤其受到重视。蛋白质是畜牧养殖业和饲料工业的主要原料之一，我国对蛋白质的需求已远远超出了国内动、植物蛋白的生产量，每年都需要从国外进口大量大豆、豆粕和鱼粉等蛋白质原料。目前我国饲料工业基本上是三足鼎立状态，以正大、希望和中小企业各占三分天下，其中，中小企业以规模小、数量多为最。由于中小企业的原料采购成本比大型企业高，为了生存不得不依靠科技手段提高其生存能力。在这一背景下，一些地方的小型饲料厂率先将菜粕、棉粕、血粉等发酵后生产浓缩饲料投入市场，取得了较好的经济效益。微生物发酵饲料种类

2.1 固态发酵饲料 固态发酵饲料是利用各种有益微生物的发酵作用,把粗饲料加工成营养成分高、适口性好的饲料,以增加适口性和提高养分利用率或解毒脱毒。发酵微生物有霉菌、酵母菌及细菌的一些类群,常见的固态发酵饲料包括青贮、微贮、粗饲料等纤维素酶解饲料与担子菌发酵、畜禽粪与动物下脚料发酵、饼粕类发酵脱毒饲料以及固态发酵菌体蛋白饲料。2.2 单细胞蛋白和菌体蛋白饲料

单细胞微生物的蛋白提取物,利用微生物在液态基质中大量生长繁殖的菌体以生产单细胞蛋白,如常见的酵母饲料、细菌饲料、藻体饲料等,菌体蛋白包括食用菌菌丝体、光合细菌、微型藻饲料等。单细胞蛋白和菌体蛋白由于蛋白质含量丰富,而且还含有维生素和微量元素,因此是一种具有较高营养价值的微生物饲料。单细胞蛋白和菌体蛋白饲料原料来源广泛,如淀粉、废酒糟水等均可作原料,同时生产过程易控制,因此可工业化生产。

2.3 氨基酸、酶制剂以及抗生素、维生素等代谢产物

利用现代化的微生物工程,发酵积累微生物有用的中间代谢产物或特殊代谢产物,以此生产饲用氨基酸、酶制剂以及抗生素、维生素。细菌、霉菌发酵生产的淀粉酶、纤维素酶和蛋白酶,这些酶可以提高生物体内反应的速度,促进饲料养分的吸收。微生物生产畜禽的限制性氨基酸赖氨酸,饲料中添加赖氨酸可提高猪禽的增重。

2.4 微生态制剂和益生素

微生态制剂和益生素直接用于畜禽饲料中,参与维持动物肠内微生态平衡,具有直接通过增强动物对肠内有害微生物的抑制作用,或者通过增强非特异性免疫功能来预防疾病,而间接起到促进动物生长作用和提高饲料转化率。微生态制剂和益生素在目前应用较多,常见的如“保得”微生肠道调理。微生物发酵饲料作用机理

微生物发酵饲料的作用主要体现在两个方面, 一是利用廉价的农业和轻工副产物生产高质量的饲料蛋白原料,二是获得高活性的有益微生物.这些微生物制品的应用,一方面可以提高饲料的转化率,促进畜禽生长;另一方面可以调节动物的微生态平衡,提高动物的健康水平。还有一些活菌剂可以用于治疗动物疾病,例如治疗由于大肠杆菌引起的腹泻,可以用对大肠杆菌有抑制作用的芽孢杆菌活菌制剂进行治疗。在畜禽养殖中推广应用微生物发酵饲料,可以减少抗菌素的使用,有利于生产安全食品,提高产品出口的竞争力。3.1 补充有益菌,调节动物的微生态平衡

健康畜禽肠道内生长着各种各样的微生物群落,各种微生物群落之间相互依存、相互制约,构成畜禽肠道内微生态系统的平衡,建立一个正常且平衡良好的肠道微生物区系对抵御病原性微生物感染具有十分重要的意义。由于微生物之间存在着相互作用,某一生态系统中现存的微生物会阻止新的有机体在这一部位的入侵,有益菌通过竞争性抑制作用阻止有害微生物在肠粘膜附着与繁殖。因此对那些菌群形成迟缓或有障碍的幼小动物服用微生物饲料有着十分重要的意义。乳酸杆菌等可抑制埃希氏大肠杆菌和沙门氏寒菌等其它致病菌附着到肠细胞上,与病原菌发生竞争性拮抗作用,将其驱出定植地点。3.2 产生有益代谢物,抑制和杀死有害菌

许多乳酸菌和链球菌可以产生细菌素,如乳酸链球菌素等,这些多肽类物质能抑制对革兰氏阳性细菌有抑制作用。有些乳酸菌如嗜酸乳杆菌和保加利亚乳杆菌,可以产生少量的过氧化氢,过氧化氢可以抑制许多细菌的生长,尤其是革兰氏阴性病原菌。另外有些有益微生物可以产生酶类,如双歧杆菌和乳酸杆菌产生的胞外糖苷酶可以阻止细菌毒素在上皮细胞的黏附和侵入。3.3 具有营养作用,促进动物生长

直接饲用微生物饲料中的有益菌在肠道内代谢可产生多种有助于动物营养消化的有益因子,从而促进畜禽的生长发育和增重.如芽孢杆菌能分泌多种消化酶(蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶等)促进营养物质的消化与吸收；酵母菌所产生的氨基酸、维生素(K、C、B1、B2、泛酸、烟酸、生物素、肌醇和叶酸等),酵母菌还可以促进植酸酶的产生,提高单胃动物对磷的利用率。3.4 提高机体免疫功能

微生物发酵饲料中的有益微生物可以作为一种非特异免疫调节因子,通过细菌本身或细胞壁成分刺激并激活宿主免疫细胞,促进吞噬细胞活力或作为佐剂发挥作用。有益微生物还可以发挥特异性免疫功能,增强动物体内B 细胞产生抗体的能力。直接饲用微生物通过促使机体发生体液免疫和细胞免疫,提高畜禽抗体水平,增强免疫功能,及时杀灭侵入机体内的致病菌,从而防止疾病的发生。实验发现乳酸杆菌能够增强机体的免疫能力,一些益生菌能够影响人体免疫系统的应答能力,其影响能力随菌体的不同而变化。发酵饲料存在的问题 目前，发酵浓缩饲料在市场上有一定的发展空间，主要表现在产品价格低，农民易接受，这也是发酵浓缩饲料在某些地方盛行的主要原因。但是，据笔者考究发酵饲料的生产，却发现还存在诸多问题，应引起业界高度重视。（1）硬、软件较差。由于大多数发酵浓缩饲料厂是微型饲料厂，这类企业的发酵设备和专业人员都非常有限，对微生物和发酵工艺了解甚少，在某种意义上说生产饲料的条件都是凑合，要生产发酵产品是心有余而力不足。（2）管理、卫生条件差。凡从事微生物发酵工作的人都知道“消毒、灭菌”工作是发酵成败的关建环节之一。然而，许多发酵浓缩饲料厂的管理、卫生条件极差，差得让笔者这个从事饲料微生物工作十多年的人都感到害怕。(3)生料发酵。笔者所见的发酵浓缩饲料厂几乎全是生料发酵，而且他们认为一般霉变的原料，只要是发酵了就能脱毒、就能提高饲料利用率和改善饲料适口性，就此说明对“发酵”的基础知识了解太少。（4）无检测、监控条件。由于这些厂规模一般较小，大多没有专业化验检测设备和专业技术人员，发酵菌种、发酵过程都没有检测手段，纯粹凭气味判定产品质量，产品性能、稳定性等难以得到保证。（5）菌种来源复杂。由于这些微型饲料厂经济实力差，不愿花钱到正规单位购买菌种和生产技术，而是到一些个人手上去买，也不请专业人员进行技术指导，产品质量可想而知。（6）营养水平低。一些小型饲料厂在中大猪浓缩饲料中几乎全用发酵饲料，与豆粕、鱼粉浓缩料相比存在严重的氨基酸不平衡，导致发酵浓缩料的饲料报酬低于豆粕、鱼粉型浓缩饲料。（7）大剂量使用促生长剂。一些小型饲料厂由于发酵技术综合水平较差。发酵产品杂菌较多，因而将发酵饲料用于仔猪浓缩饲料时，腹泻率较大，于是便在仔猪浓缩饲料中加大了如杆菌肽锌或金霉素等的用量，这将导致畜禽对药物的采食量加大，畜禽产品药残难以得到控制。（8）乱用标签误导用户一些饲料厂在包装袋上大肆宣扬“生物饲料”、“每克含活菌数多少亿个”等等，借助《动物微生态学》的理论，盲目夸大地宣传其功效，其市场生命力值得深思。发酵饲料的展望

我国是一个农业大国，畜牧养殖业占农业生产比重较大，因此人畜共粮矛盾日趋突出，发酵饲料意在充分利用杂粮、杂粕和农副产品下脚料、食品工业下脚料来生产浓缩饲料，这是对饲料原料的充分补充，而且这种浓缩饲料比豆粕、鱼粉型浓缩饲料价格便宜，农民易接受，这也是发酵饲料存在的空间和理由。相信通过优化发酵技术线路，改善发酵设备，定能提高发酵饲料品质造福社会。

尽管目前微生物发酵饲料存在一些问题,但是随着人们对其研究的进一步深入,这些问题都会得到很好的解决,其作为抗生素和蛋白的替代品,以及带来的社会效益与经济效益,在饲料工业中必将受到更大重视。参考文献

微生物发酵中草药研究 篇3

摘 要：通过单因素发酵实验，以苹果渣为发酵基质，开展发酵制备生物腐植酸工艺研究。研究结果表明：复合微生物菌剂接种量5%～7%，尿素添加量2%～3%，物料含水率50%，发酵时间20～25 d，黄腐酸含量达22%，活菌含量5.6亿/g，为生物腐植酸规模化生产提供技术参考。

关键词：苹果渣；黄腐酸

中图分类号：TQ92 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）02-0166-03

生物腐植酸（黄腐酸）是由富含纤维素、木质素的植物残体及辅助材料，经多种微生物在一定条件下发酵转化而成。产品活性成分多，含有大量功能菌剂，具有改良土壤、增进肥效、调节作物生长、提高作物抗逆性和改善作物品质等特点。该研究以苹果渣为原料，进行微生物发酵生产黄腐酸的工艺研究，为其规模化处置提供技术依据。

1 材料与方法

1.1 材 料

1.1.1 发酵基质

以苹果渣为发酵基质，来自果汁加工厂。苹果渣中主要成分含量，见表1。

1.1.2 接种剂

是由木霉M21、放线菌F07、地衣芽孢杆菌X33、酵母菌J05组成的复合生物菌剂，有效活菌数≥100亿/g，亳州市恒顺生态科技有限公司提供。

1.1.3 仪器设备

超净工作台，蒸汽灭菌锅，恒温培养箱，721分光光度计，光学显微镜，真空干燥箱等。

1.2 实驗设计

1.2.1 生物菌剂接种量对发酵过程的影响

实验设四个处理，两次重复。T0为对照处理，处理T1、T2、T3生物菌剂接种量分别为3%、5%、7%。各处理物料含水率50%，尿素添加量2%。

1.2.2 尿素添加量对发酵过程的影响

实验设四个处理，两次重复。T0为对照处理，处理T1、T2、T3尿素添加量分别为1%、2%、3%。各处理物料含水率50%，生物菌剂接种量3%。

1.2.3 物料含水率对发酵过程的影响

实验设四个处理，两次重复，处理T1、T2、T3、T4物料含水率分别为40%、50%、60%、70%。各处理生物菌剂接种量3%，尿素添加量2%。

1.2.4 发酵时间对发酵过程的影响

实验设四个处理，两次重复。

T1：发酵时间15 d；

T2：发酵时间20 d；

T3：发酵时间25 d；

T4发酵时间30 d。

1.3 测定项目与方法

1.3.1 含水率、有效活菌数的测定

含水率、有效活菌数按照NY/T798-2004复合微生物肥料标准方法测定。

1.3.2 温度测定

在堆肥中心下层、中层和上层放置3支温度计，于每天上午9：00和下午16：00记录堆体温度，取其算术平均值。

1.3.3 黄腐酸含量测定

称取0.2 g试样于250 ml锥形瓶中，加入70 ml水，于瓶口插上小玻璃漏斗，置于沸水浴中加热溶解30 min，并经常搅动，取出锥形瓶，冷却后将溶液及残渣全部转入100 ml容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀，用中速滤纸过滤，弃去最初的部分滤液。

而后，准确吸取上述滤液5 ml于250 ml锥心瓶中，加入C（K2Cr2O7）=4.8 mol/l重铬酸钾溶液5 ml，缓慢加入浓硫酸15 ml，于沸水浴中加热氧化30 min。

最后，将氧化后的溶液从水浴上取下，冷却至室温，加入70 ml水，3滴邻菲罗琳指示剂，用硫酸亚铁标准溶液滴定，溶液由橙色经绿色转变为砖红色为终点。按下式计算出黄腐酸含量：

式中：V0为滴定空白试管所消耗的硫酸亚铁体积，ml；

V为滴定样品试管所消耗的硫酸亚铁体积，ml；

N为硫酸亚铁标准溶液的摩尔浓度，mol/l；

0.003为碳的毫克重量，g；

a为样品溶液滴定的体积，ml；

b为滴定时所吸取的样品溶液的体积，ml；

G为配制样品溶液时所加入的样品质量，g；

C为黄腐酸的含碳比（一般取为0.5）。

2 结果与分析

2.1 生物菌剂接种量对发酵过程的影响

2.1.1 发酵过程温度与黄腐酸含量变化

生物菌剂接种量对发酵温度的变化，如图1所示，从数据变化可以看出，各处理温度变化均高于对照。随着菌剂接种量的增加，温度增幅最大，T1、T2、T3处理最高温度分别为46.5 ℃、48.2 ℃、50 ℃，处理T3发酵温度增幅最大。不同生物菌剂接种量黄腐酸含量变化，如图2所示，处理T1、T2、T3发酵后黄腐酸含量均高于对照，分别为15%、18.4%、19.2%，处理T3黄腐酸含量最高。

2.1.2 发酵前后有效活菌数变化

生物菌剂接种量对发酵前后有效活菌数的影响，见表2，从表发酵前后有效活菌数变化，反映随着菌剂接种量增加，菌株利用物料速度加快，活菌数增幅更快更多，物料分解效率越高。

通过上述实验结果得出，随着菌剂接种量增加，菌剂生长加快，物料营养很快被消耗，产热促进温度上升，提升物料的分解效率，促使黄腐酸含量与有效活菌数快速增长。但是，处理T2、T3间数据差异不显著，考虑到成本因素，菌剂最佳接种量5%～7%。

2.2 尿素添加量对发酵过程的影响

2.2.1 发酵过程温度与黄腐酸含量变化

有机物料发酵CN比一般在20～30较为合适，苹果渣CN比52，有机碳含量较高，氮含量不足，影响菌剂生长，不利于物料发酵。通过添加尿素，增加氮含量，降低CN比，促进发酵进程。处理T1、T2、T3的CN比分别为34、25、20。尿素添加量对发酵温度的变化如图3所示，不同尿素添加量黄腐酸含量的变化如图4所示，通过图3、图4数据变化可以看出，随着尿素含量增加，温度增幅愈大，黄腐酸含量增长越多。其中，处理T2、T3效果最佳。

2.2.2 发酵前后有效活菌数变化

尿素添加量对发酵前后有效活菌数的影响，见表3，从表数据可以看出，随着尿素添加量的增加，活菌数增长迅速，合适的CN比可以促进菌株迅速繁殖，加快发酵进程。

上述实验结果表明，物料发酵较适CN比20-30，即尿素添加量2%～3%，物料发酵进程加快，黄腐酸与活菌数含量最高。

2.3 物料含水率对发酵过程的影响

2.3.1 发酵过程温度变化

无聊含水率对发酵温度的变化如图5所示，观察图5各处理发酵温度变化，处理T1、T2最高温度分别为49.5 ℃、49 ℃，说明40%、50%含水率比较有利物料发酵。处理T3、T4温度增幅小，原因是含水率过高，不利于氧气供给，影响了菌种生长，物料分解率下降，产热少。

2.3.2 发酵过程黄腐酸含量与活菌数变化

无聊含水率对黄腐酸含量的影响，如图6所示，看图6黄腐酸含量变化，各处理黄腐酸含量分别为16%、16.4%、13.8%、10.2%，处理T1、T2黄腐酸含量最高。发酵前后的活菌数变化，见表4，处理T1、T2发酵后活菌数最高，分别为4.18亿/g、4.25亿/g。

综上实验结果表明，生物发酵腐植酸较适含水率40%、50%，其中50%含水率的黄腐酸含量提前4～5d达到最高值，物料最佳含水率50%。

2.4 发酵时间对发酵过程的影响

根据上述实验结果，苹果渣制备生物腐植酸发酵参数为：复合生物菌剂添加量5%～7%，尿素添加量2%～3%，物料含水率50%。采用上述工藝参数，研究不同发酵时间黄腐酸与活菌含量变化。

2.4.1 发酵过程温度变化

有机物料发酵分为发热、中高温与降温、腐熟保肥阶段。发酵时间对发酵温度的变化，如图7所示，各处理发酵最高温度约50℃，无明显区别，处理图T1、T2因发酵时间短，缺少降温阶段的腐解。

2.4.2 发酵过程黄腐酸含量变化

从温度变化来看，第11～17 d是发酵中高温阶段，从发酵18 d后，进入降温腐熟保肥阶段，即腐植酸累积阶段。发酵时间对黄腐酸含量的影响，如图8所示，发酵时间20 d，黄腐酸含量达到最高22%。

2.4.3 发酵前后活菌数变化

发酵时间对发酵前后有效活菌数的影响，见表5，发酵15 d，物料活菌数低于发酵20、25、30 d，后三者活菌数差异不显著。

综上所述，发酵13天，物料温度达到最高，发酵18天后进入降温腐熟保肥阶段，即腐植酸累积期，考虑到肥效、黄腐酸与活菌含量因素，最佳发酵时间20～25 d。

3 结 语

利用苹果渣发酵制取生物腐植酸，是一个极其复杂的反应过程。微生物的生长繁殖速度，直接决定了物料腐解程度，从而影响生物腐植酸生成的数量与质量。因此，选择创造最佳的微生物生长环境，探求最优生长因子，是影响发酵好坏的重要因素。研究结果表明，发酵制备生物腐植酸工艺参数为：复合微生物菌剂接种量5%～7%，尿素添加量2%～3%，物料含水率50%，发酵时间20～25 d，黄腐酸含量达22%，活菌含量5.6亿/g。

参考文献：

[1] 沈玉龙，曹文华.发酵法黄腐酸复混肥的开发与应用[J].化工矿物与加 工，2004，（2）.

[2] 司小明.发酵黄腐酸的分离提取及其对植物生理的影响[D].西安：西北 大学，2005.

微生物发酵制药的研究 篇4

1 发酵制药的源流

早在千余年前, 我国已开始用发酵方法制药, 如六神曲、半夏曲、豆黄等。《本草纲目》记载:“半夏研末, 以姜汁、白矾汤和作饼, 楮叶包置篮中, 待生黄衣, 晒干用”。清代时制造了不同功能10种药曲。未经发酵的黑大豆有活血、利水、解毒作用而发酵后黑大豆具有解表除烦、宣郁解毒功能。从上述可以看出, 发酵可以改变药物原有性能。在发酵过程中可以产生新的功效, 或增强原有的疗效, 或去除毒性。

2 发酵技术的研究现状

早在唐朝时, 长安城的裁缝开始使用青霉素, 但当时不知道是什么物质。1928年发现了青霉素, 1941年实现对青霉素的分离与纯化。目前所用的抗生素大多数是从微生物培养液中提取的。现在人们通过化学改造, 已经得到第三代青霉素。1953年5月, 中国第一批国产青霉素诞生, 截至2001年年底, 我国的青霉素年产量已占世界青霉素年总产量的60%, 居世界首位。中药发酵研究开始于20世纪80年代, 但仅是对真菌类自身发酵的研究。20世纪90年代初发现番泻叶甙可借助肠道细菌转化为致泻有效成分而起到治疗作用。董玫等研究发现, 六味地黄丸发酵液可显著抑制小鼠肝癌H22的生长, 而等量的六味地黄丸煎剂则无明显抑瘤作用[5]。文献报道, 斑蝥在生物转化前后斑蝥素明显提高[6]。

3 发酵制药的特点

发酵制药的特点可概括如下几点:药物的有效组分、活性物质最大限度的得以提取、利用;在体外完善有效活性组分;微生物菌种选育获得高产;工业发酵与其他工业相比, 投资少, 见效快;发酵的理论产量存在约10%的变量;纯种培养、无菌条件;优选的人体有益菌种本身具有补充或增强原有药物的功能;发酵反应的专一性强, 可获得单一的代谢产物;发酵制药与原有药物相比产生了新的活性物质;生产工艺可控, 所得产物精确;发酵过程要求条件也比较简单, 安全性高;发酵只要少量的有机和无机氮源就可进行反应。

4 微生物对发酵的作用

微生物在生长过程易于组织工业化生产。现代工业中许多生物产品都是通过微生物发酵生产的, 如各式各样的酶、抗生素。酶是一切生物体进行生命活动的基础, 如米曲霉在生长过程中产生中性蛋白酶、碱性蛋白酶、半纤维素酶、果胶酶、酰胺酶、淀粉酶和糖化酶等。酵母在发酵时可产生蔗糖酶、酒化酶等。酶中既有胞内酶也有胞外酶;既有合成酶, 也有分解酶。有些微生物在生长过程中可以分泌丰富而强大的酶系。微生物进行生命活动可以产生成百上千的胞内酶是发生化学反应的物质基础。大量的酶可以将药物的成分分解转化形成可供新的活性药物筛选的新的成分。据文献报道药材经纤维素酶进行酶解后, 可以提高部分成分的收率。由于微生物也会形成丰富多样功效良好的次生代谢产物。中药的物质可能对微生物的生长和代谢有促进或抑制作用, 从而形成新的成分或改变各成分的相互比例。微生物的分解作用有可能将中药中的有毒物质进行分解。动物血经微生物的分解作用使原来不易消化吸收的物质变得易于吸收, 消化吸收率可以成倍地提高。发酵法提取薯蓣皂苷就是由微生物生长主要消耗除薯蓣中的淀粉, 对薯蓣皂苷起浓缩作用。

5 微生物类群为发酵提供了充足的选择余地

据统计, 目前已发现的能产生抗细菌、抗病毒产物的微生物仅真菌就达200余种, 抗肿瘤的真菌200种。世界上已被描述的真菌约有1万属12万余种, 中国大约有4万种。微生物的生物多样性为我们提供了丰富的可供选择菌株。

6 发展趋势

1676年发现微生物的存在。1857年证明了酒精是由活的酵母发酵引起的。20世纪40年代初, 青霉素迅速工业大规摸生产。20世纪50年代, 利用代谢调控发酵氨基酸、核酸。20世纪70年代, 利用固定化酶或细胞连续发酵。20世纪80年代, 基因工程和细胞融合技术等高新技术应用阶段。现代主要发展趋势是利用DNA重组技术和细胞工程技术的发展、新的工程菌和新型微生物的开发新型的生理活性多肽和蛋白质类药物, 如干扰素、红细胞生成素等。

7 意义

微生物发酵制药是指利用微生物技术, 依赖于微生物机体在反应器内的生长繁殖及代谢过程来合成一定产物, 通过分离纯化进行提取精制, 并最终制剂成型来实现药物产品的生产。微生物发酵制药可用来研发抗菌药、酶抑制剂、抗肿瘤药、抗病毒药免疫调节剂等剂型。现在微生物发酵制药主要生产的药物有抗生素、维生素、氨基酸、核苷酸、甾体激素等。微生物药物已占全球药品市场20%以上, 占中国内地市场的35%以上。抗生素作为中国临床治疗应用量最大的药物约占临床用药总额的四分之一。而随着超级耐药菌的出现, 新的微生物药物研发已成必然要求。采用微生物发酵法可以为开发新药、提高药物疗效、降低药物毒副作用的研究提供新的手段。

参考文献

[1]董玫, 郭芳, 刘秀书, 张永健, 王永利, 王谦.六味地黄发酵液的抗瘤和减毒作用[J].现代中西医结合杂志, 2002, (18) .

[2]马田田.纤维素酶用于中药提取的初步研究[J].中草药, 1994 (3) .

[3]马桔云, 赵晶岩, 姜颖, 于喜水.纤维素酶在黄连提取工艺中的应用[J].中草药, 2000, (2) .

[4]王兴红, 李祺德, 曹秋娥.微生物发酵中药应成为中药研究的新内容[J].中草药, 2001 (3) .

[5]董玫, 王谦等.六味地黄发酵液的抗瘤和减毒作用[J]现代中西医结合杂志, 2002 (18) .

微生物发酵饲料的研究与应用 篇5

关键词：发酵饲料,微生物,脱毒

微生物发酵饲料近年来发展迅速。用生物技术特别是微生物发酵技术来开发新型饲料资源、生产蛋白质饲料和新型添加剂越来越受到人们的重视。特别是进人21世纪后, 利用微生物生产的饲料蛋白、酶制剂、氨基酸、维生素、抗生素和益生菌微生物制剂等饲料产品的使用使发酵工程技术在饲料工业中得到了更广泛的应用可以弥补常规饲料中容易缺乏的氨基酸, 而且能使其它粗饲料原料营养成份迅速转化, 达到增强消化吸收利用效果。

1 微生物发酵饲料分类及原料来源

微生物发酵饲料现已应用的十分广泛, 主要分为四大类:第一类是固态发酵饲料, 就是利用微生物的发酵作用来改变饲料原料的理化性状, 或提高消化吸收率、延长贮存时间, 或变废为宝, 将秕壳残渣变为饲料, 或解毒脱毒, 将有毒饼粕转变为无毒、低毒的饲料, 这一类发酵饲料包括青贮、微贮、粗饲料与担子菌发酵、畜微型藻饲料等;第三类是利用现代化的微生物工程, 发酵积累微生物有用的中间代谢产物或特殊代谢产物, 以此生产饲用氨基酸、酶制剂以及抗生素、维生素等;第四类是培养繁殖可以直接饲用的微生物, 制备活菌制剂 (又称微生态制剂、益生素等) 。

最常见的发酵原料主要包括薯类、籽实类、糠麸类、渣粕类 (各种薯渣、玉米渣、脚粉、柑橘渣、甜菜渣、某些草粉等) 、饼粕类 (如棉籽饼、菜籽饼、油茶资饼、蓖麻饼等) , 还有秸杆类、粪便、及动物下脚料等等。

2 微生物发酵饲料常用的菌种及功能

我国微生物资源丰富, 用于发酵工业的微生物主要包括细菌、放线菌、酵母菌和霉菌。饲料工业常用的细菌包括有枯草芽孢杆菌、乳酸杆菌、醋酸杆菌、地衣芽孢杆菌、纳豆芽孢杆菌、蜡样芽孢杆菌等, 其适宜的生长温度是30~37℃, 适宜的p H值为7.0~7.2;常用的放线菌其适宜的生长温度是25~30℃, 适宜的p H值为7.0~7.2;常用的酵母菌包括啤酒酵母、假丝酵母和红酵母, 其适宜的生长温度是24~32℃, 适宜的p H值为3.0~6.0;常用的霉菌包括黑曲霉、米曲霉、白地霉和木霉, 其适宜的生长温度是25~30℃, 适宜的p H值为3.0~6.0。酵母或细菌等单细胞菌类能够产生单细胞蛋白 (SPC) , 多细胞的丝状真菌类能够产生菌体蛋白 (M BP) , 此两者都可用做人和动物的蛋白补充剂, 从而也在很大程度上弥补了我国蛋白饲料短缺的现状。

3 微生物发酵的分类

发酵根据获得产品的不同可分为微生物酶发酵, 微生物菌体发酵, 微生物代谢产物发酵, 微生物的转化发酵, 生物工程细胞的发酵[1]。根据微生物的种类不同可分为厌氧发酵和好氧发酵, 厌氧性发酵在发酵时不需要供给空气, 如乳酸杆菌引起的乳酸发酵梭状芽孢杆菌引起的丙酮、丁醇发酵等;好氧性发酵需要在发酵过程中不断的通入一定量的空气, 如利用黑曲霉进行的柠檬酸发酵, 利用棒状杆菌进行的谷氨酸发酵, 利用黄单胞菌进行的多糖发酵等。根据培养基的不同可分为固体发酵和液体发酵。根据设备分为敞口发酵、密闭发酵、浅盘发酵和深层发酵。

4 微生物发酵的优越性

4.1 发酵脱毒

多数情况下微生物的代谢产物可以降低饲料中毒素含量, 例如甘露聚糖可以有效地降解黄曲霉B1等, 而钟英长教授[2]筛选的曲霉属、串珠霉属等5个菌株能有效的降低发酵绵粕中游离棉酚的含量。

4.2 改变蛋白质的品质

微生物可以分解品质较差的植物性或动物性蛋白质, 合成品质较好的微生物蛋白质, 例如活性肽、寡肽等。

4.3 产生促生长因子

不同的菌种发酵饲料后所产生的促生长因子含量不同, 这些促生长因子主要有有机酸、B族维生素和未知生长因子等等。

4.4 降低粗纤维

一般发酵水平可使发酵基料的粗纤维含量降低12~16个百分点, 增加适口性和消化率。Carlson[3]的研究报道, 发酵后饲料中的植酸磷或无机磷酸盐被降解或析出, 变成了易被动物吸收的游离磷。

5 微生物发酵饲料在畜禽上的应用

5.1 在反刍动物上的应用

赵华[4]等实验结果显示, 试验期间饲喂氨基酸发酵剂发酵饲料的试验组.每头泌乳牛平均日产标准乳21.68kg, 未饲喂发酵饲料的对照组, 每头泌乳牛平均日产标准乳19.47kg, 试验组比对照组提高产奶量l1.4%, 差异极显著 (P

5.2 在猪上的应用

何谦[6]等饲喂发酵饲料后动物肠道中大肠杆菌数下降, 而肠道优势乳酸菌群数目上升。实验还发现发酵后的基础日粮游离磷比发酵前提高了63.5%, 提高了植酸磷的可利用水平, 因而可减少植酸酶, 降低饲料成本。发酵后蛋白质被乳酸菌降解利用, 成为小分子的胨或肽, 更有利于仔猪的消化吸收。Kobashi[7]等对仔猪饲喂液体发酵饲料后发现, 液体发酵饲料会引起肠道内的乳酸菌数目的增加, 这就暗示液体发酵饲料可能减少有害菌。

5.3 在家禽上的应用

在肉鸡日粮中适当添加玉米秸秆粉发酵饲料, 不仅降低了饲料成本, 而且由于减少投药, 改善了肉的品质, 为生产绿色肉鸡产品提供了一个有效途径[8]。朱立国在用发酵饲料对肉鸭的饲养实验中表明, 发酵饲料可以提高适口性、降低料肉比、提高了屠宰性能、降低了饲料成本等等[9]。

5.4 在海产养殖中的应用

对石斑鱼配合饲料中发酵豆粕和豆粕部分替代鱼粉的研究, 结果表明, 在石斑鱼饲料中添加14%发酵豆粕, 其增重率与对照组比较没有显著差异 (P>0.05) , 以后随着豆粕添加量的上升, 增重率显著下降 (P<0.05) [10]。周国忠[11]在鱼饵料中补加35%瘤胃饲料节省精料可观, 这对节粮养鱼有很大的经济饲用价值, 很适于养鱼业推广应用。

6 展望

人们对微生物发酵饲料的逐渐认识, 会慢慢的解决发酵饲料存在的问题, 比如设备简陋、发酵条件差, 发酵原料没有消毒或有的已经霉变, 发酵菌种的污染等等。随着当前饲料行业的蓬勃发展, 饲料逐步向低药低残留发展, 畜禽、水产品也渐渐迈向绿色产业革命, 因此, 生物饲料也必然成为大势所趋。众多学科如分子生物学、微生物学、发酵工程学、仪器科学、自动化科学的发展, 也将使微生物发酵饲料成为一种新型动物能源得到巨大发展, 造福人类。

参考文献

[1]张日俊.现代饲料生物技术[M].北京:化学工业出版社, 2009, 34~35

[2]余伯良.发酵饲料生产与应用新技术[M].北京:中国农业出版社, 1999, 150

[3]Carlson D, Poulsen H D.Phytate degradation in soaked and fermented liquid feed-effect of diet, time of soaking, heat treat-ment, phytase activity, pH and temperature[J].Animal Feed Scienceand Technology, 2003, 103:141~154

[4]赵华, 张玲, 张娜.利用氨基酸发酵剂发酵饲料饲喂泌乳牛试验[J].中国奶牛, 2004, 3:27~28

[5]张乃锋, 等.果渣生物发酵和肉羊饲喂效果的研究[J].中国草食动物, 2004, 134~137

[6]何谦, 等.发酵饲料对规模化猪场断奶仔猪生产性能的影响[J].畜牧与兽医2008, 40 (6) :62~64

[7]Kobashi Y, Ohmori H, Tajima K, Kawashima T, Uchiyama H.Anaerobe.Reduc-tion of chlortetracycline-resistant Escherichia coli in weaned piglets fed fermented liquid feed.Anaerobe, 2008Oct;14 (4) :201-4.Epub2008Jul30

[8]张桂荣, 等.肉仔鸡饲喂玉米秸秆粉发酵饲料初探[J].中国家禽, 2003, 25 (l4) :17~18

[9]朱立国.肉鸭微生物发酵饲料的工艺研究及应用[D]

[10]Luo Zhi, Liu Yongjian, MAI Kangsen.Partial Replacement of Fish Meal by Soybean Protain in Diets for Grouper Epinephelus Coioides Juveniles[J].Journal of Fisheries of China, 2004, 28 (2) :75~81