我國豆粕資源不足,開發(fā)和利用非常規(guī)蛋白飼料資源十分迫切。黃酒糟作為黃酒產(chǎn)業(yè)的副產(chǎn)品,有較高的蛋白含量及低廉的價格,但由于新鮮黃酒糟含水量高難以保存,且有酒精殘留不能直接飼喂動物,其氨基酸組成也不平衡。為此,本研究通過微生物固態(tài)發(fā)酵以提高黃酒糟的飼用價值,探索其在奶牛日糧中的應(yīng)用效果。首先通過菌株組合、混菌固態(tài)發(fā)酵和發(fā)酵條件優(yōu)化,提高黃酒糟蛋白含量和改善其氨基酸組成;在體外瘤胃發(fā)酵試驗(yàn)以及抗氧化性評價基礎(chǔ)上,通過奶牛飼養(yǎng)試驗(yàn)探討了發(fā)酵黃酒糟部分替代豆粕對奶牛生產(chǎn)性能、氮利用的影響,為非常規(guī)蛋白質(zhì)飼料的利用提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。1基于微生物的固態(tài)發(fā)酵黃酒糟工藝優(yōu)化將待用的芽孢桿菌和酵母進(jìn)行全基因組重測序,通過KEGG通路富集分析有關(guān)代謝基因發(fā)現(xiàn),與參照芽孢桿菌和酵母菌相比,本研究待用的芽孢桿菌其氨基酸合成與代謝通路富集多,酵母菌在碳水化合物代謝以及氨基酸合成與代謝通路富集多,提示它們能在固態(tài)發(fā)酵中提升發(fā)酵飼料的營養(yǎng)和飼用價值。隨后分別將酵母、芽孢單菌及聯(lián)合發(fā)酵,發(fā)現(xiàn)聯(lián)合混菌發(fā)酵具有較大優(yōu)勢。在微生物固態(tài)發(fā)酵工藝中,對菌種接種比例、發(fā)酵溫度、培養(yǎng)基含水量、發(fā)酵時間、翻料次數(shù)等發(fā)酵條件進(jìn)行單因素試驗(yàn)優(yōu)化,挑選對發(fā)酵影響較大的發(fā)酵溫度、培養(yǎng)基含水量以及菌種接種比例三個因素進(jìn)行3X3正交設(shè)計(jì),以優(yōu)化發(fā)酵條件以獲得最佳粗蛋白和多肽的產(chǎn)量。最佳條件如下:水與總固體培養(yǎng)基的比例為53:100(v/w),溫度為30℃,嚴(yán)朊假絲酵母與枯草芽孢桿菌的接種比例為2:1,發(fā)酵時間為44小時,翻料次數(shù)為2次。發(fā)酵黃酒糟飼料中粗蛋白、多肽含量分別比未發(fā)酵的高 14.5%、40.9%。2發(fā)酵黃酒糟營養(yǎng)價值及抗氧化特性的體外研究2.1營養(yǎng)成分分析通過對比發(fā)酵前后的養(yǎng)分變化發(fā)現(xiàn),發(fā)酵黃酒糟氨基酸含量比未發(fā)酵黃酒糟提高26.1%,必需氨基酸增加量(31.2%)大于非必需氨基酸增加量(21.1%),特別是賴氨酸和蛋氨酸水平提升較多。同時,體外發(fā)酵試驗(yàn)表明發(fā)酵黃酒糟可增加瘤胃液微生物蛋白的濃度,提高粗蛋白消化率。2.2抗氧化性研究比較發(fā)酵前后的黃酒糟,發(fā)現(xiàn)發(fā)酵黃酒糟顯著提高還原能力、DPPH自由基清除能力、還原力、超氧自由基清除能力、羥基自由基清除能力等;相關(guān)性分析表明,發(fā)酵黃酒糟抗氧化性能的增加與多酚類物質(zhì)轉(zhuǎn)化的增強(qiáng)以及小分子蛋白和多肽產(chǎn)生有關(guān)。通過2D蛋白電泳分離鑒定部分小分子蛋白,發(fā)現(xiàn)黃酒糟固態(tài)發(fā)酵過程中產(chǎn)生了蛋白酶以及生物活性物質(zhì),部分解析了發(fā)酵黃酒糟抗氧化能力提高的機(jī)制。2.3黃酒糟替代豆粕對瘤胃發(fā)酵的影響通過體外瘤胃產(chǎn)氣試驗(yàn)探索不同比例的黃酒糟、發(fā)酵黃酒糟替代豆粕對瘤胃產(chǎn)氣和發(fā)酵參數(shù)以及飼料間組合效應(yīng)的影響,發(fā)現(xiàn)了最適的黃酒糟和發(fā)酵黃酒糟替代豆粕的比例,即當(dāng)黃酒糟或者發(fā)酵黃酒糟在與豆粕1:1時,瘤胃發(fā)酵參數(shù)與以豆粕為主要蛋白源的對照組相近,且具有較強(qiáng)的正組合效應(yīng)。3黃酒糟在奶牛日糧中的效果研究通過奶牛飼養(yǎng)試驗(yàn),探究黃酒糟和發(fā)酵黃酒糟替代泌乳奶牛日糧中的部分豆粕對奶牛生產(chǎn)性能、瘤胃發(fā)酵、氮利用率以及熱應(yīng)激耐受力的影響。選取15頭處于泌乳中后期的中國荷斯坦奶牛(泌乳天數(shù)190±15.2d,體重692±70kg)用于3X3復(fù)拉丁方試驗(yàn)。三種日糧處理為(干物質(zhì)基礎(chǔ)):(1)含18%豆粕日糧(對照組),(2)未發(fā)酵黃酒糟按日糧粗蛋白50%替代豆粕日糧(未發(fā)酵組),(3)發(fā)酵黃酒糟按日糧粗蛋白50%替代豆粕日糧(發(fā)酵組);每期試驗(yàn)期持續(xù)20天,前15天為適應(yīng)期,后5天用為采樣期。3.1奶牛生產(chǎn)性能和血液生化參數(shù)對照組和發(fā)酵組的干物質(zhì)采食量高于未發(fā)酵組(P= 0.04),前兩組組間無差異(P0.05)。與對照組和發(fā)酵組相比,未發(fā)酵組產(chǎn)奶量(P=0.02)、乳蛋白(P=0.02)和能量校正乳(P= 0.05)產(chǎn)量均較低。在三種日糧中,未發(fā)現(xiàn)乳脂,乳蛋白,乳糖和總固形物含量存在差異(P0.05);乳中尿素氮、體細(xì)胞數(shù)、飼料轉(zhuǎn)化效率和氮轉(zhuǎn)化率也沒有日糧間的差異(P0.05)。發(fā)酵組的售奶凈收益較高于對照組和未發(fā)酵組(P= 0.06),而未發(fā)酵組與對照組間無差異(P0.05)。未發(fā)酵組的血尿氮濃度低于發(fā)酵組和對照組(P=0.02),其他血液生化無組間差異(P0.05)。3.2奶牛瘤胃發(fā)酵、日糧降解率及氮代謝未發(fā)酵組的瘤胃液總揮發(fā)性脂肪酸、乙酸、微生物蛋白濃度顯著低于對照組(P0.05),而對照組與發(fā)酵組間無差異(P0.05);日糧處理沒有改變瘤胃發(fā)酵模式(P0.05)。日糧蛋白質(zhì)的瘤胃快速降解部分(P=0.38)和慢速降解部分(P= 0.58)不受日糧影響;與對照組和發(fā)酵組相比,未發(fā)酵組的粗蛋白降解速率常數(shù)(P二0.04)和可消化部分(P=0.05)較低,而對照組與發(fā)酵組間沒有差異(P0.05)。與未發(fā)酵組相比,飼喂發(fā)酵黃酒糟和豆粕日糧的奶牛氮攝入量和瘤胃有機(jī)物降解率較高,奶牛的微生物蛋白和代謝蛋白產(chǎn)量增加,產(chǎn)奶性能得以改善。總體看,用發(fā)酵黃酒糟部分替代豆粕對泌乳奶牛的氮利用與代謝沒有不利影響。3.3黃酒糟替代豆粕對奶牛熱應(yīng)激的影響飼喂未發(fā)酵和發(fā)酵黃酒糟日糧有降低熱應(yīng)激下奶牛直腸溫度(P=0.06)和呼吸頻率(P = 0.05)的趨勢,并提高奶牛血液超氧化物歧化酶、谷胱甘肽過氧化物以及總抗氧化能力水平(P0.05);相比未發(fā)酵黃酒糟,飼喂發(fā)酵黃酒糟提高奶�？寡趸哪芰Ω鼜�(qiáng)。通過分析奶牛血常規(guī),發(fā)現(xiàn)未發(fā)酵和發(fā)酵黃酒糟在熱應(yīng)激下降低奶牛炎癥細(xì)胞(白細(xì)胞、中性粒細(xì)胞)數(shù)量,提示熱應(yīng)激下能降低奶牛炎癥的風(fēng)險(xiǎn)。綜上所述,本研究通過枯草芽孢桿菌和產(chǎn)朊假絲酵母菌混菌聯(lián)合固態(tài)發(fā)酵,制得了蛋白質(zhì)和氨基酸含量較高、并具有抗氧化活性的發(fā)酵黃酒糟。結(jié)合體外試驗(yàn)和奶牛飼養(yǎng)試驗(yàn)的效果表明,發(fā)酵黃酒糟替代奶牛日糧中的部分豆粕并不影響奶牛生產(chǎn)性能,對奶牛瘤胃發(fā)酵和氮利用效率無不良影響,但能降低飼料成本,且能夠緩解奶牛熱應(yīng)激。
【學(xué)位單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：S823.5
【部分圖文】：

２００８?２００９?２０１０?２０１１?２０１２?２０１３?２０１４?２０１５?２０１６?２０１７??■牛奶產(chǎn)墾（萬噸）??圖１－２?２００８至２０１７年全國牛奶產(chǎn)量（國家統(tǒng)計(jì)局，２０１８）??Ｆｉｇｕｒｅ?１－２?Ｎａｔｉｏｎａｌ?ｍｉｌｋ?ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ?ｆｒｏｍ?２００８?ｔｏ?２０１７??我國奶業(yè)目前存在養(yǎng)殖成本過高、規(guī)�；蛔恪⒛膛萎a(chǎn)偏低、國際競爭力??不足等問題。其中，我國奶業(yè)發(fā)展面臨最大最突出的問題是養(yǎng)殖成本持續(xù)提高，??導(dǎo)致原奶成本價逐年攀升，原奶生產(chǎn)毛利率一路走低（圖１－３）。養(yǎng)殖成本中，飼??１２??

ＩｍＨＵＩｌ??２００７?２００８?２００９?２０１０?２０１１?２０１２?２０１３?２０１４?２０１５??■■■全國奶ｔ？存欄？??增速??圖１－１?２００７至２０１５年全國奶牛存欄量（中國奶業(yè)年鑒）??Ｆｉｇｕｒｅ?１－１?Ｔｏｔａｌ?ａｍｏｕｎｔｓ?ｏｆ?ｄａｉｒｙ?ｃｏｗｓ?ｉｎ?Ｃｈｉｎａ?ｆｒｏｍ?２００７?ｔｏ?２０１５??３８００????３７５〇??３７４４?３７２５?編５???３６５７．８５?Ｉ??３６５０?－?—?－?——??＾－－?———－－??３６〇ｏ?３５ｒｅ?■?■一＿＿＿囂濕??３５５０?＾?－Ｍｉｌ?１?１?Ｂ?＾??：１１?ｈ?ｍ??２００８?２００９?２０１０?２０１１?２０１２?２０１３?２０１４?２０１５?２０１６?２０１７??■牛奶產(chǎn)墾（萬噸）??圖１－２?２００８至２０１７年全國牛奶產(chǎn)量（國家統(tǒng)計(jì)局，２０１８）??Ｆｉｇｕｒｅ?１－２?Ｎａｔｉｏｎａｌ?ｍｉｌｋ?ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ?ｆｒｏｍ?２００８?ｔｏ?２０１７??我國奶業(yè)目前存在養(yǎng)殖成本過高、規(guī)�；蛔�、奶牛單產(chǎn)偏低、國際競爭力??不足等問題。其中，我國奶業(yè)發(fā)展面臨最大最突出的問題是養(yǎng)殖成本持續(xù)提高，??導(dǎo)致原奶成本價逐年攀升，原奶生產(chǎn)毛利率一路走低（圖１－３）。養(yǎng)殖成本中，飼??１２??

２奶牛日糧蛋白質(zhì)飼料資源分析??蛋白質(zhì)飼料是指飼料干物質(zhì)中粗纖維低于１８％，且干物質(zhì)中粗蛋白質(zhì)含量達(dá)??到或超過２０％的豆類、餅粕類、魚粉等。隨著人們對畜牧產(chǎn)品需求的增加，蛋白??質(zhì)飼料資源的供給不足成為限制中國畜牧業(yè)發(fā)展的重要問題。據(jù)中國商務(wù)部統(tǒng)計(jì)，??２０丨７年中國進(jìn)口大豆９５５３萬噸、魚粉１５７萬噸，預(yù)計(jì)未來將進(jìn)一步增長。截至現(xiàn)??在，我國用于生產(chǎn)蛋白質(zhì)飼料原料的三分之二以上的魚粉、豆粕、氨基酸產(chǎn)品以??及五分之一以上的肉骨粉依賴進(jìn)口。同時，伴隨著近年來，我國人民對畜產(chǎn)品消??費(fèi)的日益增長，對進(jìn)口蛋白質(zhì)飼料的需求將會越來越大。而全球市場魚類資源的??１３??
【參考文獻(xiàn)】

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1 王鋒;;當(dāng)前我國奶業(yè)發(fā)展面臨的形勢和任務(wù)[J];中國乳業(yè);2015年11期

2 郭利亞;王玉庭;張養(yǎng)東;畢研亮;周振峰;王加啟;;中國奶業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及主要問題對策分析[J];中國畜牧雜志;2015年20期

3 陳光吉;彭忠利;宋善丹;王斌星;郭春華;張正帆;柏雪;王永;鐘金城;蹇尚林;朱友軍;;發(fā)酵酒糟對舍飼牦牛生產(chǎn)性能、養(yǎng)分表觀消化率、瘤胃發(fā)酵和血清生化指標(biāo)的影響[J];動物營養(yǎng)學(xué)報(bào);2015年09期

4 冉宇舟;何喜紅;毛嚴(yán)根;俞劍燊;;黃酒酒糟的抗氧化活性分析[J];釀酒科技;2014年04期

5 李建;葉翔;;酒糟綜合利用多元化研究[J];中國釀造;2013年12期

6 孫全平;邱凌;李自林;井良霄;劉芳;周彥峰;;酒糟與豬糞混合厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣的研究[J];西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào);2013年03期

7 李明;雙寶;李海濤;王晴;高繼國;;枯草芽孢桿菌的研究與應(yīng)用[J];東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2009年09期

8 蘇希孟;張玲清;;用發(fā)酵酒糟飼喂瘦肉型豬的研究[J];國外畜牧學(xué)(豬與禽);2008年01期

9 陳曦;趙建國;;混株發(fā)酵混合酒糟生產(chǎn)含酶蛋白飼料的研究[J];中國釀造;2006年05期

10 賀鳴,李勝利;發(fā)酵酒糟對肉牛和奶牛生產(chǎn)性能的影響[J];中國飼料;2004年05期

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3 張煜;新型枯草芽孢桿菌的研發(fā)及其發(fā)酵飼料在仔豬上的應(yīng)用研究[D];浙江大學(xué);2017年

4 朱雯;粗料來源對奶牛乳蛋白前體物生成與生產(chǎn)性能的影響與機(jī)制研究[D];浙江大學(xué);2013年

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本文編號：2838658