饲料的液态发酵处理及其对仔猪生长性能和消化道微生态的影响--《浙江师范大学》2010年硕士论文
饲料的液态发酵处理及其对仔猪生长性能和消化道微生态的影响
【摘要】：
为净化病原增进猪群健康水平以及提高母猪生产力,现代集约化养猪生产中仔猪的断奶日龄不断提前。然而,仔猪断奶后营养供应由液态母乳骤变为固态饲料造成严重的营养应激,加上环境和心理应激,导致仔猪食欲匮乏乃至拒食,肠粘膜形态结构和功能受损,消化道微生态菌群紊乱,发生腹泻等多种疫病,生长受阻甚至失重,常被称之为“早期断奶综合症”。仔猪营养与饲养技术是克服该综合症的关键。发酵谷物液体饲料,形态上与母乳相近,又兼具酸化剂和益生菌的消化道微生态调控功效,还可避免发酵全价液体饲料引起的游离氨基酸遭微生物降解破坏之缺点,可作为解决仔猪早期断奶综合症的有效手段,但在我国研究与应用鲜有报道。本文以玉米型和大麦型饲粮为出发点,从发酵工艺、微生态结构、动物试验评价三个层次,开展发酵谷物液体饲料研究。
实验一、饲用谷物发酵工艺研究
以发酵液pH值和对致病性大肠杆菌的抑菌效果为评价指标,研究不同工艺参数对发酵谷物品质的影响。采用连续发酵技术,25℃恒温,分4个发酵周期,其中第1个发酵周期为48h,其余均为24h,不同周期之间发酵产物的留置比例为50%,待研工艺参数包括：第1个发酵周期微生物来源(接种发酵、自然发酵)、料水比例(1：1、1：2.5)以及谷物处理(混合发酵、单独发酵)。结果表明,当谷物以料水比1:2.5进行发酵时,发酵液的pH值显著低于1：1体系;当谷物接种植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)发酵时,发酵液的pH值显著低于自然发酵体系；玉米大麦等比例混合发酵的发酵液能完全抑制致病性大肠杆菌生长,抑菌效果优于玉米、大麦单独发酵的发酵液;以料水比1：2.5、接种植物乳杆菌发酵时,玉米大麦等比例混合物的pH值降低速度快于玉米或大麦单独发酵,在发酵开始后12h pH值降至5.0以下,24h内降至4.0以下,可有效抑制大肠杆菌等有害菌的滋长。根据上述结果,提出饲用谷物的优化发酵工艺为：玉米大麦混合连续液态发酵,25℃恒温,第1个周期48h,其余24h,不同周期间发酵产物的留置率50%,料水比1：2.5,发酵初期接种植物乳杆菌。
实验二、饲用谷物连续液态发酵系统微生态研究
以16SrDNA PCR/DGGE技术及荧光定量PCR技术研究饲用谷物在优化工艺条件下的微生物菌群结构及主要代表性有害、有益菌含量动态变化。结果表明,在连续发酵的启动阶段(第1个周期),发酵体系中微生物菌群结构及主要代表性有害、有益菌含量发生显著变化,分别取自发酵始末的样品DGGE指纹图谱相似性(戴斯系数)较低,多样性指数和均匀度指数发生变化,一些优势条带的相对丰度差异明显,有害菌大肠杆菌属细菌含量显著降低,有益菌乳杆菌属细菌含量显著升高。在不同发酵周期终产物间微生物菌群结构及主要代表性细菌含量无明显变化,大肠杆菌属细菌含量平均为5.89Log10CFU/g,乳杆菌属细菌含量平均为9.58Log10CFU/g,达到发酵液体饲料品质要求。以上结果说明,饲用谷物连续液态发酵系统接种植物乳杆菌启动发酵后,该菌可迅速占据优势,在第1个发酵周期即形成以乳酸菌为优势的稳定的菌群结构,发酵产物品质优良;基于16S rDNA PCR/DGGE的分子指纹图谱可用于发酵过程的质量控制。
实验三、发酵谷物液体饲料对仔猪生长性能和消化道微生态影响研究
以发酵谷物为基础,加豆粕、脱脂奶粉、乳清粉、鱼粉、浓缩料及水制备发酵谷物液体饲料,研究其对14日龄断奶仔猪生长性能和消化道微生态的影响。饲养试验结果表明,发酵谷物液体饲料可显著改善仔猪断奶后前2周的生长性能,日采食量提高41.7%(P0.01),日增重提高107.5%(P0.01),饲料转化率提高36.9%。血液生化指标分析表明,试验组前白蛋白含量提高32.5%(P=0.07),提示仔猪营养状况得到显著改善,与生长性能结果一致。试验猪粪样16SrDNA PCR/DGGE技术分析结果显示,对照组仔猪聚类为一簇,试验组仔猪聚类为另一簇,组内分子指纹图谱相似性(戴斯系数)均在0.6左右,一些优势条带相对丰度发生较大变化,表明发酵谷物液体饲料对试验猪粪微生物菌群结构产生显著影响；荧光定量PCR技术分析结果显示,饲喂发酵谷物液体饲料,使仔猪粪中大肠杆菌含量降低84.9%(P0.1),乳杆菌含量提高145.9%(P0.05),乳杆菌/大肠杆菌比值提高10.3倍(P0.05),使仔猪在应对由各种因素引起的消化道微生态紊乱时具有更强的抵抗能力。
综上所述,本研究提出饲用谷物连续液态发酵工艺,阐明发酵过程的微生物菌群结构和主要代表性细菌含量的动态变化,并以发酵谷物为基础制备发酵液体饲料,发现其能显著促进14日龄断奶仔猪生长,调控消化道微生态菌群结构,增强应对由各种因素引起的微生态紊乱的抵抗力。
【关键词】：
【学位授予单位】：浙江师范大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2010【分类号】：S828.5【目录】：
ABSTRACT6-9
第一章 文献综述13-29
1 仔猪早期断奶研究进展13-19
1.1 早期断奶的优势13
1.2 早期断奶仔猪消化生理的改变13-15
1.2.1 胃肠道的变化14
1.2.2 胰腺及肝脏的变化14
1.2.3 小肠形态的变化14-15
1.2.4 小肠碳水化合物酶的变化15
1.3 早期断奶对仔猪的影响15-18
1.3.1 断奶仔猪采食量低下15-16
1.3.2 小肠完整性的破坏16
1.3.3 消化酶含量及活性的降低16-17
1.3.4 断奶对免疫系统的影响17
1.3.5 胃酸分泌不足17
1.3.6 对肠道微生物的影响17-18
1.4 解决方案18-19
1.4.1 抓好早期补饲18
1.4.2 开发优质乳猪料18
1.4.3 保障良好的环境条件18-19
2 液体饲料研究进展19-28
2.1 液体饲料发展的背景19-20
2.2 液体饲料在养猪生产中的应用20-22
2.2.1 扩展饲料来源,降低养殖成本20
2.2.2 改善猪群生产性能20-21
2.2.3 改善消化道粘膜形态结构21-22
2.2.4 提高猪群健康水平22
2.2.5 方便饲养管理22
2.3 功能性液体饲料—发酵液体饲料研究22-27
2.3.1 概述22
2.3.2 发酵液体饲料制作工艺22-25
2.3.3 发酵液体饲料应用研究25-27
2.4 发酵液体饲料创新研究—发酵谷物液体饲料27-28
3 本课题研究的目的和意义28-29
第二章 饲用谷物发酵工艺研究29-37
1 材料与方法29-31
1.1 试验材料29
1.2 仪器设备29
1.3 试验设计29
1.4 饲用谷物发酵29-30
1.5 测定指标及方法30-31
1.5.1 发酵液pH值30
1.5.2 发酵液抑菌实验30-31
1.6 数据处理31
2 实验结果31-33
2.1 发酵液pH值31-33
2.2 大肠杆菌抑菌率33
3 分析与讨论33-36
4 结论36-37
第三章 饲用谷物连续液态发酵系统微生物菌群动态研究37-56
1 16S rDNA PCR/DGGE分析发酵过程微生物菌群结构动态变化37-42
1.1 试验材料37
1.2 仪器设备37
1.3 饲用谷物连续液态发酵系统建立37
1.4 样品采集和细菌总基因组的提取37-38
1.4.1 样品采集37
1.4.2 饲料细菌总基因组的提取37-38
1.5 细菌16S rDNA V6-V8区片段PCR扩增38-39
1.5.1 PCR反应体系38-39
1.5.2 PCR反应条件39
1.5.3 产物验证39
1.6 DGGE电泳39-42
1.6.1 试剂及其配制39-40
1.6.2 DGGE胶的制备40-41
1.6.3 加样41
1.6.4 硝酸银染色41-42
1.7 图谱分析42
2 Real time-PCR分析发酵过程主要细菌含量动态变化42-45
2.1 实验材料42-43
2.1.1 标准菌株及其培养条件42
2.1.2 仪器设备42
2.1.3 试剂42-43
2.2 标准曲线的制作43-44
2.2.1 标准菌模板DNA的制备43-44
2.2.2 实时荧光定量PCR反应的优化44
2.2.3 标准曲线的绘制44
2.3 发酵产物大肠杆菌和乳杆菌的定量44-45
2.3.1 样品采集和总基因组的提取44-45
2.3.2 实时荧光定量PCR检测发酵产物中大肠杆菌和乳杆菌含量45
3 实验结果45-54
3.1 DGGE分析45-48
3.1.1 细菌16S rDNA V6-V8区片段PCR扩增45
3.1.2 细菌16S rDNA PCR/DGGE指纹图谱建立及聚类分析45-47
3.1.3 不同样品微生态菌群多样性分析47
3.1.4 DGGE指纹图谱主要条带定量分析47-48
3.2 荧光定量PCR标准曲线制作48-53
3.2.1 SYBR GREEN实时荧光定量PCR反应条件的优化48-49
3.2.2 曲线绘制49-53
3.3 样品细菌荧光定量PCR分析53-54
4 讨论54-55
5 结论55-56
第四章 发酵液体饲料对断奶仔猪生长性能和消化道微生物菌群的影响56-68
1 材料与方法56-59
1.1 试验材料56
1.2 试验设计56
1.3 试验饲粮及制备56-57
1.3.1 试验饲粮56
1.3.2 饲粮制备56-57
1.4 饲养管理57
1.5 测定指标及方法57-59
1.5.1 生长性能57
1.5.2 血液采集57-58
1.5.3 粪样采集58
1.5.4 粪样基因组提取58
1.5.5 粪样DGGE分析58-59
1.5.6 粪样荧光定量PCR检测59
1.6 数据处理59
2 实验结果59-63
2.1 生长性能59-60
2.2 血液生化指标60
2.3 消化道微生态60-63
2.3.1 16s rDNA PCR/DGGE PCR扩增60-61
2.3.2 DGGE图谱分析61-63
2.3.3 荧光定量PCR测定结果63
3 讨论63-67
3.1 生长性能63-64
3.2 肠粘膜吸收与屏障功能64-65
3.3 消化道微生态65-67
4 结论67-68
创新点69-70
参考文献70-78
附录A 饲料大肠杆菌和乳杆菌定量扩增图78-81
附录B 粪样大肠杆菌和乳杆菌定量扩增图81-84
攻读学位期间取得的研究成果84-85
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首先, 酸奶是经牛奶发酵后制成的产品，不仅具有牛奶的营养价值，而且酸奶含有的乳酸菌等有益微生物还会抑制人体肠道中的腐败菌，促进营养物质的消化吸收，是一种老少皆宜的营养食品。 其次，不宜空腹喝酸奶。适宜乳酸菌生长的pH值为5．4以下，空腹时，人的胃酸较高，pH值在2以下，饭后胃液被稀释，pH值上升至3．5，因此，空腹饮用酸奶，乳酸菌易被杀死，保健作用减弱，而饭后两小时饮用，效果较好。 第三，不宜加热。酸牛奶中的活性乳酸菌对人体有益无害，它可分解鲜牛奶中的乳糖而产生乳酸，使肠道酸性增加，有抑制腐败菌生长和减弱腐败菌在肠道中产生毒素的作用。此外，活性乳酸菌还具有增强胃肠消化能力的作用。而经过加热煮沸后，不仅酸奶的特有风味消失，而且其中的有益菌也被杀死，营养价值大为降低。 最后，喝牛奶腹胀的人可以喝酸奶。有些人喝牛奶后肚子里会产生气体，感到腹胀、甚至腹泻，这是因为这些人体内缺少一种乳糖酸，牛奶中的乳糖在小肠内未能被糖酶分解，即进入大肠，在大肠内被其他细菌发酵产生气体。但是，这些人喝酸奶就不会有上述现象，因为酸奶中的乳酸菌在发酵过程中已经分解了牛奶中乳糖使其转化为人体容易吸收的糖类。所以喝牛奶腹胀的人可以喝酸奶。麻烦采纳，谢谢!
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适宜乳酸菌生长的PH值酸碱度为5.4以上，空腹胃液PH值在2以下，如饮酸奶，乳酸菌易被杀死，保健作用减弱；饭后胃液被稀释，PH值只上升到3—5。
每天喝点酸奶已经成了很多人的饮食习惯。由于酸奶不需加热，喝起来方便，因此有人大量饮用，有人饿了以它充饥。但从营养的角度说，喝酸奶也讲究时间，喝多了还会给身体带来负面效果。
※ 酸奶并非喝多少都不会胖
它本身也含有一定的热量，如果在原有膳食基础上额外多吃，同样会引起体重增加。最好的办法是选择标有脱脂和低热量字样的酸奶，虽然它们的味道不如全脂酸奶那么浓郁醇厚，可是热量低，不会使热量在体内很快堆积而发胖。
※ 酸奶并非老少皆宜
胃肠道手术后的病人、腹泻患者以及1岁以下婴儿，都不宜喝酸奶。即使是健康成年人，也不能过量饮用，否则很容易导致胃酸过多，影响胃黏膜及消化酶的分泌、降低食欲、破坏人体内的电解质平衡。一般来说，每天喝两杯，每杯在125克左右比较合适。
酸奶到底喝多少才合适
每天喝点酸奶已经成了很多人的饮食习惯。由于酸奶不需加热，喝起来方便，因此有人大量饮用，有人饿了以它充饥。但从营养的角度说，喝酸奶也讲究时间，喝多了还会给身体带来负面效果。
※ 酸奶并非喝多少都不会胖
它本身也含有一定的热量，如果在原有膳食基础上额外多吃，同样会引起体重增加。最好的办法是选择标有脱脂和低热量字样的酸奶，虽然它们的味道不如全脂酸奶那么浓郁醇厚，可是热量低，不会使热量在体内很快堆积而发胖。
※ 酸奶并非老少皆宜
胃肠道手术后的病人、腹泻患者以及1岁以下婴儿，都不宜喝酸奶。即使是健康成年人，也不能过量饮用，否则很容易导致胃酸过多，影响胃黏膜及消化酶的分泌、降低食欲、破坏人体内的电解质平衡。一般来说，每天喝两杯，每杯在125克左右比较合适。
※ 饭后喝有利于吸收营养
一般来说，饭后30分钟到2个小时之间饮用酸奶效果最佳。人在通常状况下，胃液的PH值在1—3之间；空腹时，胃液呈现酸性，PH值在2以下，不适合酸奶中活性乳酸菌的生长。只有当胃部PH值比较高，才能让酸奶中的乳酸菌充分生长，有利于健康。饭后两小时左右，人的胃液被稀释，PH值会上升到3—5，这时喝酸奶，对吸收其中的营养最有利。
其它注意点
空腹不宜喝酸奶
为什么空腹时不宜喝酸奶呢？这是因为通常人的胃液酸碱度在PH 1－3之间，空腹时的PH值在2以下，而酸奶中活性乳酸菌生长的酸碱度值在pH5．4以上，如果在空腹时喝酸奶，乳酸菌就会很容易被胃酸杀死，其营养价值和保健作用就会大大降低。如果在饭后喝酸奶，这时胃液被稀释，pH值上升到3－5，这种环境很适合乳酸菌的生长，特别是在饭后2小时内饮用酸奶，效果最佳。
酸奶不能加热喝
酸奶一经蒸煮加热后，所含的大量活性乳酸菌会被杀死，其物理性状也会发生改变，产生分离沉淀，酸奶特有的口味和口感都会消失。酸奶最有价值的东西就是酸奶里的乳酸菌，它不仅可以分解牛奶中的乳糖，从而产生乳酸，使肠道的酸性增加，且有抑制腐败菌生长和减弱腐败菌在肠道中产生毒素的作用，如果把酸奶进行加热处理，酸奶中的乳酸菌会被杀死，其营养价值和保健功能便会降低，因此饮用酸奶不能加热，夏季饮用宜现买现喝，冬季可在室温条件下放置一定时间后再饮用。
饮后要用白开水漱口
酸奶中的某些菌种及所含的酸性物质对牙齿有一定的危害。对于儿童来说，喝完酸奶后如不进行漱口，特别容易出现龋齿。
不能用酸奶服药
用酸奶代替开水服药是不正确的习惯，应加以改正。特别是不能用酸奶服用氯霉素、红霉素。磺胺等抗生素及服用治疗腹泻的一些药物，因为这些药物同样也会破坏或杀死酸奶中的乳酸菌。
不会，PH值不会受食物影响
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