地衣芽孢杆菌发酵豆粕的工艺优化及其应用

来源 :大连海洋大学 | 被引量 : 3次 | 上传用户:tcskater
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凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)病毒性疾病频发,严重影响了对虾养殖业在世界各地的发展。水产养殖业如今正遭受着水生动物病害带来的巨大损失,在一系列养殖水生动物病害的防治方法中,益生菌已取得广泛的应用。基于本实验室的前期菌种筛选工作,得到了一株分离自凡纳滨对虾消化道的地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis),编号LV005,该菌株添加到对虾饲料中能有效提高对虾抗WSSV感染能力。豆粕经微生物发酵后其营养价值得到提高,可作为饲料当中鱼粉的替代物。益生菌发酵豆粕可作为一种经济、实用、高效的新型益生菌饲料添加技术。本文对该株地衣芽孢杆菌发酵豆粕的工艺进行了优化,并考察了发酵豆粕在对虾养殖中的应用前景,主要包括以下研究内容:1豆粕实验室小试发酵工艺优化对地衣芽孢杆菌LV005的豆粕固态发酵实验室小试工艺中豆粕的粒度和容器内堆料条件进行初步优化。比较不同混匀方式对发酵豆粕中菌量计数的影响;比较不同发酵容器,豆粕粒径,堆料厚度对发酵豆粕菌浓度的影响。得到最佳条件:发酵后豆粕在PBS震荡1min能最大程度地释放其中的细菌以便后续计数;以4层报纸封口的50 ml离心管为发酵容器,采用经80目筛孔的豆粕颗粒和1.5 cm堆料厚度能获得最优的实验室小试发酵效果,豆粕菌浓度可达1.65×1010—1.76×1010 cfu/g。本研究为发酵豆粕实验室小试方法提供了技术支持。2地衣芽孢杆菌发酵豆粕条件的优化通过单因素实验和响应面实验对地衣芽孢杆菌LV005的固态发酵豆粕条件进行优化,得到最佳发酵条件:料水比1:0.8、浸泡水盐度0、发酵温度28.33℃、发酵时间50.90 h、接种量4.80×106 cfu/g、蔗糖添加量2.08%。此条件下进行发酵,豆粕中菌浓度可达(1.75±0.10)×1010 cfu/g。最佳发酵条件下,发酵豆粕菌浓度可达到10100 cfu/g数量级,说明地衣芽孢杆菌LV005可利用豆粕中的营养成分进行发酵。地衣芽孢杆菌LV005发酵豆粕周期短、效率高,为其在生产中的应用奠定基础。3地衣芽孢杆菌发酵豆粕的营养分析评价发酵豆粕的营养价值,豆粕发酵得率较高,达95.24%。发酵豆粕粗蛋白提高14.57%,粗脂肪提高166.67%,粗纤维提高19.02%,酸溶蛋白提高445.83%,氨基酸总量提高3.64%,对虾必需氨基酸提高2.67%,呈味氨基酸提高3.72%,必需氨基酸提高3.36%,经SDS-PAGE电泳证明,豆粕中的大分子蛋白被有效降解。本研究初步证明了利用益生菌发酵豆粕可改善豆粕营养价值,提高利用率。益生菌发酵豆粕可作为一种经济、实用、高效的新型益生菌饲料添加技术在生产实践当中应用。4地衣芽孢杆菌发酵豆粕不同比例替代鱼粉对养殖对虾的影响发酵豆粕采用20%、60%、100%三个比例等氮替代饲料当中的鱼粉,同时比较喷洒地衣芽孢杆菌饲料及灭菌发酵豆粕饲养效果,结果显示,喷洒地衣芽孢杆菌饲料及发酵豆粕替代比例不超过60%时,饲料对凡纳滨对虾的生长性能无显著性影响(P>0.05),发酵豆粕全比例替代鱼粉会显著降低凡纳滨对虾的生长性能(P<0.05),对饲养33天的各组凡纳滨对虾进行WSSV攻毒实验,结果显示,地衣芽孢杆菌LV005发酵豆粕20%和60%比例替代鱼粉可以显著提高凡纳滨对虾抵抗WSSV感染的能力。研究结果表明,利用抗病微生物地衣芽孢杆菌LV005发酵豆粕适当比例替代饲料当中的鱼粉,不但可以节约饲料成本,还可以提高养殖对虾的抗病能力,具有巨大的生产应用价值。比较投喂不同饲料不同养殖时间对虾肠道微生物群落组成和结构,发现各时间点各组对虾肠道微生物群落主要细菌门水平均为:柔膜菌门(Tenericutes)、变形菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)和拟杆菌门(Bacteroidetes)。攻毒WSSV后的对虾肠道微生物群落柔膜菌门和变形菌门平均相对丰度明显高于攻毒前,厚壁菌门和拟杆菌门平均相对丰度则显著降低。攻毒前各时间点各组对虾肠道微生物群落主要细菌属水平差异较大,群落组成较为复杂。攻毒后各时间点各组对虾肠道微生物群落主要细菌属水平较为相似,主要为Candidatus Bacilloplasma和弧菌属(Vibrio)。投喂不同饲料对对虾肠道微生物群落的组成和结构影响较大。投喂相同饲料对虾不同生长发育时期肠道微生物群落的组成和结构变化较大。投喂地衣芽孢杆菌LV005发酵豆粕全比例替代鱼粉饲料有利于维持对虾肠道微生物群落的稳定性。
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