玉米秸秆和异Vc钠生产废液固态发酵生产高蛋白饲料研究

以玉米秸秆为原料,以麸皮和异Vc钠生产废液(WEP)为辅料进行生物蛋白饲料固态发酵研究.通过菌种配伍试验,确定了混菌发酵菌种为白地霉、产朊假丝酵母和枯草芽孢杆菌.在此基础上通过单因素优化试验确定了秸秆蛋白饲料的最优发酵条件:以玉米秸秆(5 g)和麸皮(1 g)为基料,4%WEP营养液,固液比1:4(g/mL),初始pH值4.5;以麸皮浸汁作种子培养液,种龄24 h,各菌接种比例为产朊假丝酵母∶白地霉∶枯草芽孢杆菌=3:1:1,接种量2 mL;28℃、静置发酵2 d,在此条件下,秸秆饲料中真蛋白含量为6.21%,比对照提高了23.95%.该研究为秸秆和异Vc钠生产废液的高质化利用提供了新的思路和途径.     

家蝇幼虫对两种秸秆的消化及利用研究

本文旨在探明家蝇Musca domestic幼虫对高粱秸秆和小麦秸秆营养成分利用和木质纤维素的降解情况,以及不同配比秸秆饲料对家蝇生物学指标的影响,为今后产业化利用家蝇来生物降解秸秆类有机废弃物奠定理论基础.本研究采用70％高粱秸秆粉、70％麦秸秆粉和纯麦麸作为饲料,每种饲料各设置对照组、发酵组和家蝇幼虫取食组3种处理,检测并分析3种饲料各处理组中一般营养成分和木质纤维素的含量及变化;同时采用7种配比饲料喂养家蝇,观察各组家蝇不同发育阶段的体长、体重、存活率和发育历期等.结果表明:(1)3种饲料的各处理组中,一般营养成分和木质纤维素的含量均呈现:对照组>发酵组>家蝇取食组的趋势,此外除高粱秸秆组粗蛋白外,其余各组成份均差异显著(P<0.05);(2)小麦秸秆的木质纤维素含量>高粱秸秆>麦麸,且各组间均差异显著(P<0.05);(3)在相同秸秆配比条件下,高粱秸秆饲喂的家蝇其各虫态体长、体重、总存活率和发育历期均要优于麦秸秆喂养,且总存活率和发育历期与麦麸喂养相比差异不显著(P>0.05);(4)纯高粱秸秆喂养下家蝇仍能保持正常的生长发育,而在90％小麦秸秆喂养下,家蝇则无法存活.综上所述,家蝇适合作为生物转化器用于秸秆、尤其是高粱秸秆的降解,且降解效果优于单纯的微生物发酵降解,研究结果为今后规模化利用家蝇降解秸秆类有机废弃物提供了理论依据和科学基础.     

家蝇幼虫肠道细菌对其取食选择性和生长发育的影响

目的探究家蝇幼虫肠道细菌对幼虫取食与发育的影响,进而明确肠道细菌的部分功能。方法取3日龄家蝇幼虫,采用细菌传统分离法分离纯化其肠道内可培养细菌并进行分子鉴定,利用这些肠道细菌进行家蝇幼虫爬行选择实验,测定幼虫对不同细菌的选择性;利用这些肠道细菌发酵液与麦麸混合饲养家蝇幼虫,记录家蝇幼虫发育过程中的生物学参数,分别以LB培养原液与麦麸混合饲养的幼虫为阴性对照,以无菌水与麦麸混合饲养的幼虫为空白对照。结果在家蝇幼虫肠道中共分离出9个属10种细菌,分别为霍氏肠杆菌(Enterobacter hormaechei)、肺炎克雷伯菌(Klebsiella pneumoniae)、铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)、别雷斯不动杆菌(Acinetobacter bereziniae)、斯氏普罗威登斯菌(Providencia stuartii)、阴沟肠杆菌(Enterobacter cloacae)、乳酸乳球菌(Lactococcus lactis)、纺锤形赖氨酸芽胞杆菌(Lysinibacillus fusiformis)、居幼虫普罗威登斯菌(Providencia vermicola)和沙福芽胞杆菌(Bacillus safensis)。其中,除铜绿假单胞菌和斯氏普罗威登斯菌外,其余8种细菌对幼虫有显著吸引作用;除铜绿假单胞菌对家蝇生长有明显抑制作用以外,其余9种细菌对家蝇幼虫生长均有一定的促进作用,其中霍氏肠杆菌和别雷斯不动杆菌对其生长有显著促进作用。结论明确了家蝇幼虫肠道细菌的组成,确定了8种家蝇幼虫肠道细菌对其取食有吸引作用,9种细菌对其生长发育有促进作用。霍氏肠杆菌和别雷斯不动杆菌可作为添加剂用于家蝇的规模化饲养,以提高养殖效率。铜绿假单胞菌可作为生长抑制剂用于家蝇幼虫的防治。     

苏云金芽胞杆菌营养期杀虫蛋白基因vip3A在枯草芽胞杆菌中的表达

枯草芽胞杆菌Bacillus subtilis常被用于表达杀虫和抗菌蛋白.为了探讨苏云金芽胞杆菌B. thuringiensis营养期杀虫蛋白基因（vip3A）在枯草芽胞杆菌中的表达情况,促进杀虫防病工程菌构建,将枯草芽胞杆菌168菌株核糖体小亚基S4蛋白基因的启动子与苏云金芽胞杆菌WB7菌株vip3A基因的编码序列连接,插入大肠杆菌Escherichia coli与枯草芽胞杆菌穿梭载体pAD123,得到重组原核表达质粒pADpvip,将重组质粒转化枯草芽胞杆菌标准菌株168和分离自辣椒体内的生防内生枯草芽胞杆菌BS-2菌株中,获得工程菌株.SDS-PAGE分析表明在枯草芽胞杆菌168菌株的部分工程菌株中有约88 kDa大小的VIP条带,而BS-2的工程菌株中未见相应的条带,表明Vip3A蛋白仅在168菌株中表达.生物测定表明有5株168的工程菌株（168vip1-4,6）表现较高的杀虫活性,工程菌株发酵稀释液（约10⁷CFU/mL）处理的小白菜叶片饲喂斜纹夜蛾2龄幼虫72 h的杀虫效果可达87.64%~92.13%,但vip3A基因转入内生枯草芽胞杆菌BS-2中不表现杀虫作用.毒力测定表明168vip2菌株对斜纹夜蛾2龄幼虫72 h的LC₅₀为0.0194 mL/mL.这些结果为进一步研究基因在枯草芽胞杆菌中的表达构建杀虫防病工程菌打下了基础.     

应用混料实验设计制备秸秆复合降解菌剂

农业秸秆类废弃物含有大量木质纤维素,该类物质结构稳定,不易降解,为秸秆的合理利用带来诸多困难。本实验尝试利用混料实验设计对筛选出可以共同培养的五种木质纤维素降解菌的配比进行研究,寻求复合发酵降解剂各组分的最佳配比,并分析发酵产品得到适用于不同发酵目的的菌剂。通过对发酵产品中木质素和纤维素降解率及还原糖的含量的分析建立模型,分析预测纤维素降解率最高为35.75%,木质素降解率最高为27%,还原糖含量最高为3.39mg/g。通过优化得出发酵菌剂最优配比为枯草芽胞杆菌12.1%,克鲁斯假丝酵母10%,地衣芽胞杆菌27.2%,变色栓菌10.6%,黄孢原毛平革菌40%。对应三指标的实测值为：35.47%,26.41%和2.37mg/g。     

利用多菌体混合发酵转化玉米秸秆的研究

利用氨法对玉米秸秆进行前处理,依据多种微生物共生及代谢的特性,建立了绿色木霉、枯草芽胞杆菌、黑曲霉和酵母所构成的多菌种共发酵的体系,通过正交实验法优化出几组有实践前景的多菌种共发酵的技术路线和工艺方法,基本上实现了利用微生物转化玉米秸秆的目的。实验结果显示,优化的多菌种共发酵工艺,在发酵温度为27℃pH为5.0发酵8 d后粗纤维利用率为65%。实验结果为纤维素资源的开发利用奠定了基础。     

基于极端顶点混料设计优化黄粉虫秸秆饲料配方

【目的】每年产生的秸秆大部分没有被有效利用,造成大量的资源浪费。虽有部分秸秆发酵后制成畜禽动物饲料,但研究秸秆饲料用于饲养昆虫的少见。本研究旨在拓展秸秆的资源化利用途径,利用发酵秸秆饲养黄粉虫Tenebrio molitor,进而降低黄粉虫饲养中的饲料成本。【方法】以饲养黄粉虫的常规饲料、发酵的玉米秸秆、发酵的红薯秸秆为原料,用极端顶点混料设计法,研究三者不同混合比例对黄粉虫幼虫生长指标(生物量增率、死亡率、体长、饲料利用率和转化率)以及生理指标[含水量、灰分含量、粗脂肪含量、粗蛋白含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、总糖含量、磷含量、中微量元素含量和重金属含量]的影响,筛选出黄粉虫的最佳混料配方。【结果】结果表明,在常规饲料中添加一定量发酵的玉米秸秆和红薯秸秆更有利于黄粉虫幼虫的生长。生物量增率较大的实验组,其饲料利用率和转化率较高。混料配方中红薯秸秆所占比例越大,黄粉虫幼虫的死亡率趋势越大。而不同的混料配方对黄粉虫幼虫的体长和各生理指标无明显影响。最佳的混料配方为:常规饲料∶发酵玉米秸秆∶发酵红薯秸秆=37.24∶20.72∶42.04。此配方饲料成本低,相比于常规饲料配方成本降低了56.94%。此配方下饲养的黄粉虫幼虫,其生物量增率可达32.52%,高于常规饲料饲喂的对照组(25.17%),且黄粉虫幼虫的死亡率低、饲料利用率高。【结论】秸秆饲料经过科学配方既降低了黄粉虫的饲养成本,又提高了秸秆的利用率,具有较好的推广前景。     

家蝇幼虫血淋巴粗提物抑菌活性初步研究

以4种细菌(大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、巨大芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌)为供试菌,测定了家蝇幼虫血淋巴粗提物的抑菌活性。结果显示,家蝇幼虫血淋巴各浓度粗提物对4种供试细菌均有一定的抑菌活性,其中对金黄色葡萄球菌的抑菌率最大,其他依次为大肠杆菌>枯草芽胞杆菌>巨大芽孢杆菌,在0.8mg/mL时的抑菌率分别为51.09%、48.66%、43.27%和40.62%;在各浓度下不同菌种之间的抑菌率差异不显著,抑菌活性随着血淋巴粗提物浓度的增加而增强。在0.8mg/mL时对各细菌的抑菌圈直径分别为12.00mm、12.22mm、9.11mm和10.33mm,均显著大于对照,但低于头孢霉素。     

学生食堂餐厨垃圾中淀粉的生物利用菌株筛选

目的探索地衣芽胞杆菌、枯草芽胞杆菌和蜡样芽胞杆菌分解大学生食堂厨余中淀粉的能力,以筛选和研制餐厨垃圾生物降解的使用菌种。方法将各菌种接于淀粉酶试验培养基,培养后滴加碘溶液,观察透明圈,判定产淀粉酶能力;收集大学生食堂的厨余,观察三种细菌在不同接种量（5%、10%、15%、20%、25%）、不同接种时间（24 h、48 h、72 h）及不同菌株配伍方式下发酵淀粉的能力。结果地衣芽胞杆菌、枯草芽胞杆菌、蜡样芽胞杆菌都能产生淀粉酶,以地衣芽胞杆菌产生的淀粉酶较多,其次为枯草芽胞杆菌,蜡样芽胞杆菌较少,三种细菌分解厨余中淀粉的最佳接种量都为15%-20%,最佳发酵时间为48 h,枯草芽胞杆菌和地衣芽胞杆菌各7.5%的接种量混合配伍发酵效果最佳。结论可采用枯草芽胞杆菌和地衣芽胞杆菌各7.5%的接种量混合配伍发酵学生食堂的厨余中的淀粉。     

白星花金龟幼虫对酵化玉米秸秆取食效果的研究

为探寻玉米秸秆资源化利用新途径、提高玉米秸秆利用效益,本研究利用白星花金龟Protaetia brevitaris Lewis幼虫的腐食性行为,选择其3龄幼虫,用EM菌液发酵玉米秸秆,以每5 d取食量为评价指标,选出幼虫取食的玉米秸秆最佳发酵时间及取食温度;以玉米秸秆发酵饲料为对照,以筛选出牛粪添加量分别为20%、60%的两组发酵饲料为处理,研究了白星花金龟幼虫对发酵饲料的利用率、转化率、消化率以及发酵饲料对白星花金龟幼虫死亡率、生物量增长率的影响。结果表明玉米秸秆发酵时间为25 d,温度为28℃时白星花金龟幼虫取食量最大;白星花金龟幼对玉米秸秆的转化率达到63.82%±30.90%,消化率为22.75%±3.07%,利用率为17.51%±8.50%,显著高于添加的组合;取食玉米秸秆发酵料的白星花金龟幼虫死亡率为5.75%±5.75%,生物量增长率达到11.01%±5.25%,均显著优于牛粪添加的玉米秸秆发酵料;添加牛粪可显著提高白星花金龟幼虫对玉米秸秆发酵饲料的取食量及虫粪产量,可利用白星花金龟3龄幼虫对玉米秸秆进行资源化利用,具有较好的应用前景。     

麦麸及其挥发性物质对二点委夜蛾幼虫的引诱作用

【目的】二点委夜蛾Athetis lepigone是我国夏玉米上的一种新害虫,对玉米苗危害严重。由于其幼虫常隐蔽在收割机收获小麦后留在田间的麦秸和麦糠下,防治非常困难,因此开展二点委夜蛾幼虫引诱剂的研究具有重要的意义。【方法】本实验用“Y”型嗅觉仪测定了二点委夜蛾幼虫对麦秆﹑麦糠﹑玉米苗﹑麦麸﹑炒麦麸5种试材的行为反应;利用顶空固相微萃取(HS-SPME)与气相色谱 质谱联用仪（GC-MS）分析,比较了炒麦麸、麦麸中挥发物的成分,并从中挑选出6种化合物单体、8种混合物进行室内诱集实验。【结果】5种试材中炒麦麸引诱效果最好。6种单体中, 2-庚酮在5 μg/μL浓度下的引诱效果最好,引诱率为75.9%。8种混合物中,2 庚酮+苯甲醛+对二甲苯的引诱效果较好,引诱率为72.7%,但引诱效果不如2 庚酮单体。【结论】结果说明,2-庚酮对二点委夜蛾幼虫有强烈的引诱作用,从而为二点委夜蛾幼虫的田间诱杀技术提供了研究基础。     

麦麸饲料中细菌对家蝇幼虫生长发育的影响

从饲料用麦麸中分离出的12种细菌均能支持无菌家蝇Musca domestica L．幼虫在胰化酪蛋白大豆卵黄琼脂（TrypticaseSoy EggYolkAgar,TSEYA）培养基中完成整个生长发育过程。1）幼虫在接种香味类香味菌Myroidesodoratimimus的TSEYA培养基中生长时间最短,仅需97．61&#177;1．14h;2）幼虫在接种醋酸钙不动杆菌Acinetobacter calcoaceticus的TSEYA培养基中的化蛹率可达到86．81％;3）从接种嗜水汽单胞菌Aeromonas hydrophila的TSEYA培养基中得到的蝇蛹重量最高,达到20．15&#177;0．23mg／个;4）除铜绿假单胞菌Pseudomonasaeruginosa饲养的家蝇羽化率较低（60．87％）外,其余各种细菌饲养的羽化率在84．33％～97．47％之间。此外,枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis、香味类香味菌、聚团肠杆菌Enterobacter agglomerans以及成团肠杆菌Pantoeaagglomerans可作为单一营养来源支持幼虫完成整个生长发育过程。对枯草芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌Staphylococcusaurous、成团肠杆菌、大肠杆菌Escherichiacoli、奇异变形杆菌Proteusmirabilis以及香味类香味菌中各种营养成分进行分析,结果发现,6种细菌均能提供大量的维生素如（0．105～1．08g／kg）。在氨基酸方面,香味类香味菌和枯草芽孢杆菌中的10种昆虫必需氨基酸含量与总氨基酸含量之比（Essential amino acid／Totalaminoacid,EAA／TAA）最高,而金黄色葡萄球菌最低。这个比例与蛹重呈正相关（p=0．031）。在脂肪酸相对含量方面,金黄色葡萄球菌具有最高的饱和脂肪酸含量（76．38％）,香味类香味菌含有56．79％的不饱和脂肪酸,而枯草芽孢杆菌则具有最高的支链脂肪酸含量（42．16％）。     

Production of mosquitocidal <Emphasis Type="Italic">Bacillus sphaericus</Emphasis> by solid state fermentation using agricultural wastes

In this study, Bacillus sphaericus NRC 69 was grown in culture media, in which 12 agricultural wastes were tested as the main carbon, nitrogen and energy sources under solid state fermentation. Of the 12 tested agricultural by-products, wheat bran was the most efficient substrate for the production of B. sphaericus mosquitocidal toxins against larvae of Culex pipiens (LC₅₀ 1.2 ppm). Mixtures of tested agricultural wastes separately with wheat bran enhanced the produced toxicity several folds and decreased LC₅₀ between 3.7- and 50-fold in comparison with that of agricultural wastes without mixing. The toxicity of B. sphaericus grown in wheat bran/rice hull at 8/2 (g/g) and wheat bran/barley straw at 1/4 (g/g) showed the same toxicity as that in wheat bran medium (LC₅₀ decreased 17- and 16-fold, in comparison with that in rice hull or barely straw media, respectively). In wheat bran medium, the maximum toxicity of the tested organism obtained at 50% moisture content, inoculum size 84 × 10⁶ CFU/g wheat bran and incubation for 6 days at 30°C. Addition of cheese whey permeate at 10% to wheat bran medium enhanced the toxicity of B. sphaericus NRC 69 about 46%.     

家蝇和大头金蝇在麦麸和猪瘦肉上的产卵选择和发育差异

在中国许多地区, 大头金蝇Chrysomya megacephala F.已侵入过去由家蝇Musca domestica L.占绝对优势的垃圾生态位, 逐渐成为城市蝇类的优势种. 为了解单独和混合饲养时食物种类对家蝇和大头金蝇幼虫生长发育的影响, 在室内观察了野外大头金蝇和家蝇F1代在湿麦麸、猪瘦肉以及两者混合物上的产卵选择和生活史. 结果显示: (1)大头金蝇嗜在含有猪瘦肉的基质上产卵, 而家蝇嗜在含有麦麸的基质上产卵;(2)初孵家蝇和大头金蝇幼虫都能在含有瘦肉的食物上发育至成虫. 在麦麸上, 初孵家蝇幼虫能发育至成虫, 而初孵和2龄大头金蝇幼虫在进入下一龄期前全部死亡, 但少数3龄大头金蝇幼虫能发育至成虫;(3)等量初孵家蝇与大头金蝇在含有猪瘦肉的食物上共同生长时, 与家蝇相比, 大头金蝇的发育历期较短、存活率较高. 与家蝇在麦麸上共同生长时, 与在麦麸上独立生长的同龄大头金蝇相比, 大头金蝇的发育历期较短、存活率较高. 这些结果表明, 共生时家蝇可促进大头金蝇对植物质营养的利用, 这也许是大头金蝇能成功侵入家蝇占绝对优势的垃圾生态位的一个重要原因.     

混合菌群发酵秸秆合成菌体蛋白及其动力学分析

混合菌群发酵秸秆可有效提高秸秆纤维的降解率及菌体蛋白的转化率,对拓广蛋白饲料来源、减少环境污染起到积极的作用。本研究以小麦秸秆为原料,在纤维素酶水解预处理的基础上,以米曲霉作为先导菌,进一步分解残留的粗纤维,为后期发酵提供充足的碳源。根据不同微生物的代谢特征和协同机理,试验确定了发酵阶段混合菌群的组成为:米曲霉、产朊假丝酵母和枯草芽胞杆菌;接种顺序为:先接种米曲霉,再接种产朊假丝酵母,最后接种枯草芽胞杆菌。正交试验表明,影响发酵主要因素的主次顺序为:秸秆与麸皮配比>接种比例>发酵时间>接种量>发酵温度;发酵的最适条件为:米曲霉的接种量2.5%,发酵12h后接入5%的产朊假丝酵母,继续发酵8h后接入2.5%的枯草芽胞杆菌,发酵温度为28℃,秸秆与麸皮的配比为4∶1,尿素添加量为1.2%;结合动力学分析,将混合菌群的发酵时间优化为35h,发酵产物中粗蛋白含量由原来的5.47%提高到25%左右。对最适发酵条件下的动力学过程进行了探讨,建立了以Logistic方程为基础的数学模型和动力学方程。本研究表明,混合菌群发酵秸秆提高了发酵产物中的粗蛋白含量。动力学分析对于了解发酵机理、掌握整个发酵过程中混合菌群生长的动态变化、优化发酵工艺具有重要的指导意义。     

绿色木霉ZY-1固态发酵产纤维素酶

利用筛选的绿色木霉ZY-1（Trichoderma viride ZY-1）固态发酵产纤维素酶,采用稻草和麸皮为底物,考察稻草与麸皮比例随发酵时间对产酶的影响。结果表明：底物中,在m（稻草）：m（麸皮）为0：5和1：4时,发酵48h,pH保持4．5左右,还原糖量急剧上升,胞外蛋白产量最低;仅以稻草作底物时,整个发酵过程中pH约为7,还原糖量最低,胞外蛋白产量较高而滤纸酶活、羧甲基纤维素酶（CMCase）和β-葡萄糖苷酶（β-Gase）酶活均较低;在m（稻草）：m（麸皮）为3：2时,发酵96h,滤纸酶活达最大值5．01U／g干曲;m（稻草）：m（麸皮）为1：4时,发酵96h,β-Gase酶活达最大值4．6U／g干曲;m（稻草）：m（麸皮）为4：1时,发酵72h,CMCase酶活达最大值6．01U／g干曲。因此,底物中存在适量的稻草和麸皮有利于Trichoderma viride ZY—1产纤维素酶。     

Single cell oil production in solid-state fermentation by Microsphaeropsis sp. from steam-exploded wheat straw mixed with wheat bran

Microsphaeropsis sp. was used to produce SCO in solid-state fermentation (SSF) from a substrate consisting of steam-exploded wheat straw (SEWS) and wheat bran (WB). The yield of SCO was 42 mg/g dry substrate (gds) without adding cellulase. To achieve a higher SCO yield, cellulase was added to the solid-state medium, resulting in an increase of SCO from 42 to 74 mg/gds with a cellulase loading of 10 FPU/gds. Other SSF parameters such as ratio of SEWS to WB of the dry substrate, initial moisture content, and incubation temperature were optimized under the condition of cellulase loading of 10 FPU/gds. So optimized, the SCO yield was 80 mg/gds, and the SCO content of the dry fermented mass was 10.2%. This research explored a novel method to produce SCO from the abundant and cheap agricultural residues - wheat straw and wheat bran.     

家蝇卵巢中的信息化学物质引诱雌蝇产卵的研究

产卵期家蝇MuscadomesticaL .卵巢中的信息化学物质诱引家蝇产卵。行为试验表明 ,雌蝇产卵时优先选择被成熟卵巢污染过的发酵麦麸 ,诱集的产卵百分率依次为 :发酵麦麸 + 1对卵巢 >湿麦麸+ 1对卵巢 >发酵麦麸 >湿麦麸 ;卵巢提取物同样对产卵雌蝇有诱集活力。产卵雌蝇卵巢正己烷、二氯甲烷以及乙酸乙酯的提取物均能诱集雌蝇产卵 ,诱集的产卵百分率依次为 :雌蝇卵巢正己烷提取物 >乙酸乙酯提取物 >二氯甲烷提取物。推测家蝇卵巢中的信息化学物质可能含有家蝇产卵聚集信息素的组分。