蒸汽爆破、复合菌发酵及其双重处理对柠条纤维组分的影响

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本试验利用蒸汽爆破预处理技术对不同生长期柠条进行加工处理,并利用本实验室筛选分离纯化后具有纤维降解能力的酵母菌、枯草芽孢杆菌及乳酸菌优势菌株,优化发酵参数后用作复合菌剂,用于发酵柠条草粉,以降低其纤维组分,改善饲用品质,探究蒸汽爆破、复合菌发酵及其双重处理对柠条纤维组分的影响。试验一:蒸汽爆破对柠条纤维组分降解的影响本试验旨在研究蒸汽爆破对柠条纤维组分降解的影响。在开花期(4月)、结实期(7月)及落叶期(11月)采集全株柠条,测定其常规营养成分;通过不同压强(0.8 MPa、1.1 MPa和1.4 MPa)蒸汽爆破预处理3min,测定中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维、木质素、半纤维素及纤维素含量。结果表明:1)从主要营养成分含量方面综合判断结实期柠条饲用价值较高。2)与未爆破组相比,随着蒸汽爆破压强的增大,开花期与结实期柠条中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维、木质素及纤维素含量先升高后降低(P<0.05),半纤维素线性降低(P<0.01),中性洗涤可溶物先降低后升高(P<0.05)。本试验表明,从营养成分综合判断,柠条结实期平茬,营养价值最高;蒸汽爆破处理柠条可显著降低其纤维组分,有利于饲用价值。试验二:优化复合菌发酵柠条的条件本试验将发酵复合菌剂添加量、菌种接种比例及水分作为发酵参数因素水平,采用正交试验设计,以NDF、ADF及木质素降解效果为参考,对复合菌发酵柠条参数进行优化。结果表明:1)落叶期柠条较其他生长时期纤维化程度最高,复合菌发酵落叶期柠条能显著降低其纤维组分。2)以NDF、ADF及木质素降解效果为参考,试验组7(菌剂添加量:10%;菌种接种比例:乳酸菌:酵母菌:枯草芽孢杆菌=3:5:1;水分40%)发酵效果显著好于其他试验组。3)以半纤维素、纤维素为参考,试验组4(菌剂添加量:5%;菌种接种比例:乳酸菌:酵母菌:枯草芽孢杆菌=1:3:5;水分40%)显著好于其他试验组。本试验表明,复合菌发酵柠条参数为:菌剂添加量:10%;菌种接种比例:乳酸菌:酵母菌:枯草芽孢杆菌=3:5:1;水分40%,显著降解柠条纤维组分。试验三:蒸汽爆破、复合菌发酵及其双重处理对柠条纤维组分的影响本试验旨在探究蒸汽爆破、复合菌发酵及其双重处理对柠条纤维组分的影响。通过不同压强(0.8MPa、1.1MPa和1.4 MPa)蒸汽爆破预处理3min,然后接种10%混合培养菌剂原液(乳酸菌:酵母菌:枯草芽孢杆菌=3:5:1)固态发酵,测定中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维、木质素、半纤维素及纤维素含量及发酵底物中羧甲基纤维素酶和木聚糖酶活性。结果表明:1)与同期发酵前相比,复合菌发酵后柠条中性洗涤纤维(P<0.01)、酸性洗涤纤维(P<0.01)、半纤维素(P<0.05)及纤维素(P<0.01)含量显著下降,中性洗涤可溶物含量(P<0.01)显著增加。2)与同期未爆破发酵组相比,经蒸汽爆破预处理后进行复合菌剂发酵的开花期和落叶期柠条,随着爆破压强的增大,中性洗涤纤维(P<0.001)、酸性洗涤纤维(P<0.05)、半纤维素(P<0.001)及纤维素(P<0.01)含量显著下降,中性洗涤可溶物含量(P<0.01)显著升高,开花期及结实期柠条木质素含量(P<0.05)先降低后升高,落叶期柠条木质素含量显著下降(P<0.01)。3)与同期未爆破发酵组相比,蒸汽爆破预处理后发酵的开花期和落叶期柠条,随着蒸汽压强增大,羧甲基纤维素酶活(P<0.01)先降低后升高,而结实期羧甲基纤维素酶活(P<0.01)显著升高;开花期、结实期及落叶期柠条发酵基质中木聚糖酶活(P<0.01)随着蒸汽压强增大呈线性升高趋势。本试验表明,蒸汽爆破、复合菌发酵及其双重处理能显著降低柠条纤维组分,蒸汽爆破后复合菌剂发酵效果更佳。
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