黑水虻幼虫作为饲料原料在生猪养殖中的应用研究进展

随着生猪养殖规模的不断扩大,肉类产品的持续增长推动了动物饲料原料需求,特别是蛋白质类饲料原料的需求不断攀升。传统蛋白质类饲料包括豆粕和鱼粉的生产需耗费大量资源。黑水虻幼虫是一种营养丰富的资源型昆虫,富含蛋白质、脂肪、钙等,且氨基酸组成均衡(谷氨酸、赖氨酸和缬氨酸等多种氨基酸),可以代替豆粕、鱼粉等蛋白质类饲料应用于猪饲粮中。黑水虻幼虫作为饲料原料在生猪养殖中展现出巨大的应用潜力,能够提高猪生产性能、降低饲料成本,同时具备环境友好的特点。作者综述了黑水虻幼虫的营养特性及其作为饲料原料对猪生产性能及健康水平的影响等,以期为未来黑水虻作为饲料原料在生猪养殖中的应用提供参考,为推动生猪养殖业的可持续发展提供新的思路。

后生元的作用机制及其在食品领域的应用

后生元是由对宿主健康有益的无生命的微生物细胞和/或其成分,以及其代谢产物制成的微生态制剂。后生元具有调节肠道菌群平衡、增强免疫力、抗炎抗菌等功效。与由活性细胞组成的益生菌相比,后生元更安全、更稳定、更有效和更方便。本文概述了后生元的由来、来源菌株、制备途径及其优点,并与益生菌进行对比,阐述了后生元的作用机制。此外,本文从功能性食品补充剂、食品品质改良剂、食品防腐剂以及食品脱毒剂4个方面介绍后生元在食品的应用。相信随着后生元的定义、分类、作用成分变得更加清晰,它将会更广泛地应用于普通食品、营养保健品、特殊医学食品、婴幼儿食品和个护日化产品等领域,还将推动一系列基础科学与应用科学的跨越式发展。

不同环境条件对黑水虻虫卵保种的影响

研究旨在探究黑水虻(black soldier fly)虫卵最佳保种条件,这将有利于实现黑水虻全年养殖,提高养殖效率和经济效应。通过测定和比较虫卵孵化率,分别探究不同卵龄、冷藏温度、垫料前处理、单一垫料、复合垫料和稻草秸秆成分等因素对黑水虻虫卵保种的影响。卵裂期、胚盘胚带形成期、原肠形成期和胚体分节期的虫卵不能直接冷藏,在整个冷藏阶段破壳期的虫卵孵化率显著高于其他卵龄的虫卵孵化率(P<0.05),相较于原肠形成期其冷藏周期提高了120%;在冷藏第1~7天,12℃与16℃的虫卵孵化率差异不显著(P>0.05),在冷藏第8~10天时,16℃的虫卵孵化率显著高于4、8、12℃(P<0.05),16℃下虫卵的冷藏周期(11 d)相较于12℃(8.67 d)、30℃(4.67 d)分别提高了26.87%和135.55%,可见16℃是破壳期黑水虻虫卵最适合保种的温度;通过线性回归分析,16℃下破壳期黑水虻虫卵和稻草秸秆混合,与30℃下正常孵化的黑水虻虫卵相比,其保种周期可延长2.10 d,即在不影响虫卵正常发育的情况下又可延缓其生长。由此可见,在16℃下,使用破壳期黑水虻虫卵与未经前处理的稻草秸秆混合,可有效改良黑水虻虫卵保存期短这一特性,达到保种目的。

高产腺嘌呤核苷酸菌株的筛选及发酵工艺优化

腺嘌呤核苷酸(AMP)是一种通过竞争苦味受体或截断苦味信号传递的苦味阻滞剂,已经作为一种新型的掩苦方法。为获得安全、稳定的掩苦发酵液,该研究筛选高产腺嘌呤核苷酸菌株,对筛选菌株进行分子生物学鉴定,并通过单因素及响应面试验优化筛选菌株的发酵工艺。结果表明,筛选出一株高产腺嘌呤核苷酸菌株A2,经鉴定菌株A2为赭紫硬孔菌(Rigidoporus vinctus)。最佳发酵工艺条件为玉米粉19 g/L、酵母提取粉5 g/L、KH_(2)PO_(4)2 g/L、装液量120 mL/250 mL,初始pH值为5,发酵时间5 d。在此优化条件下,发酵液中AMP、鸟嘌呤核苷酸(GMP)和次黄嘌呤核苷酸(IMP)含量分别为6.47μg/mL、28.03μg/mL、14.68μg/mL,较未优化前分别提高了98.5%、36.3%、22.6%。

复合诱变对枯草芽孢杆菌表面活性素抗病毒能力的影响

为了探究1株枯草芽孢杆菌复合诱变前后产生的表面活性素(surfactin,原始菌株YUAN.0和复合诱变菌株FHYB201030产生的表面活性素分别为YUAN.0S和FHYB201030S)对猪流行性腹泻病毒(Porcine epidemic diarrhea virus,PEDV)及猪繁殖与呼吸综合征病毒(Porcine reproductive and respiratory syndrome virus,PRRSV)的作用,试验采用CCK-8试剂盒检测YUAN.0S和FHYB201030S对非洲绿猴肾(Vero)细胞及猴胚胎肾上皮(Marc-145)细胞的毒性,同时分析了不同质量浓度表面活性素对PEDV和PRRSV的直接灭活作用、吸附阻断作用及复制阻断作用。结果表明:YUAN.0S对Vero及Marc-145细胞的最大无毒性质量浓度均为7.81 mg/L,而FHYB201030S的最大无毒性质量浓度均提高至62.50 mg/L。YUAN.0S对PEDV和PRRSV基本上没有抑制作用,而FHYB201030S对PEDV和PRRSV有一定的直接灭活作用,FHYB201030S质量浓度为3.91~62.50 mg/L时可以有效提高PRRSV感染细胞的细胞活力。此外,在抑制病毒吸附和复制方面,仅62.50 mg/L FHYB201030S能有效抑制PRRSV吸附Marc-145细胞。说明复合诱变可以在一定程度上提高枯草芽孢杆菌所产表面活性素对PRRSV的抑制作用。

中链脂肪酸与肉桂醛联合使用的抑菌特性与机制研究

本研究分别将中链脂肪酸和肉桂醛两两联合使用,研究其对大肠杆菌、沙门氏菌和金黄色葡萄球菌等3种指示菌的抑菌作用,并进一步研究了肉桂醛对沙门氏菌的抑菌机理。试验分别采用打孔法测定抑菌圈直径(DIZ),双倍稀释法测定最低抑菌浓度(MIC),棋盘法与琼脂平板稀释法结合,检测每种中链脂肪酸与肉桂醛两两联合使用的分级抑菌浓度指数(FIC)。通过检测肉桂醛处理沙门氏菌后,其紫外吸收和相对渗透率的变化,研究肉桂醛对细菌细胞膜完整性的影响。采用扫描电镜和透射电镜技术观察肉桂醛对细菌形态的影响。采用鞭毛负染法观察肉桂醛对沙门氏菌菌体鞭毛的影响。以此阐述肉桂醛抑菌机理。结果表明:己酸(C6)、辛酸(C8)、癸酸(C10)对3种指示菌均具有较强的抑制作用;月桂酸(C12)对大肠杆菌和沙门氏菌几乎没有抑制作用,但对金黄色葡萄球菌具有一定的抑制作用。肉桂醛对3种菌均具有很好的抑制作用,MIC均是250μg/m L。肉桂醛与己酸、辛酸、癸酸两联合抗菌均表现为协同或相加作用。

蛋白酶及禽用复合蛋白酶体外评估

试验旨在通过检测单酶及其复合酶酶活、耐温性、耐酸及胃蛋白酶和对底物(玉米豆粕)的分解力来综合评估各酶样。结果表明,酸性蛋白酶酶活高低依次为E^(S)>A^(S)>B^(S)>C^(S)>D^(S),对热、胃酸及胃蛋白酶耐受性强弱依次为D^(s)、B^(S)>C^(S)>A^(S)>E^(S)。各中性蛋白酶实测酶活与标注酶活均不相同。酶活高低依次为A^(Z)>B^(Z)>C^(Z)>D^(Z)。对热、胃酸及胃蛋白酶耐受性强弱排序为D^(Z)(固态发酵)>A^(Z)>B^(Z)、C^(z)。禽用复合酶主要由中性蛋白酶和碱性蛋白酶组成。与X^(F)相比,A^(F)与其组成更接近。从耐受性及酶解玉米豆粕能力评价依次为A^(F)>B^(F)>C^(F)。各酶试样对物料的黏度降低作用并不明显。

由中链脂肪酸与植物精油为主要成分组成的复合型酸化剂抑菌性能的研究

为探究替代抗生素促生长剂(Antibiotics growth promoter,AGP)的高效复合型酸化剂,选取中链脂肪酸和4种植物精油主要成分-肉桂醛、百里香酚、丁香酚、香芹酚,以大肠杆菌、沙门氏菌和金黄色葡萄球菌等3种菌为指示菌,利用正交优化实验,得到抑菌性能最优的复合型酸化剂配方,并初步探讨其抑菌性能。结果表明,由植物精油主要成分与中链脂肪酸组成的复合酸化剂的最优配比为:辛酸、香芹酚、癸酸、肉桂醛、丁香酚、己酸=2∶1∶1∶5∶2∶2;其对温度具有一定的敏感性,但其抑菌时间长,指示菌不易回长,抑菌性能高且在模拟胃肠液环境中均具有良好的抑菌作用。该复合型酸化剂成分安全、抑菌高效、具备诱食性,可以作为高效型复合酸化剂开发利用。

响应面法优化枯草芽孢杆菌表面活性素的发酵工艺

为提高枯草芽孢杆菌FHYB201030的表面活性素生产能力,本文以枯草芽孢杆菌FHYB201030为试验菌株,CPC-BTB(氯化十六烷基吡啶-溴百里酚蓝)值为考核指标,利用单因素实验、Plackett-Burman试验、最陡爬坡试验和响应面试验进行优化,筛选出产表面活性素的最优发酵条件。Plackett-Burman试验筛选出对表面活性素产量影响显著的因素为温度、乳糖、谷氨酸(Glu),采用最陡爬坡设计和Box-Behnken中心组合设计三因素三水平试验,计算得到表面活性素产量最高的培养基成分为乳糖25 g/L、酪蛋白10 g/L、牛肉膏3 g/L、蛋白胨10 g/L、NaCl 5 g/L、Mn;0.5 mmol/L、Glu 2.5 g/L;最佳培养条件为温度40℃、转速200 r/min、装液量30%(体积比)。在上述发酵条件下,枯草芽孢杆菌FHYB201030表面活性素的产量为0.48 mg/mL,较优化前的0.35 mg/mL提高34.56%。研究结果为提高表面活性素生产水平奠定良好的基础。

新型复合微生态制剂替代饲粮中抗生素对断奶仔猪生长性能、腹泻率以及粪便微生物的影响

试验旨在研究使用复合微生态制剂部分替代饲粮中抗革兰氏阴性菌抗生素硫酸黏杆菌素对断奶仔猪生长性能、腹泻率以及粪便微生物的影响。选用28日龄健康长大二元杂交断奶仔猪320头(断奶日期与体重接近),随机分为4个处理,每个处理5个重复,每个重复16头(公母各半)。试验期30 d。试验结果显示:在生长性能方面,替代2组在试验末重、平均日增重上分别高于对照组8.72%(P<0.05)和17.24%(P<0.05),在料重比上比对照组降低5.78%(P<0.05),但是与抗生素组之间没有显著差异(P>0.05)。与对照组相比,饲粮中添加1 000 mg/kg复合微生态制剂能显著降低断奶仔猪腹泻频率(P<0.05)。在对粪便微生物的影响方面,饲粮中添加1 000 mg/kg复合微生态制剂饲喂30 d能显著提高断奶仔猪粪便中乳酸菌含量9.75%(P<0.05),显著降低大肠杆菌含量13.22%(P<0.05)。因此,在断奶仔猪饲粮中添加复合微生态制剂能够替代抗生素类添加剂硫酸黏杆菌素,可达到显著提高仔猪生长性能、降低仔猪腹泻频率、改善仔猪肠道健康的功效,其最适添加剂量为1 000 mg/kg。

对产气荚膜梭菌具有抑菌作用的益生菌的筛选及其抑菌性能探究

研究旨在筛选对产气荚膜梭菌(Clostridium perfringens,Cp)具有抑制作用的益生菌,探讨其抑制效果。采用抑菌圈法对益生菌菌株进行初筛,通过测定发酵液最低抑菌浓度(MIC)以及菌体共培养,探究所筛益生菌对产气荚膜梭菌的抑杀性能,测定乳酸对益生菌MIC的影响及益生菌菌数的动态变化,探究乳酸对益生菌抑菌作用和耐储性的影响。结果显示,筛选出3株对产气荚膜梭菌具有抑制作用的益生菌,分别为枯草芽孢杆菌、凝结芽孢杆菌和丁酸梭菌,其发酵液抑菌圈直径分别为16.67、14.54、15.72 mm,MIC分别为250、250、125 mg/g。枯草芽孢杆菌和产气荚膜梭菌共培养12 h,产气荚膜梭菌的生长快速下降,共培养48 h后,无法检出产气荚膜梭菌活菌。凝结芽孢杆菌与产气荚膜梭菌共培养24 h,其生长快速下降,培养至72 h,未检测出产气荚膜梭菌活菌。乳酸的加入可以增强枯草芽孢杆菌、凝结芽孢杆菌和丁酸梭菌发酵液的抑菌效果,其MIC分别为31.25、62.50、31.25 mg/g。酸化后的枯草芽孢杆菌发酵液、凝结芽孢杆菌发酵液和丁酸梭菌发酵液分别在31.25、62.50、31.25 mg/g浓度下能完全抑制产气荚膜梭菌的生长。该酸性制剂储存2个月后,枯草芽孢杆菌和丁酸梭菌芽孢存活率分别为33.22%和0.10%。研究表明,枯草芽孢杆菌、凝结芽孢杆菌和丁酸梭菌对产气荚膜梭菌均具有一定的抑制作用,但酸化的发酵液(芽孢为主)的储存性均较差。

植物精油对鸽源白色念珠菌的体外抑菌作用及肉鸽攻毒保护试验

通过研究茶树精油、丁香精油、百里香油、柑橘油、小茴香油和艾叶精油对白色念珠菌的体外抑制作用,筛选出抑菌效果显著的植物精油组方。采用牛津杯法检测上述植物精油对白色念珠菌(ATCC10231和临床分离株)的抑菌效果;微量肉汤稀释法检测植物精油对白色念珠菌的最小抑菌浓度(MIC);观察植物精油组合处理鸽源白色念珠菌对细胞形态的影响;评价植物精油组合防治鸽子白色念珠菌感染的效果。结果显示:柑橘油对白色念珠菌的抑菌效果显著,对白色念珠菌ATCC10231及鸽源A、B和C型白色念珠菌的MIC分别为0.625、0.625、0.625和1.25μL/mL(v/v)。0.8%柑橘油和百里香油组合处理白色念珠菌可致菌丝破裂,胞内物质流出,假菌丝断裂。将0.8%柑橘油和百里香油组合饲喂攻毒患病的肉鸽,解剖嗉囊没有发现白色念珠菌病典型症状。结果表明,0.8%柑橘油和百里香油组合具有效防治肉鸽白色念珠菌病的应用潜力。

食用和饲用昆虫的安全性分析

食用和饲用昆虫富含优质蛋白质和脂肪,作为一种潜在的新型人类食物和动物饲料资源日益受到人们的重视,并被联合国粮农组织推荐养殖和应用。但是,人们对食用和饲用昆虫的安全性一直心存疑虑,特别是在新冠肺炎疫情以及非洲猪瘟暴发的情况下,人们更加关注人工养殖昆虫及产品的卫生与安全问题。为消除人们的疑虑,本文从食用和饲用昆虫营养成分组成;霉菌毒素、重金属和致病微生物的累积与残留;食用和饲用昆虫感染或携带新冠病毒的可能性;昆虫养殖过程污染非洲猪瘟病毒的可能性,以及昆虫加工工艺等方面分析和论述了昆虫产品的安全性。通过分析与综述,可以得出以下结论:食用昆虫无论是其营养组成、霉菌毒素含量、重金属残留与富集,还是致病微生物的携带与传播等均存在一定的安全风险,但与常见的水产类食物相比其风险并不高,无需特别担心。目前规模化养殖的黑水虻、黄粉虫等食用昆虫不是非洲猪瘟和新冠病毒的自然宿主与媒介,不会传播上述病毒。同时,通过对昆虫物种选择,养殖原料和条件,养殖过程的卫生和安全,生产工艺等关键点进行严格控制,防止昆虫产品在加工、储存和运输过程被微生物污染,就可以有效地消除安全隐患,提高食用昆虫产品的安全性。通过本文的分析,希望能消除人们对食用和饲用昆虫安全性的疑虑,引导人们接受这类产品,从而推动新型昆虫产业的健康、持续发展。

有机废弃物发酵处理专用微生物菌种的开发

为开发出适用于处理有机废弃物的专用菌种,试验选取乳酸菌、芽孢杆菌、酵母菌等益生菌和酶类,采用正交设计,以pH、酸溶蛋白含量、还原糖含量及气味为指标,优化得到发酵性能优良的复合菌剂。试验确定的最优复合菌剂及其接种量为布拉迪酵母0.125%、枯草芽孢杆菌0.03%、植物乳杆菌0.1%、纳豆芽孢杆菌0.03%、啤酒酵母0.25%、干酪乳杆菌0.05%,纤维素酶200 U·g^(-1)。采用该复合菌剂处理餐厨余和豆渣48 h后,其pH稳定在4.0～4.5,氨含量<10 ppm,硫化氢含量<3 ppm,并具有怡人的酸香味;发酵物中含有丰富的益生菌,还原糖、粗蛋白、小肽等营养物质;重金属、致病菌均未检出。该复合菌剂处理有机废弃物具有高效、安全且产物营养丰富,有利于废弃物储存与畜禽、昆虫食用等优点。

产毒黄曲霉颉颃菌的筛选及复合菌剂的构建

研究旨在获得能抑制产毒黄曲霉生长及产毒的高效能复合菌剂。用紫外荧光法和平板对峙法筛选出不产毒且能抑制产毒黄曲霉的颉颃菌株,应用形态学、分子生物学方法鉴定初筛菌株,通过牛津杯法测定初筛菌的发酵液对产毒黄曲霉及其初筛菌生长的影响,基于正交试验获得直观最佳抑制产毒黄曲霉生长及产毒的复合菌剂配方。结果表明:从土壤中筛选出的4株霉菌,分别鉴定为木霉(A-1、A-2)、曲霉(F-501)以及青霉(Q-281),对产毒黄曲霉生长的抑制率为木霉A-1 51%、木霉A-2 66%、曲霉F-501 61%、青霉Q-281 53%。A-1发酵液对产毒黄曲霉生长的抑制效果最明显,抑菌圈直径为18.00 mm。F-501、A-1发酵液分别对A-1、Q-281有抑制作用,抑菌圈直径分别为12.22、8.12 mm。A-2发酵液对A-1、F-501有抑制作用,抑菌圈直径均为10.52 mm。正交试验直观最优复合菌剂的配方:A-1、A-2、Q-281孢子浓度分别为1×10;、1×10;、1×10;个/mL,其对黄曲霉毒素B1(AFB1)生成的抑制率为75%。分离得到的4株不产毒霉菌对产毒黄曲霉的生长抑制率均达到50%以上,复合菌剂对产毒黄曲霉的生长及产毒的抑制率为75%,可为从源头降解黄曲霉毒素提供候选菌株或复合菌剂。

唾液乳杆菌富锌工艺优化

对猪源唾液乳杆菌(Lactobacillus salivarius L3)的富锌情况进行研究,结果表明,唾液乳杆菌L3吸附的锌离子主要附着于细胞壁的多糖层。其最优富锌工艺为:ZnSO_4浓度为2.5 mg/mL(菌体接种量为5%v/v),培养20h至稳定期,继续加入ZnSO_4,使培养基中ZnSO_4总浓度达到2.7 mg/mL,pH值为7.0,吸附2.5h,唾液乳杆菌L3对锌离子的最大吸附量为1183.47μg·g。