复合酵母菌固态发酵代谢活性物质优化及发酵动力学研究

The capacity of producing nutricines(including yeast β-glucan, mannan, amine acid, polypeptide and organic acid) of complex yeast in the metabolic process will be tested by using the microbial metabolomics methods. The effects of different yeast strains on ruminal fermentation will be tested in vitro. The high-activity yeast strain can be selected acorrding to the two tests. The optimization of solid state fermentation medium of complex yeast will carried out by using the Software of DPS 9.50 and mathematics model technology. The optimization of solid fermentation technology and yeast cell disruption technology by using the combination content of 5 nutricines. .We will establish a kinetic model equation for yeast strains that in the process of solid fermentation. The models for biomass, substrate consumption and product will establish respectively based on Logitstic equation, Leudeking-Piret equation, Luedeking-Piret-like equation. As a result, we can elucidate the regulation of change of these 3 factors and their Correlation. Meanwhile, the complex yeast's addition effect will be investigated in vitro by using the different diet measures. .The content of this research project will make positive effect on prduction. The results will play an important scientific guide for improving the yeast feed additive's quality and application effect.

利用微生物代谢组学技术测定酵母菌在代谢过程产生营养活性物质的能力，（包括酵母β-葡聚糖、甘露聚糖、氨基酸、多肽、有机酸）；通过体外试验测定不同酵母菌株对瘤胃发酵的影响，根据上述两方面的指标筛选高活性酵母菌株。以DPS 9.50软件和数学模型技术优化复合菌固态发酵培养基，以5种营养活性物质的组合含量为评价指标优化固态发酵工艺和酵母细胞破壁工艺。.分别采用Logistic方程、Leudeking-Piret方程和类似Luedeking-Piret方程， 建立描述固态发酵过程中酵母菌菌体生长、活性物质生成和营养底物消耗的动力学模型方程，阐明三者之间的变化规律及其相互关系。同时，利用体外试验研究在不同日粮水平条件下复合菌培养物的添加效果。.本项目的研究内容来源于实践，服务于生产，研究结果对提升酵母类饲料添加剂的品质和应用效果具有重要的指导作用。

近几年，酵母类产品在养殖中的应用越来越广泛，然而酵母菌在固态发酵过程中存在品质不均一、发酵工艺靠经验、产物中活性物质含量不清等缺陷，因此研究酵母菌固态发酵过程中活性物质产生及发酵动力学规律，对提升酵母类饲料添加剂的品质和应用效果具有重要的指导作用。.本项目以酵母菌在代谢过程中产生的营养活性物质和对瘤胃发酵功能影响为指标筛选高活性菌株，通过复合酵母菌组合以及优化固态培养基组方和发酵工艺参数，从而提高产物中营养活性物质的含量，同时，以数学模型描述固态发酵过程中酵母菌菌体生长、活性物质生成和营养底物消耗三者之间的变化规律及其相互关系，研究结果表明：.1、14株酵母菌中获得3株高活性菌株，其中XR4株产β-葡聚糖、甘露聚糖和有机酸的能力最强，其含量分别为9.65mg/100mg、8.20mg/100mg和438.47µg/mL。SC18株产生多肽和苹果酸含量高达14.08mg/100mL、92.53µg /100mL。BY株能够促进瘤胃挥发性脂肪酸(VFA)和菌体蛋白(BCP) 的合成，其BCP含量高达87.14mg/100mL。.2、复合菌的优化组合为：产朊假丝酵母菌SC18+酿酒酵母菌XR4+枯草芽孢杆菌A15，该组合固态发酵后的活菌数达到1.19×108cfu/g，葡聚糖与甘露聚糖含量分别为26.79mg/100mg和7.84mg/100mg，多肽产量为10.28μg/100mg。.3、复合菌最佳发酵工艺是：pH为8，加水量为60%，发酵温度30℃，发酵时间46h。经翻料工艺处理后可显著提高物料中营养活性物质的含量，其中酵母活菌数、β-葡聚糖含量、甘露聚糖含量和总有机酸含量分别提高了63.64%、8.46%、1.48%、、和3.72%。.4、奶牛微生物发酵饲料优化组方为：麸皮8.62%、醋糟5.85%、米糠20.89%、棉粕12.55%、玉米粉11.35%、玉米皮7.31%、玉米渣1.10%、糖渣25.36%、玉米胚芽粕5.34%、复合无机盐1.6%。.5、体外培养时，5:5日粮下，微生物发酵饲料添加量为6.85%组效果最佳；6:4日粮下，添加量为5.15%组效果最佳。.6、5:5日粮下添加6.85%微生物发酵饲料后，IVDMD、IVCPD、IVNDFD、IVADFD分别比对照组提高了0.83%、1.34%、3.77%和1.99%；