毛霉状网柄菌去除鸡粪中肠道细菌的作用研究

崔俊涛　张　伟

摘要 利用网柄菌对细菌的捕食作用,对毛霉状网柄菌去除鸡粪中肠道细菌的效果进行了初步研究。结果表明:在20℃振荡培养36h,粪便中的细菌总数下降至9.8×104cfu/mL,大肠菌群、葡萄球菌、梭菌总数分别下降至4.5×104cfu/mL、2.6×104cfu/mL、5.0×101cfu/mL,去除率分别达到99.99%、99.97%、99.69%、73.68%。培养72h,粪便中的细菌总数、大肠菌群、葡萄球菌、梭菌总数分别下降至8.0×103cfu/mL、8.0cfu/mL、5.0cfu/mL、5.0cfu/mL,其处理效果优于其他生物处理。网柄菌处理前后鸡粪营养成分差异不显著(P>0.05),说明利用网柄可以最大限度地保持其原有营养成分。

关键词 鸡粪;毛霉状网柄菌;大肠菌群;葡萄球菌

中图分类号 S879.9 文献标识码 A 文章编号1007-5739(2009)13-0299-02

随着我国集约化养鸡业的发展,现有集约化养鸡总数已达23亿只,年产鸡粪约8 400万吨。由于没有合适的处理方法,大量的鸡粪资源得不到有效地利用,既浪费了资源,又污染了环境。近几年,由于鸡粪对环境日益严重的污染,引起了社会各方面的关注,人们才开始对鸡粪的加工处理方法进行研究。目前国内已发展了不少鸡粪处理方法,如高温干燥法、热喷法、动态充氧发酵法、沼气法、太阳能大棚发酵干燥法等,这些方法各有优缺点,但从目前推广应用情况看,高温烘干法使用效果较好,推广面较大,但烘干的能耗较高,推广也受到一定的限制;其他方法由于大多需要预处理或者处理周期长、投资大,没有大范围的推广。总的来说,我国目前对鸡粪处理方法的研究还处于起步阶段[1]。利用生物技术处理鸡粪,进行营养元素的回收利用是目前公认的最佳的鸡粪处置利用方式[2-4]。利用网柄菌对细菌的捕食作用,对毛霉状网柄菌去除鸡粪中的肠道细菌的效果进行了初步研究,以期为利用微生物的捕食作用消除粪便中的肠道细菌及其对环境污染的潜在威胁和推进我国从鸡粪中回收饲料蛋白技术的发展提供技术参考。

1 材料与方法

1.1 供试材料

1.1.1 供试微生物菌株。毛霉状网柄菌92-12(Dictyostelium mucoroides 92-12),分离于吉林省森林土壤。营养体为自由运动的粘变形体,大小为(16～22)μm×(12～15μm),有伸缩泡,以扑食多种细菌为生,繁殖体为孢堆果,内含大量孢子,孢子表面光滑,大小为(5.4～7.5)μm×(3.0～4.2)μm,无小孢囊。最适生长温度20℃,pH值6.0～6.5。

1.1.2 供试鸡粪。采自吉林农业大学附近养鸡场的鲜鸡粪。鸡粪肠道细菌数量如下:细菌总数为1.5×109cfu/g,埃希杆菌属为1.7×108cfu/g,葡萄球菌为8.5×106cfu/g,沙门氏菌为0cfu/g。营养物质含量为:干物质48.21%,粗蛋白26.21%,粗纤维16.72%,粗脂肪2.68%,灰分20.18%,磷10.82%,钙10.76%。

1.2 试验方法

1.2.1 微生物数量测定方法。采用稀释平板法[5],37℃条件下培养24h;肠道细菌的鉴定采用Biolog Microlog2 4.20自动鉴定系统进行。

1.2.2 鸡粪中各种营养成分测定方法。粗蛋白质按GB6432-86、粗脂肪按GB6433-86、粗纤维按GB6436-86、粗灰分按GB6438-86、钙按GB6436-86、磷按GB6437-86方法测定[6]。

1.3 试验设计

依据毛霉状网柄菌生长的最佳温度和pH值等培养条件进行设计。分别称取大约50g鲜鸡粪,放入灭菌的三角瓶中,用自来水1∶1(w/w)稀释,用50%硫酸调节pH值为6.0～6.5,接种毛霉状网柄菌粘变形体悬液50mL(细胞数为6.8×106个/mL),置于20℃下振荡培养(180rpm)3d,3次重复。每隔12h整瓶采样,分别测定细菌和毛霉状网柄菌数量及各种营养成分含量。

2 结果与分析

2.1 毛霉状网柄菌对鸡粪中肠道细菌的去除作用

依据K.B.Raper(1973年)的分类系统,毛霉状网柄菌隶属真菌界(Mycetae)、粘菌门(Myxomycota)、集胞菌纲(Acrasio-mycetes)、网柄菌亚纲(Dictyostelidae)、网柄菌目(Dictyosteli-ales)、网柄菌科(Dictyosteliaceae)、网柄菌属(Dictyostelium),是该属的模式种。最早(1869年)分离于草食性动物的粪便中,以捕食细菌为生,可以捕食的细菌种类包括:欧文(氏)菌属(Erwinia),植物单胞菌属(Phytomonas),沙门氏菌(Salmonella),假单胞细菌属(Pseudomonas),埃希杆菌(Escherichia),志贺氏菌属(Shigella)和葡萄球菌(Staph-ylococcus)等多种细菌,其中以肠道细菌最适合其取食和生长。研究结果表明:利用毛霉状网柄菌去除鸡粪中肠道细菌是一项切实可行的技术措施,在20℃振荡培养36h,毛霉状网柄菌的粘变形体数量达到最大值8.5×107 cell/mL,粪便中的细菌总数下降至9.8×104cfu/mL、大肠菌群、葡萄球菌、梭菌总数分别下降至4.5×104 cfu/mL、2.6×104cfu/mL、5.0×101cfu/mL;去除率分别达到99.99%、99.97%、99.69%、73.68%。培养72h,粪便中的细菌总数、大肠菌群、葡萄球菌、梭菌总数分别下降至8.0×103cfu/mL、8.0cfu/mL、5.0cfu/mL、5.0cfu/mL,其处理效果优于其他生物处理。

2.2 毛霉状网柄菌对鸡粪中营养成分的影响

近年来,把通过化学(酸化、甲醛)或物理(加热)的方法去除有害微生物后的鸡粪加入饲料中(10%),作为猪、鸡、鱼和牛等动物饲料的补充蛋白加以利用[8-10]。因此,常要求处理方法尽可能地保持其营养物质的含量。研究结果表明,利用毛霉状网柄菌处理鸡粪,可以最大限度地保留原营养成分。处理前后鸡粪营养成分差异不显著(P>0.05),说明利用网柄菌不仅可以有效地去除鸡粪中的肠道细菌,而且还可以最大限度地保持其原有的营养成分。此外,该处理方法还可以消除鸡粪处理过程中臭气对周边环境的影响。

3 结论与讨论

利用毛霉状网柄菌去除鸡粪中肠道细菌是一项切实可行的技术措施,该方法不仅可以有效地去除鸡粪中的肠道细菌,而且可以最大限度地保持其原有营养成分。尽管该方法的应用工艺还有待进一步研究,但对推进我国从鸡粪中回收饲料用蛋白的技术研究有着重要意义。其中,处理鸡粪后产生的废水可能是一个急需解决的技术问题,这一废水可以通过以下2条途径加以解决:一是作为处理新鸡粪的接种体加以回收利用(其中粘变形体细胞数量为8.5×107个/mL);二是直接作为肥料施入土壤或用于积制有机肥。

4 参考文献

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