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如何利用微生物间相互关系生产发酵饲料

日期:2019-09-27 人气:10055

自然界中,很难找到单一存在的生态环境。一滴水,一把土,都是多种生存的环境,它们相互协作,存在着复杂的物质能量代谢关系。

地球上存在的种类至少有100万种,而人类分离获得的纯种不过10万种,做过比较系统研究的不超过1万种。可见,人们对世界的了解还是很有限。

所以,了解之间相互关系十分重要,只有深入了解了才能很好利用它们为人类服务。根据已有研究结果,可以把间的关系分为以下7种:1.中性同生;2.同住;3.互惠同生;4.共生;5.竞争;6.拮抗;7.寄生。


1、中性共生  

这是指二种或二种以上的同时存在于同一个环境中,但是它们之间没有直接的生态关系,各自生活互不干扰。这种现象很普遍,例如淡水中生长的衣藻和水生细菌。

2、同住

这是指二种同处在一个栖所内,其中一个获益,另一个不受影响。常见的现象是一种产生一种代谢物供另一种作为营养物质,或者产生适合于另外一种生长的环境。

同住关系在发酵饲料生产中得到较好利用。

例如:

酵母菌能在高浓度的糖液中生长。当糖被酵母菌消耗以后,糖浓度的降低就有利于不耐受高渗透压的(如乳酸菌)的生长。

能分泌淀粉酶的(芽孢菌)能水解淀粉产生寡糖和单糖,为另外一些只能利用还原性单糖的生长提供营养。

另一种比较特殊现象的同住,好气性菌可消耗氧气,降低环境的氧化还原电位,使之适合于厌氧的生长。当然,这种同住关系只能产生于开始阶段,在后期就不是同住关系了。这种现象在发酵饲料的生产过程中经常遇到,也是利用组合发酵生产发酵饲料的重要理论基础。

3、互惠共生现象

这是二种互惠互利的现象,比较典型的事例是阿拉伯糖乳杆菌和粪链球菌的组合。阿拉伯糖乳杆菌不能合成苯丙氨酸,粪链球菌不能合成叶酸。阿拉伯糖乳杆菌不能在缺少苯丙氨酸的培养基上生长,同样,粪链球菌也不能在没有叶酸的培养基上生长。但是把它们组合在一起,却可以共同在既没有苯丙氨酸也没有叶酸的培养基上生长,因为它们能相互为对方提供必需的限制性营养物质。

这种现象在自然界中是普遍存在的。发酵饲料生产过程中应该多考虑同住关系。

4、共生现象

共生是指二种在同一个严酷环境中彼此相互依存。例如:地衣是蓝细菌(或藻)与真菌共同组成的一个形态和生理单位。藻或蓝细菌的细胞仅限于特定的层内,地衣内的菌丝交织成菌丝组织,形成一个稠密的外皮层。皮层下为藻或蓝细菌的细胞层。再下面是菌丝疏松交织的菌髓层。真菌可以从蓝藻获得碳水化合物,真菌菌丝所摄取得的水和无机盐又可以提供给蓝藻或蓝细菌,因此地衣能耐干旱、潮湿和抗寒冷。

这种现象在发酵饲料的生产中很难遇到,但也是值得研究的方向。

5、竞争现象

当二种对某种环境因子有相同要求时,就会发生生存竞争。由于的世代时间比较短,代谢强度大,所以生存竞争往往表现得很激烈。

在一个生存环境内,不同的时间将会出现不同的优势种。这种优势在某种环境下,能最有效地适应当时的环境,而环境条件一旦改变,就可能被另一种代替并发育成新的优势种,可以说,这种竞争斗争是你死我活的争斗。

目前,工业化发酵生产之所以采用纯种培养,其主要原因就是消除其他的竞争。目标代谢物合成能力强的其生长速度往往比较低,至少比同类的野生菌低。野生菌的代谢活动是很“经济的”。如果从生长速度分析,它们的物质和能量的利用效率要远高于生产菌种。但是,由于生产成本的限制,发酵饲料的生产往往不能采用纯种培养,所以之间的生存竞争就不可避免。

如何巧妙利用之间的生存竞争是研究发酵饲料生产的一个重要课题。从理论上分析,控制调节生存环境可以调整物料中的种类和数量分布,但是到目前为止,有关这方面的成熟技术还很少。

6、拮抗现象

一种可以产生不利于另一种生存的代谢物质,或者代谢活动改变了生存环境,而这种环境不利于其他周围的生长,这种现象就称为“拮抗”,也可以称为“排除异己”。

在发酵饲料中乳酸菌和醋酸菌不断降低物料pH,结果绝大多数不耐酸的就不能生存,甚至趋向死亡。

酵母菌在无氧条件下将糖发酵成酒精,当酒精浓度达到一定数值时,其他就不能生存。

7、寄生现象

一种生活在另一种体内或体,依靠摄取寄生细胞的营养进行生长繁殖,并使后者遭受损害甚至死亡,这种现象称为寄生。

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