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丁酸梭菌固态培养的初步研究

 生物探索 2015-06-10

  益生菌(probiotics)通过改善宿主微生态平衡而发挥益生作用,达到提高宿主健康水平和健康状态的活菌制剂及其代谢产物。存在于动物和人体内的有益微生物主要有乳酸菌、芽孢杆菌、酵母菌等,其中,丁酸梭菌作为益生菌的一种,对于减少当前饲料中抗生素产品的滥用、减少药物在肉品中的残留、降低动物细菌的耐药性和保障动物健康有着重要的意义。因丁酸梭菌具有耐热、耐酸及耐受多种抗生素等的特点,是一种较理想的具有广泛开发前景的益生菌制剂。

  丁酸梭菌(Clostridium butyricum)是一种厌氧的革兰氏阳性芽孢菌,呈直杆状或稍有弯曲,广泛存在于人和动物体的肠道中,能有效抑制肠道致病菌的繁殖,调整肠道微生态平衡,同时减少氨类、胺类等有害物质的产生。丁酸梭菌制剂中活菌是以芽孢形式存在,对各种恶劣环境、存贮及加工运输过程中的高温、高湿、酸性、机械摩擦和挤压等因素具有很强的稳定性。因此添加在畜禽饲料中能够抵抗饲料加工过程中的高温、高热及其胃肠道酸性环境,具有很强的市场竞争力。
 

  目前对丁酸梭菌的作用机制、培养条件和在畜禽生产中的应用研究的已非常广泛,但几乎都采用液体培养的方法。与液态培养相比,固态培养具有成本低、操作简便等优点。同时液态培养时生长量总是不能满足生产需要,且畜禽肠道菌所生存的环境本身为固态或半固态环境,因此本试验选用价格较为低廉的农副产品豆粕、麸皮等为原料,对丁酸梭菌进行固态培养研究。

  1 材料与方法

  1.1 菌种与培养基

  菌种:丁酸梭菌(Clostridium butyricum)为山东宝来利来生物菌种保藏中心保存。

  丁酸梭菌液体种子培养基:各物质按质量分数计为葡萄糖2%、牛肉膏1.5%、蛋白胨2%、碳酸钙1%、七水硫酸镁0.02%、一水硫酸锰0.02%。调整pH为7.0,37 ℃静止培养24小时,芽孢率95%以上。固体培养基加琼脂粉1.5%。

  固态基质豆粕、麸皮,料水比为1:1.2,各生长限制因素按试验设计溶解在水里添加到固体培养中,提前调整水的pH为7.0。
 

  1.2 方法

  1.2.1 丁酸梭菌的固体发酵培养

  从丁酸梭菌斜面中挑取一环接种于种子培养液中,静置培养24小时后镜检芽孢率95% 以上,接种到含固体培养基的三角瓶中培养,培养温度37 ℃。按体积分数5%接种到固体发酵培养基中,静置培养。以上操作均在无菌操作条件下进行。

  1.2.2 活菌数测定

  固体发酵培养基中活菌数测定:取发酵好的固体培养基5 g,加入装有100 mL含玻璃珠的无菌水的三角瓶中,280 r/min振荡30 min摇匀,取1 ml梯度稀释,倒平板,丁酸梭菌固体种子培养基进行计数(以每克样品中的菌落数进行计数CFU/g表示)。

  1.2.3 试验设计

  首先选用豆粕、麸皮和玉米面3种固态基质作为培养基,葡萄糖和氯化钙均以0.5%和0.2%添加,121 ℃,30分钟灭菌,5%接种量接种,37 ℃恒温培养72小时,取样镜检,芽孢率75%以上,分别取5 g湿料进行活菌计数。然后根据试验结果再设计正交试验,评价各个组方的活菌数多少,确定各组分的最适添加量。我们分别进行了5次重复试验,结果基本一致。

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