鸡源益生菌的分离、筛选、鉴定与特性研究
姓名:陈琼申请学位级别:硕士专业:生物化工指导教师:杨汝德
20040501
摘要摘要本研究课题来源于广东省农业攻关项目“安全高效无残留的新型畜禽用微生态制剂的研制与应用”,文件编号为粤科技字[2002]141号。本实验内容是该项目的一部分,主要研究了从鸡的肠道中分离筛选出五种肠道菌,初步鉴定为肠道益生菌,在此基础上对各菌株的发酵特性进行探讨,并对各菌株拮抗致病菌和抗生素进行了探讨。同时也探讨了筛选出的菌株间的拮抗性及相容性。选用Bs培养基,从15天龄小鸡的盲肠中分离筛选出双歧杆菌。选用sL培养基,从lO天龄小鸡的小肠中分离筛选出乳酸杆菌。选用Ec培养基,从30天龄小鸡的盲肠中分离筛选出屎肠球菌。选用BLI培养基,从30天龄小鸡的盲肠中分离筛选出地衣芽孢杆菌。选用麦芽汁培养基,从成年鸡的盲肠中分离筛选出酵母菌。对分离筛选获得的五种菌株进行初步鉴定:菌株B17l是双歧杆菌,菌株M16是嗜酸乳杆菌,菌株w019是屎肠球菌,菌株YB02是地衣芽孢杆菌,菌株B12l是酵母菌。双歧杆菌BL71为革兰氏阳性严格厌氧菌,最佳培养条件是初始pH值7.0,最适培养温度为40℃。采用正交实验方法,确定最佳培养基配方为酵母膏0.9%.胰蛋白胨0.6%,大豆蛋白胨0.6%,葡萄糖2.5%,双歧因子0.2%,生氏因子lO%。发酵培养时间18h。在最佳培养条件下,B171的增殖菌数可达6.2×108个/mL。嗜酸乳杆菌M16为革兰氏阳性兼性厌氧菌,发酵培养时间16h,增殖菌数可达7。l×108个/mL。屎肠球菌wOl9为革兰氏阳性兼性厌氧菌,发酵培养时间16h,增殖菌数可达8.3×10s/ml。地衣芽孢杆菌YB02为革兰氏阳性好氧菌,其最佳培养条件为初始pH值6.5,最适培养温度30~32℃。采用正交实验方法,确定最优培养基为酵母膏1.5%,玉米淀粉2.0%,Nail2P04+Na2HPO40.2%+O.2%,玉米浆2.0%。发酵培养时间18~20h,此时增殖菌数可达3.5×109个/mL。酵母菌B12l的发酵培养时间为18~20h,此时增殖菌数可达1.24×108个/mL。拮抗病原菌实验表明,嗜酸乳杆菌M16的代谢产物在体外具有抑制杀灭鸡大肠埃希氏菌O一78,鸡白痢沙门氏菌O一79,金黄色葡萄球菌C58000的作用。双歧杆菌B171和屎肠球菌W019对三种致病菌均有明显的抑制作用。地衣芽孢杆菌YB02对鸡大肠埃希氏菌O一78有抑制作用,对鸡白痢沙门氏菌0—79,金黄色葡萄球菌C58000有拮抗作用。酵母菌B12l对三种致病菌有拮抗作用。拮抗抗生素实验表明,双歧杆菌B17l对丁胺卡那霉素、新霉素、巴龙霉素有华南理工大学硕士学位论文耐药性,对青霉素、万古霉素、林可霉素和杆菌肽敏感。乳酸杆菌M16对丁胺卡那霉素、新霉素、坏丙沙星有耐药性,对林可霉素、庆大霉素敏感。屎肠球菌wol9对林可霉素、丁胺卡那霉素有耐药性.对庆大霉素、万古霉素、氨卞青霉素敏感。地衣芽孢杆菌YB02对林可霉素、磺胺嘧啶有耐药性,对庆大霉素、丁胺卡那霉素、环丙沙星、氨卞青霉素、新霉素敏感。酵母菌B12l对环丙沙星、林可霉素、新霉素、杆菌肽有耐药性。双歧杆菌B171、嗜酸乳杆菌M16、屎肠球菌w019、地衣芽孢杆菌YB02、酵母菌B12l之间相互没有拮抗作用。关键词益生菌;小鸡:分离筛选:动物微生态制剂——一垒呈!!垦垒£!ABSTRACTThisstudycamefromthekeyprojectofagriculture,GuangdongProvince.Theproject,numberedyuekeji[2002]141,wore“thedevelopmentandapplicationofmicroecoIogicsforanimalswhichsafe,effectiveandnon—remained.”Thisstudywasonepartofthisproject.Themajorresearchwerefollows:Fivekindsofstrainswhichidentifiedtheprobioticswereisolatedandscreenedfromtheintestinaltractofhealthychicken.thefunctionalpropertiesofthefivestrainswerestudied,theeffectofinhibitionanddisinfectionofEnteropathogen,drug—resistanceofthesestrainswasalsostudied,andtheantagonismamongthesefivestrainswasobserved.UsingBSmedium,theBifidobacteriumpullorumwasisolatedfromtheappendixoffifteen—day—oldchicken.UsingSLmedium,theLactobacilluswasisolatedfromthesmallintestineoften—day・oldchicken.UsingECmedium,theEnterococcifaeliswasisolatedfromtheappendixofthirty・day・oldchicken.UsingBLImedium,theBacitluslicheniformiswasisolatedfromtheappendixofthirty-day—oldchicken.Usingwortmedium,theYeastwasisolatedfromtheappendixofthirty—day—oldchicken.TheidentificationsuggestedthatstrainB171wasBifidobacteriumpullorum,strainM16wasLactobacillusacidophilus,strainW019wasEnteroeoccifaelis,strainYB02wasBacilluslicheniformis.strainB121wasYeast.B171wasanaerobic.Gram—positivebacteria.Theoptimizedfermentationconditionswere:pHvalueofmedia7.0,temperature40。C.Usingorthogonalitytest,theoptimalprescriptionforfermentationwerecomposedof0.9%yeastextract.0.6%tryptone,O.6%soyapeptone,2,5%glucose,0.2%bifidus,t0%growthfactor.Theterminaltimewasati8hours.Thehighestbiomassconcentrationobtainedexperimentswas6.2xt08/mL.M16wasanaerobic.Gram—positivebacteria.Theterminaltimewasat16hours.Thehighestbiomassconcentrationobtainedexperimentswas7.1x108/mL.W019wasanaerobic,Gram・positivebacteria.Theterminaltimewasat16hours.Thehighestbiomassconcentrationobtainedexperimentswas8.3x105/mL.YB02wasaerobic,Gram—positivebacteria.Theoptimizedfermentationconditionswere:pHvalueofmediawas6.5.temperaturewas30~32℃.Usingorthogonalitytest.theoptimalprescriptionforfermentationwerecomposedof1.5%yeastextract,2.0%cornstarch,0.2%+O.2%NaH2P04+Na2HP04,2.0%growthfactor.Theterminaltimewasat18~20hours.ThehighestbiomassconcentrationobtainedIIlf#南理r.大学硕士学位论文experimentswas3.5x109/mL.AccordingtOthegrowthcurveofB[2l,theterminaltimewasat18~20hours.Thehighestbiomassconcentrationobtainedexperimentswas1.24x108/mL.ML6TheresultsofinhibitionanddisinfectiontestshowedthatthemeraboliteofcoulddestroythepathogenicE.coli0-78,SalmonellapullorumO.79andS.aureusC58000invitro.ThegrowthofEntropathogenhadbeeninhibitedbyB17landW019obviously.Thegrowthof0-78hadbeeninhibitedbyYB02.YB02hadantagonisticactivityontheO・79andC58000.AndB12lhadantagonisticactivityon0-78,O一79andC58000.Accordingtotheresultsofdrug—resistancetest.B17lhaddrug—resistancetOamikacin,neomycin,paromomycin,andwassensitivelincomycinandtOtOpenicillin,vancomycin,amikacin.neomycin,hadbacitracin.M16washadtodrug—resistancelincomycinandciprofloxacin,anddrug—resistancetOsensitivegentamicin.W019tOlincomycinandamikacin,wassensitivegentamicin,vancomycinandampocillin.YB02haddrug—resistancetolincomycinandsulfadiazine,andwassensitivetOgentamicin,amikacin,ciprofloxacin,sulfadiazine,neomycin.B12lhaddrug・resistanceTherehastOnociprofloxacin,lincomycin,neomycinandbacitracin.antagonismamongB17l,M16,W019,YB02andB12I.Keywords:Probiotics;chicken;isolationandscreening;microecoIogicsforanimals\华南理工大学\学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名:健菇、日期:^孵年g月,名日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权华南理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于保密口,在一年解密后适用本授权书。不保密叼。(请在以上相应方框内打“4”)作者签名:豫话、日期:训年占月嵋日。导师签名://物泓缇、1Ur、’日期:弦矿降矿月9日/第一章绪论第一章绪论1.1概述1.1.1动物微生态与动物微生态学1.1.1.1动物微生态在动物胃肠道的微生态系统中,微生物之间及微生物和宿主之间存在着错综复杂而又相对稳定的关系,动物胃肠道内的微生物群落的组成取决于微生物与宿主动物之间的交互作用,宿主为微生物提供栖息的环境,而微生物又提高了对有害细菌感染(尤其是胃肠道的感染)的抵抗能力m。随着对动物胃肠道微生物群落研究的进一步深入,人们对胃肠道微生物的种类也有了较多的了解。胃肠道微生物按其在肠道内生存并定居的时间长短可以分为固定群落(autochthonouS或indigenous)和过路群落(allochthonous或transient),前者是指在胃肠道占有特定区域的微生物,后者则指那些不能在健康动物胃肠道内长时间滋生的微生物。也可将胃肠道内的微生物群落分成共生性细菌、机会性细菌和致病性细菌。共生性细菌是动物肠道的主要菌群(>90%),包括球菌、丙酸菌、乳酸菌及双歧杆菌等。这类细菌有利于宿主,细菌将负责的碳水化合物(纤维素或非淀粉多糖)发酵成为乳酸或挥发性脂肪酸(如丙酸),乳酸在肠道形成酸性环境对其他致病菌可产生“竞争排除作用”,但乳酸堆积过多也会刺激肠道蠕动,使肠道内容物排空加快。机会性细菌约占lO%,包括无病原性的大肠杆菌、链球菌及肠球菌等。这类细菌视肠道环境丽改变停留在肠道的数量及时间。致病性细菌的含量极少(<0.01%),包括梭菌、葡萄球菌、伪单胞菌、病原性大肠杆菌、曲型菌及部分真菌。这类菌群不仅具有致病性,同时会消耗宿主的能量,而其发酵产物(如NH。、H:S等)也可能对宿主有害。亦可以将肠道微生物分为需氧微生物、兼性厌氧微生物和厌氧微生物三大类w。在动物正常肠道微生态系统中优势菌群为厌氧菌,占99%以上,兼性厌氧菌和好氧菌不到的1%[21。应该说对动物胃肠道内微生物的研究重点最初是在粪便中的微生物,但是现在则侧重于研究那些进入胃肠道内容物和肠道不同区段与上皮粘膜相关联的微生物。研究3种成年动物粪便中微生物区系的组成(见表i—1),发现肠道内相对稳定的微生物群落的形成有助于动物提高抵抗力,免受外来有害细菌的感染,特别是对正常健康动物的胃肠道的感染,无菌动物比具有完整胃肠道微生物群落的动物更易感染疾病¨-。正因为动物胃肠道内微生物群落在增强动物机体抵抗力、调节胃肠道生态环境以及有利于动物对营养物质的消化与吸收等方面的特殊功效,围绕这些功效开展深入研究后,由Dubos于1965年首先提出了动物胃肠道微生态学的概念,随后Sazage对于Dubos提出的概念进行了修改。国内康白于1988年正式提出了微..华南理工人学硕士学位论文生态学的概念与理论t。I。表t—l3种不同成年动物粪便微生物区系组成(LogCFU・g-L)Tabte卜l~licrobiatcommunityinfacesofchicken,Piganddog(LogCFU・91)微生物类别鸡猪狗1.112鸡肠道菌群的特点从雌鸡出壳至成年鸡,肠道菌群变化呈现一定的规律性。出壳后不久,肠道内即可检出链球菌和肠球菌。采食后第三天乳杆菌在十二指肠内迅速增殖,到7同龄时小肠菌群已基本形成。13日龄时盲肠开始出现双歧杆菌、拟杆菌、真细菌和消化球菌,到25目龄时盲肠菌群也基本建立。成年鸡的嗉囊中以乳杆菌为最优势菌群,链球菌和肠杆菌也不少。小肠菌群的构成与嗦囊相似,也以乳杆菌占绝对优势。盲肠中主要菌群为专性厌氧菌:双歧杆菌、拟杆菌、真细菌、消化球菌和梭菌,其次为链球菌、乳杆菌和肠杆菌。鸡的大肠很短,肠道菌群主要在盲肠内”ql。1.11.3动物微生态学及其四个主要理论动物微生态学定义为研究动物体内微观环境中的正常微生物及其与宿主相互2第一章绪论关系的微生态学分支。动物微生态学理论主要包括动物胃肠道内的微生态平衡理论、微生态失调理沦、微生态营养理论和微生态防治理论[1l。微生态平衡理论是指动物胃肠道内正常微生物群落与动物机体本身之间以及微生物群落之间,在长期的进化与演变过程中形成的相互依赖、相互制约的一种生理性微生态平衡状态。这些微生物群落能在动物胃肠道内生存并生长,能耐受种种不良环境及抗菌物质,并且能避免在动物肠道蠕动时被排出体外,可见在动物胃肠道内的正常微生物群落具有很强的自我与竞争性排异能力w。相对而言‘,动物微生态失调理论则指正常的动物微生态平衡在外界环境的影响下,由生理性微生态平衡状态转变为病理性微生态失调状态,这些外界环境因素主要指抗生素、激素、药物和同位素的使用以及疾病感染等w。何明清研究发现,正常仔猪的小肠内需氧菌与厌氧菌之比为l:100,而腹泻下痢时需氧菌与厌氧菌之比为l:l,即仔猪下痢时大肠杆菌等需氧菌的数量显著上升,乳杆菌等厌氧菌的数量却明显下降,也就是由于肠道微生物群落的微生态平衡被打破,致使仔猪发生了病理学下痢[91。动物微生态营养理论则是指动物机体内正常微生物群落对其宿主的营养作用,即这些微生物既可直接参与物质代谢,为动物机体提供营养物质和生长刺激因子,又可提高动物机体的抵抗力,促进动物机体对营养物质的消化与吸收¨|。Torrallardona::o/等发现,猪肠道微生物可以合成氨基酸并被动物吸收利用”I。动物微生态防治理论即指依据动物胃肠道微生态系统的客观规律,因势利导,改善胃肠道微生态环境,建立生物量更高的微生态平衡,起到防治疾病和促进动物生长之功效¨|。1.1.2饲用抗生素局限性和负面效应动物微生态制剂的起源,可以说起因于抗生素的广泛使用。近10年来,由于科学水平的提高,对抗生素应用的副作用有了深刻的认识。近年来,国内外不断出现的人畜共患病(禽流感、SARS等)和禽畜产品安全性问题,引起了人们的高度关注甚至恐慌。因此,许多国家的管理部门加大了对有害饲料添加剂和药物使用的监控力度,严格和禁止使用抗生素等作饲料添加剂。使用饲用抗生素主要有以下几个方面的局限性u””・:抗生素的滥用引起动物内源性感染或二重感染。抗生素的使用在抑制致病微生物的同时,也抑杀了动物内源性微生物,扰乱了微生物系统中种群或群落间相互制约的格局,破坏了微生态平衡,造成原籍菌或过路菌(主要指条件致病菌)过度繁殖而出现定位转移,从而引起二重感染或内源性感染。抗生素的使用引起耐药菌的产生,因而抗生素治疗疾病越来越不理想。而微3华南理工大学硕士学位论文生态制剂则从调整生态失调、恢复生态平衡入手,不存在抗药性这一弊端。长期使用抗生素可使畜禽细胞免疫、体液免疫功能下降,甚至导致动物发病或死亡。抗生素在畜产品中残留,对公共卫生产生不良影响,直接威胁着人类身体健康与安全。基于使用抗生素的弊端日益凸现,与抗生素和特异性预防制剂(如疫苗)等明显不同的,具有广谱的、非特异性抗菌、抑菌和杀菌作用的动物微生态制剂便应运而生。1.2动物微生态制剂概述1.2.1动物微生态制剂的定义动物微生态制剂是指在动物微生态学理论的指导下,调整微生态失调、保持微生态平衡、提高宿主健康水平或增进健康状态的益生菌及其代谢产物和生长促进物质制成的制剂(如寡糖类制剂)…,它包括益生素(ProbiotiCS)、益生元(PrebiotiCS)和合生元(SynbiOtiCS)等。因此说动物微生态制剂也是兽医生物制品的一种。1.2.2动物微生态制剂所用菌株1989年美国食品与药物管理局(FDA)与饲料协会(AAFCO)发布了可以直接饲喂动物的安全菌株43种,其中乳酸菌类17株,双歧杆菌类6株,芽孢杆菌类5株,拟杆菌类4株,霉菌类2株(黑曲霉、米曲霉),酵母菌类2株,球菌和丙酸菌类7株。通常认为安全的直接饲用微生物种类见表1—2。我国农业部1999年公布了12种可以直接饲喂动物的饲料级微生物菌种,包括干酪乳杆菌、植物乳杆菌、粪链球菌、乳酸片球菌、枯草芽孢杆菌、纳豆芽孢杆菌、嗜酸乳杆菌、乳链球菌、啤酒酵母、产朊假丝酵母、沼泽红假单胞菌m,。目前养殖生产中应用的动物微生态制剂多数是由以上单一或多种菌株加工而成的。1.2.2.1乳酸菌乳酸菌是动物微生态制剂中研究报道得最多的一类,是一种可以分解糖类产生乳酸的革兰氏阳性菌,厌氧或兼性厌氧生长。乳酸菌在pH值3.0~4.5时仍可生长,对胃中的酸性环境有一定的耐受性。在动物体内通过生物拮抗降低pH值,阻止和抑制致病菌的侵入和定植胃肠,特别是抑制大肠埃希氏菌、白痢沙门氏菌等病原菌的生长。同时通过竞争结合位点,抑制病原菌的生长m・。乳酸菌亦可通过调节肠道pH值,以激活胃蛋白酶.促进胃肠蠕动,帮助食物的消化吸收.减轻涨气和促进肝脏功能。乳酸菌还能降解亚硝胺、氨、吲哚、粪臭素等有害物质,4第一章绪论维持肠道中正常的生态平衡,活菌体和其代谢产物中含有较高的超氧化物歧化酶(SOD),能消除氧自由基的不利作用,增强体液免疫和细胞免疫Il61。乳酸菌可用于哺乳期和断乳期动物的饲料中。此外,乳酸菌能够通过增加小肠表面积来提高其消化功能…,…l。乳酸菌的特点:是多种动物消化道主要的共生菌,能形成正常菌群:在微需氧或厌氧条件下产生乳酸:有较强耐酸性;产生一种细菌素(Bacteriocin),能有效抑制枯草杆菌、葡萄球菌的生长【16l。乳酸菌的缺点是耐热性差,65℃~75℃条件一F死亡.饲料颗粒化过程中瞬间高温即可将其杀死。目前主要应用的有嗜酸乳杆菌、双歧杆菌和肠球菌。表t-2可以直接用于生产微生态制剂的益生菌Table1-2Microbialspeciesdirectlyusedtoproducemicroorganismadditives中英文名称黑曲霉Aspergillusniger米曲霉Aspergillusoryzae凝结芽孢杆菌Bacilluscoagulans迟缓芽孢杆菌Bacilluslentus地衣芽孢杆菌BacilluSlicheniformis短少芽孢杆菌Bacilluspumilus枯草杆菌Bacillussubtilis嗜淀粉拟杆菌Bacteroidesamylophilus多毛拟杆菌Bacteroidescapillosus栖瘤胃拟杆菌Bacteroidesruminocola产琥珀酸拟杆菌Bacteroidessuis青春双歧杆菌Bifidobacteriumadolescentis动物双歧杆菌Bifidobacteriumanimal两歧双歧杆菌Bifidobacteriumbifidum婴儿双歧杆菌Bifidobacteriuminfantis长双歧杆菌Bifidobacteriumlongum嗜热性双歧杆菌Bifidobacteriumthermophilum嗜酸乳杆菌Lactobacillusacidophilum短乳杆菌Lactobacillusbrevis保加利亚乳杆菌Lactobacillusbulgaricus干酪乳杆菌I.actobaei¨UScasei纤维二糖乳杆菌I.actobacillUScellobiosus5华南理工大学硕士学位论文续上表中英文名称弯曲乳杆菌Lactobacilluscurvatus德氏乳杆菌LactobaciIlusdelbruekii发酵乳杆菌Lactobac“Iusfermentum瑞士乳杆菌LactobacilIushelveticus乳酸乳杆菌Lactobacilluslactis胚芽乳杆菌Lactobacillusplantarum罗特氏乳杆菌Lactobacillusreuterii肠膜明串株菌Leuconostocmesenteroides乳酸片球菌Pediococcusacidilacticii啤酒片球菌Pediococcuscerevisiae(damnosus)戊糖片球菌Pediococcuspentosaccus费氏丙酸杆菌Propionibacteriumfreudenreichii谢氏丙酸杆菌Propionibacteriumshermanii酿酒酵母Saccharomycescerevisiae乳酪链球菌Streptococcuscremoris二乙酰乳酸链球菌Streptococcusdiacetylactis粪链球菌StreptococcusFaecalis中间链球菌Streptococcusintermedius乳酸链球菌Streptococcuslactis嗜热链球菌Streptococcusthermophilus酵母Y色ast1.2.2.2酵母西酵母细胞仅零星存在于动物肠道内。它是动物肠道内寄生的一类正常有益菌。酵母细胞富含蛋白质、核酸、维生素和多种酶,具有增加饲料适口性,促进动物对饲料的消化吸收能力等功能。并可提高动物对磷的利用率““。近期研究表明,某些酵母菌可以通过刺激瘤胃微生物的生长与活性,提高纤维索的利用率,这一过程发生在瘤胃消化纤维的早期阶段。酵母菌还可以促进乳酸的利用,这一过程通过以下三条途径实现:直接吸收利用乳酸:利用可以被其他微生物转变成乳酸的糖:刺激其他微生物利用乳酸。酵母菌还能对微生物蛋白合成产生影响,由于酵母菌具有选择性地刺激瘤胃某些微生物菌群的能力,因而6第一苹绪论影响到微生物合成蛋白质的质量(氨基酸的组成)m一“。酵母制剂有利于预防畜禽胃肠道疾病,改善动物机体的健康状况。酵母细胞壁具有与毒素和病原菌结合的能力,刺激机体的免疫机能,提高机体抵御外来病原微生物侵害的能力。这一部分的研究有待进一步深入探讨。I.2.2.3芽孢杆菌芽孢杆菌是好氧菌,在肠道中主要通过生物夺氧维持肠道生态平衡,维持厌氧环境,增强肠道对厌氧菌的定植抗力。在肠道酸性环境中具有高度的稳定性,能分泌较强活性的胞外酶(如蛋白酶、淀粉酶和半纤维素水解酶),从而促进饲料营养物质的消化,提高饲料的利用率mm“。芽孢杆菌虽不是人和动物体内的正常菌群,但对人和动物不致病,将芽孢杆菌作为畜禽饲用的微生态制剂已有十几年的历史。目前使用的菌株主要有枯草芽孢杆菌(Bacillussbtilis)、地衣芽孢杆菌(BaciUUSlichertiformis)、腊样芽孢杆菌(Bacilluscereug)和东洋芽孢杆菌(BacillUStoyoi)。12.2.4光合细菌光台细菌是一种能够利用光能进行生长的水生微生物,其营养十分丰富,其不仅蛋白质含量高,氨基酸组成齐全,而且还富含各种维生素、辅酶Q、抗病毒因子等多种生理活性物质。光合细菌作为饲料添加剂用于畜禽和水产业,除具有明显的增重效果,还具有一定的增色作用和增强机体抵抗能力的效果mI。目前研究较多的是红螺菌。1.3动物微生态制剂的防病促生长机制I.3。1对动物消化道微生态的调节1.3,1.1帮助建立和维持正常的肠道优势种群使用微生态制剂的目的在于通过补给优势菌株,与畜禽肠道内有益菌一起形成优势种群,维持正常微生态区系平衡。此外,在动物肠道非有益微生物区系建立前,给新生家畜、家禽饲喂益生菌有劝于畜禽建立正常的微生物区系,也能有效排除或控制潜在的病原菌“”。”。1。3.1。2通过生物夺氯方式阻止病原菌的繁殖微生态制剂中的需氧芽孢杆菌以孢子状态或其他活菌形式进入畜禽消化道后生长繁殖,消化肠道内氧气,使局部环境的氧分子浓度降低,造成厌氧环境,利用专性厌氧菌和兼性厌氧菌的定植和生长。使肠内微生物恢复平衡状态”“。7华南理_[大学硕}学位论文1.3.1.3通过黏附机制和竞争排斥作用阻止病原菌的繁殖某些益生菌通过与肠道中有害微生物的直接竞争和定居部位的竞争,可抑制病原菌微生物黏附或定植于肠道.或占据病原微生物的附着部位,形成保护屏障,防止其直接黏附到动物细胞上,且自身一般不会脱落,从而发挥其竞争性抑制病原体在禽畜肠道的黏附或定植的作用m一。1.3.1.4通过产生代谢产物和生理活性物质杀害病原微生物一些微生物在其发酵过程中,会产生生理活性物质,直接调节微生物区系,抑制病原菌。如有些乳酸杆菌和链球菌可产生嗜酸菌素、乳酸菌素等;芽孢杆菌可产生多肽类的细菌素,对大肠埃希菌和白痢沙门氏菌有显著的抑制作用。这些抗菌性物质通过改变肠道内活菌的数量而发挥作用[2S-2D,。有些微生物代谢产生的有机酸能降低动物肠道pH值,杀死不耐酸的病原菌。芽孢杆菌还能产生过氧化氢,杀害许多潜在的病原微生物。…。1.3.2为动物机体提供营养、促进生长13.2.1产生多种消化酶、提高饲料利用率芽孢杆菌具有很强的蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶的活性,还能降解植物性饲料中某些复杂的碳水化合物,释放出可被动物吸收的营养成分(22I。保加利亚乳杆菌在肠道内可增强B一半乳糖苷酶的活性m】。此外,益生菌还能诱导动物内源消化酶的分泌,提高饲料转化率[ZoI。1.3.2.2产生有机酸、促进营养物质吸收和激活酶原乳酸菌进入肠道内产生乳酸,降低肠道pH值,有利于铁、钙及维生素D等的吸收,激活蛋白酶,提高日粮养分的利用率,促进生长[101。一般而言,越小的家畜,消化酶对肠道pH值依赖性越强。1.3.2.3菌体本身为动物提供营养许多益生菌其菌体本身就含有大量营养物质,如光合细菌富含蛋白质,还有多种维生素、钙、磷和多种微量元素等,可直接被动物摄取利用“’。1.3.2.4合成维生紊研究表明,畜禽动物肠道的微生物群均可合成维生素K、B族维生素、B一胡萝h素,并直接被动物吸收,从而加强动物的营养代谢m,。1.3.3增强动物免疫系统功能8第一章绪论益生菌可产生菲特异性免疫调节因子,提高机体的抗体水平,产生干扰素,提高免疫球蛋白浓度和巨嗜细胞的活性,增强机体免疫功能和抗病力。试验证实了双歧杆菌细胞壁中的完整肽聚糖可使小鼠腹腔巨噬细胞IL-l、IL一6等细胞因子的mRNA的表达增多,从而在调节机体免疫反应中起到作用m,1331。乳杆菌能提高巨噬细胞的活性,并防止肿瘤的生长Ⅲtmt。潘康成用地衣芽孢杆菌饲喂家兔,家兔的免疫器官的生长速度明显加快,而且血液中的白细胞总数和外周血T淋巴细胞酸性醋酸萘酯酶活性(ANAE)阳性率均显著高于对照组L361。益生素的细胞壁上存在着肽聚糖,它通过激活黏膜免疫细胞而增加局部免疫抗体,增强抵抗有害微生物的能力[371。1.3.4其他机制1.3.4.1促进幼畜消化道发育和结构优化良好微生物菌群构成的微生态平衡对幼小动物消化道的正常结构与功能有积极的作用。研究发现,乳酸菌类益生菌有助于新生仔猪小肠绒毛的发育,促进断奶后仔猪肠绒毛的再生与恢复”…“…。13。4.2防止有害物质的产生,改善环境动物微生态制剂的使用,可以加强肠内有益微生物的种群优势,抑制大肠杆菌的活动,扭转了大肠杆菌导致的蛋白质转化为氨和胺的倾向,具有除臭功能。微生态制剂还能防止动物肠道内有害菌产生的肠毒素、毒性胺、吲哚、甲烷等有毒物质的积累,有利于动物的健康“…“。1.4动物微生态制剂的应用及应用效果国内外动物微生态制剂的产品较多,在国外最有代表性的产品是日本学者比嘉照夫研制的EM微生物菌剂,由光合菌、酵母菌和乳酸菌等lO属80多种微生物复合培养成的有效微生物群。在国内,报道较多的活菌制剂方面有以单一菌种组成的产品九九一畜禽宝和DM423菌粉,以混合菌组成的产品SEM科隆粉、磊菌宝、保得微生肠道调理剂等。九九一畜禽宝采用地衣芽孢杆菌制成,对鸡急慢性肠炎、鸡白痢及各种原因引起的肠道菌群失调症的治疗疗效确切。DM423菌粉由需氧腊样芽孢杆菌制成,用于各种畜禽腹泻性疾病的预防和治疗,不产生抗药性,有明显的促生长和提高饲料转化率的作用。SEM科隆粉富含38种微生物,粗蛋白和氨基酸含量分别高达62%和53%以上.具有很高的酶活性。磊菌宝2则是一种能够高度降解粗纤维的活菌制剂。另外,市面上还有促康生、增菌素、抗痢宝、畜禽灵、光合细菌(PSR)、复方回春生(双歧杆菌制剂)、益菌王等产品,名目繁多,差不多覆盖了整个养殖业。9华南理一r大学硕士学位沧文动物微生态制剂在养禽业、养猪业、水产养殖以及反刍动物养殖业中都取得良好的效果。表现在以下几方面:1.4.I提高生产・『生能大量实验汪明,在鸡日粮中添加微生态制剂,能不同程度地提高肉鸡的生长速度及饲料转化率,蛋鸡的产蛋量,而且蛋黄的胆固醇含量明显下降,但对血液中酯类和胆固醇含量无影响【42”“”。饲喂微生态制刺可以使仔猪成活率提高4%~5%,并显著提高仔猪日增重和饲料利用率”61[471。用酵母培养物、乳酸杆菌制剂可通过增加反刍动物瘤胃中纤维素分解菌的数量,分泌酶刺激纤维素在胃中的消化,从而提高增重、产奶量并改善乳的组成{4Sl。1.4.2防病治病用腊样芽孢杆菌、枯草杆菌、乳酸菌和光合细菌对猪细菌性痢疾的研究均表明有一定疗效。王士长等用微生态制剂防治肉鸡大肠杆菌病和沙!‘]氏菌病的试验表明,添加微生态制剂组腹泻率和死亡率分别降低70.8%和68.1%【491。Pardue等试验发现,不论是把微生态制剂添加到雌鸡的F1粮中还是饮水中,均可使试验组的鸡白痢发病率下降30%,而生长速度提高lO%。1.4.3替代抗生素邢军等用960只12日龄罗曼蛋雌鸡进行为期33天的试验,比较了不同单一菌株、复合菌群以及抗生素药物的使用效果,结果表明,不论是曰增重、饲料转化率还是成本都比对照组有了明显的改善(43I。Grela比较了某微生态制剂(Velab)和阿伏霉素对仔猪的促生长作用,结果Velab处理组哺乳期仔猪体重比阿伏霉索处理组和对照组分别增重2%和8.3%【50I。1.5影响动物微生态制剂的使用效果的因素1.5.1水分的影响一般来说,活菌制剂随着水分的升高,时间延长,微生物的存活率降低。不同细菌对水的耐受力明显不同,孢子型细菌耐受性最好,肠球菌、粪链球菌次之,乳杆菌再次之。酵母菌对水的耐受性较好。目前市场上很多微生态制剂已使用脱水剂,以延长保存时间。1.5.2外界因素的影响大部分活菌制剂都采用低温干燥工艺,因此保存要求环境温度较低,当储存温度超过304C时,制剂活性就会受到影喻,尤其是非孢子态微生物。第一苹绪论1.5.3氧化和抑菌物质大部分动物微生态制剂中的微生物菌株属于厌氧或兼性厌氧型,对氧气耐受性较差。某些抗生素、磺胺类药物以及不饱和脂肪酸、矿物质预混剂、浓缩料等都会使活菌活性降低。1.5.4保存时闻随着时间推移,活菌数不断减少,减少速度因微生物种类不同而异。以芽孢杆菌最为稳定,其次是肠球菌群中的粪肠球菌,再次是乳杆菌,稳定性最差的是双歧杆菌。1.5.5饲用方式与剂量同一使用剂量,饮水效果较好。1.5.6动物种类动物种类不同,要求益生菌组合也不同。适用于单胃动物的微生态制剂所用菌株一般为乳酸菌、芽孢杆菌、酵母菌等,而适于反刍动物的却是真菌、酵母菌等。1.5.7动物生理状态在研究仔猪生产性能时发现,仔猪处于外界环境变化等应激时期,益生菌能发生最佳作用,而当仔猪肠道微生物区系状况良好时.益生菌的作用很小mI。1.5.8饲料类型及成分饲料成分的理化性质与微生态平衡也有一定的关系,例如饲料粒度、淀粉糊化程度、饲料中微生物群结构等都不同程度地影响着动物胃肠道的微生态平衡。1.5.9饲料加工过程在制粒与膨化过程中,高温、高压、蒸气明显影响益生菌的活性。不同的菌种的高温耐受力差异较大,芽胞杆菌耐受力最强,loo℃下2min损失只5%~10%,而在80℃下5mirl,乳酸杆菌、酵母菌损失70%~80%,95℃下2min损失98%~99%。一般制粒80℃~100℃对芽胞杆菌影响较小,有10%~30%孢子损失,对乳酸杆菌、酵母菌和粪链球菌等影响较大。1.6组成微生态制剂的益生菌必须具备的条件组成微生态制剂的益生菌必须具备以下条件:①不能产生任何内外毒素,即毕甬理工大学畈士掌位论文无毒、无害、安全、无副作用:②有利于促进体内菌群平衡:③为了具有较好的黏附性能t最好采用来源于动物的益生菌;④对于必须以活菌体形式才能发挥作用的益生菌,如双歧杆菌、乳杆菌类,还需要耐酸、耐胆盐。另外,为了实际生产需要,益生菌株应有生长速度快、存活期长、易保存等特性。1.7动物微生态制剂存在的问题t.7.1安全性问题微生态制剂的安全性必须考虑以下几个方面:①应用于动物的益生菌最好来源于同种动物:②益生菌必须从健康的动物中分离:③益生菌必须经过一定的时间来证明其无致病性:④益生菌不能有与疾病相联系的历史;⑤益生菌不能携带町以转移的抗生素抗性基因㈣[521。耐药性微生物携带的某种抗生素抗性基因可能随着质粒的迁移而在不同种属之间进行传递”1I。就目前而言,市场上的动物微生态制剂基本上都是野生菌株或是经驯化培育而成的菌株,有些没有用分子生物学的方法进行这些方面的检测。乳杆菌天生对许多抗生素具有抗性,但在大多情况下,这种抗性不能转移。这些具有非转移抗生素抗性基因的乳杆菌,一般不必考虑其安全性。干酪巍杆菌和鼠李糖乳杆菌对万古霉素天生具有抗性,它们作为安全的益生菌使用了多年,没有发现其抗性基因转移给其他细菌mI。在乳杆菌中,只有极少数菌株的抗抗生素基因是由质粒编码的,使用这些乳杆菌时就要考虑其安全性。当正常的微生物区系被打破后,也还必须考虑由此而可能导致的扰乱『F常动物微生物区系、特定环境下产生有害代谢产物以及潜在地致病性问题。1.7.2产品活性的保存问题如何保证使用产品时有足够活力和数量的微生物活菌,并能在到达动物体内后能够保持较强的活性是目前急需解决的问题。在产品活性的保存方面,目前常采用真空冷冻技术、双层包埋,微胶囊等技术,也有用真空包装或是充氮气包装等形式。微生态制剂的微胶囊技术是解决产品保存问题的重要技术,这一技术利用合适的囊材把菌体包裹住,使之与外部隔绝,以达到保护的目的。微囊中除含有大量活菌外,还具有良好的耐胃酸和肠溶性能,在常温下的货价期可达一年以上。日本森下仁丹公司最早采用疏水微胶囊技术研制的BifinalO号,一次性可把十亿个活菌安全通过胃送入肠道。华南理工大学食品与生物工程学院采用微胶囊技术制备活性双歧联株耐酸肠溶微囊制剂,也可将十亿个以上活菌安全送进肠道““。美国A11tech生物中心研制出益生素囊,试验证明,这种用B一葡聚糖微囊化的产品在室温下保存36个月对活力无影响。第一章绪论另外基因工程技术已广泛应用于益生菌的选育,如运用基因工程技术构建更利于生产、保存、定植、繁殖或具有特殊功能的工程菌制剂。1.7.3功效评价的问题目前微生态制剂的检测与质量评价尚无统一的方法和标准,亦无统一的检测部门。国内外关于动物微生态制剂的使用效果的实验报道很多,其有益作用已被确认,但也有效果不理想的报道。这些报道不一致的地方体现在:①结果的不稳定性。某处作出的正面结果,其他人不能重复证实;②同一个产品在不同场所使用的效果不同:③在畜禽处在不同生长阶段、不同健康状况或者不同的饲养环境时,产品表现的效果不同[561。因此,功效评价时:①需在特定的饲养环境条件下进行,因为每种产品有对应的功效以及各自最适宜的使用对象:②由于饲养环境和畜禽健康状态的易变性,评价微生态制剂时,须做纵向(同一个场地多批次试验)和横向(多个场地同时试验)的多次比较,得出的结果才可靠合理。1.8遗传修饰的微生态制剂国内外对微生态制剂的研究虽然进展迅速,但目前市场上基本还是天然野生菌的产品,治疗范围主要是消化道。随着对益生菌的遗传修饰,微生态制剂的应用范围会拓宽,效果会更好。正在对动物微生态制剂组成的益生菌进行遗传修饰的有以下几方面:①对抗寄生虫基因的克隆,以防治寄生虫疾病的发生;②对致病菌抗原基因的克隆,以防治传染病:③对饲料酶基因的克隆,以促进消化,增加营养。1.9本研究课题的来源及主要内容本研究是省农业攻关项目“安全高效无残留的新型畜禽用微生态制剂的研制与应用”的一部分,文件编号为粤科技字[2002]141号。本研究创新之处在于:全部有益菌均分离自健康鸡的肠道,属于生理性细菌。由于不同来源菌种的特性和功能各异,对宿主动物肠道的粘附作用也有种属特异性。目前国内市场的动物微生态制剂所使用的益生菌菌株,大多是从人和哺乳动物的体内,或是从土壤中分离获得,而从家禽体内直接分离出益生菌的研究还比较少。本研究为研制禽类用动物微生态制剂提供了合适的菌种。从健康小鸡肠道中分离出鸡双歧杆菌,在国内尚未见有报道。根据单胃动物的特点,采用多菌种制剂。其目的在于不同菌株之间功效可以互补,增强制剂的有效性,扩大条件范围和应用范围。这是微生态制剂发展方向13华南理工大学硕七学位论文之一。本研究主要内容包括:从健康鸡的肠道中分离筛选出双歧杆菌、乳酸杆菌、屎肠球菌、地衣芽孢杆菌和酵母菌(均为美国食品与药物管理局和美国饲料公定海会公布的对动物无致病性、可直接用于动物饲料的菌株),并进行了初步鉴定。探讨了其发酵特性和拮抗病原菌、拮抗抗生素的特性。同时考虑了筛选出的菌株间的拮抗性及相容性。本研究为研制动物微生态制剂提供了合适的菌种,而益生菌与常用抗生素的配伍禁忌,为生产实践提供一定的理论依据。同时为鸡的肠道微生态环境研究提供了资料。本项目所研制的目标产品,为一种新型高效的益生菌制剂产品,其技术含量较高。采用微型包囊技术,研制出由耐酸肠溶微囊组成的新一代禽畜用益生菌制剂,国内尚未见有报道或研究成果。该项目完成后,将填补我国禽畜用高效微囊化益生菌制剂生产的空白,可达到国内领先的技术水平。14第二章材料与方法第二章材料与方法2.1实验材料与仪器设备2.1.1材料2.1.11样品来源本实验分离样品来源于华农实验鸡场的健康实验用鸡以及五山肉菜市场购买健康成年鸡。2.1.1.2指示菌株鸡大肠埃希氏菌0—78(Eschweichia.coli)pullorum)金黄色葡萄球菌C58000(Staphylocoocusaureus)以上菌株均由华南农业大学动物科学系赠送。21.1.3主要实验试剂rapidID32鉴定试剂条法国生物梅里埃公司厌氧发生剂法国生物梅里埃公司JAMES、NITl、NIT2、FB试剂法国生物梅里埃公司硫酸新霉素美国Sigma公司巴龙霉素美国Sigma公司低聚果糖日本葡萄糖汕头市化学试剂厂大豆蛋白胨广东环凯微生物科技公司进口分装蛋白胨广东汕头市生化制药厂胰蛋白胨广东环凯微生物科技公司进口分装牛肉膏广东环凯微生物科技公司胰酶水解酪蛋白广东环凯微生物科技公司L一半胱氨酸上海伯奥生物科技有限公司乳糖广州化学制剂厂可溶性淀粉广州台山化工厂玉米淀粉广州台山化工厂吐温一80广州化玻公司进口分装酵母浸出膏广州江门市红星酵母厂琼脂湛江霞山台光食品厂102型定性滤纸浙江杭州新华纸业公司鸡白痢沙门氏菌O一79(Saimonella——生化鉴定管兰要坚兰:盔兰堕:!兰堡堡苎广州环凯微生物科技公司丙酮酸钠苷氨酸氯化锂广州化学制剂厂广州化学制剂厂广州化学制剂厂2.1.2主要仪器与设备厌氧发生袋超净工作台Sw—CJ一2FD法国生物梅里埃公司苏州苏净集团安泰技术有限公司生化培养箱可见光分光光度计SPX一250B—Z型22PC上海实业有限公司上海棱光技术有限公司江阴滨江医疗设备厂手提式压力蒸汽消毒器Yx一280微量移液器微量移液器电子天平200~1000uL上海求精生化试剂仪器公司上海求精生化试剂仪器公司上海第二天平仪器厂5~50uLMP200B旋涡混合器xw一80A上海医疗大学仪器厂上海安亭科学仪器厂离心机800B电热恒温水浴锅H・S・G—IIB一4上海讯大机电仪器仪表有限公司上海精密科学仪器有限公司日本SANYO精密pH计PHS一3C超低温冰箱MDF一293冷冻真空干燥机ALPHA卜4德国CHRIST。h海浦东物理光学仪器厂日本OLYMPUS光学显微镜XSP一2荧光生物显微镜高效液相色谱仪BX51600—966美国Waters公司2.2实验方法2.2.1鸡源双歧杆菌的分离、纯化2.2.1.1培养基的选择1.缓冲蛋白胨水溶液(苏世彦,1998)蛋白胨lOg,Na:HPO。29,葡萄糖59,K:HPO;29,KCI59,蒸馏水1000mL。取lOmL缓冲蛋白胨水置于50mL三角瓶.加入少量玻璃珠,12l℃[5min灭菌后备用。2.TPY培养基胰蛋白酶lOg,大豆蛋白胨59,酵母膏2.59,葡萄糖59,半胱氨酸盐酸盐0.59,吐温80lmL,K2HPO。29,MgCl2・6H200.59,ZnS04・6Hz00.259,Cacl20.159,Fecl。微量,CaCO。59,琼脂209,蒸馏水[000mL。16第二章材料与方法凋PH8.5,12l℃15min灭菌。3.液体增殖培养基(杨汝德老师提供)葡萄糖209,胰蛋白胨59,大豆蛋白胨59,牛肉膏lOg,酵母提取物lOg,牛肝液jOmL,低聚果糖59,Nacl39,BHPO。29,卜半胱氨酸lg,蒸馏水1000mL。凋DH7.0,12l℃15min灭菌。4.BS培养基西红柿汁200mL,蛋白胨79,酵母粉69,胰酶水解酪蛋白59,植物蛋白胨39,多胨39,葡萄糖lOg,可溶性淀粉0.59,吐温80lg,溶液AIOmL,溶液B5mL,琼脂209,L-半胱氨酸盐酸盐0.59,BS添加液50mL,肝浸液150mL,蒸馏水800mL(1)除Bs添加液外,其他成分加热溶解,凋pH至7.2,115.6℃高压灭菌20min冷至50℃时加Bs添加液,混匀倾注平皿。(2)Bs添加液:丙酸钠309加入灭菌烧瓶中.加灭菌蒸馏水80mL,待溶解后加硫酸新霉素400mg,巴龙霉素lOOmg,LiCl69,再加灭菌蒸馏水至lOOmL,4℃保存。(3)溶液A:K:HPO。259,KHzPO。259,水2509。(4)溶液B:MgSO。・7H:0lOg,FeS04・7H。00.59,NaCl0.59,MnSO。0.3379,水2509。2.2.1.2分离方法15天龄健康小鸡剖杀后,取盲肠内容物19置于装lOmL缓冲蛋白胨水的三角瓶中,震荡均匀。lO倍梯度稀释至lO~,取10~~lO。7各0。lmL涂布Bs琼脂平板,放于厌氧发生袋中,38。C厌氧培养48~72h。挑选光滑、凸圆、边缘整齐、白色或乳白色、质地柔软的特征菌落,进行革兰氏染色,挑选革兰氏阳性和具有双歧杆菌形态特征的菌落。再进行需氧和厌氧培养,选取只在厌氧培养生长的菌落。进一步在TPY琼脂平板上纯化菌株,直至镜检为纯菌株。22.1.3厌氧方法采用厌氧发生袋法2.2.2鸡源双歧杆菌的筛选2.2.2.1生长活性与产酸能力比较1.菌液吸光度(OD。)的测定用分光光度计在600am下测定待筛菌培养24h的菌液的吸光值。2.菌液pH的测定在室温下测定待筛菌培养24h的菌液的pH值。17华南理工大学硕士学位论文3.生长曲线的绘制待筛选菌株分别以5%接种于装有200mLTPY培养基的三角瓶中,38。C厌氧培养,每4h取样测定吸光值及培养基中的pH值的变化.共计48h。以培养时间为横坐标,相应的吸光值为纵坐标,绘制生长曲线。2.2.3鸡源双歧杆菌的特性研究2.23.1最适初始pH值在基本培养条件下,将灭菌后培养基的初始pH值由7.0分别调为5.0,5.56.0,6.5,7.0,7.5。然后5%接种培养24h,测定发酵液的OD值。22.3.2最适培养温度在基本培养条件下,将培养温度由38。C改为分别在32℃,37℃,40。C下培养24h,测定发酵液的oD值。2.2.3.3培养基优化1.菌种的活化、传代与接种选用TPY培养基活化冻干的菌种,40℃厌氧培养48h,传代按5%接种量进行。2氯源的优化固定矿物质、L一半胱氨酸盐酸盐、碳源、双歧因子的用量,采用正交实验设汁(L。(3‘))来优化氮源的用量,因素水平见表2一l,其中因素A为酵母浸出物,B为胰蛋白胨,C为大豆蛋白胨,D为牛肉膏。表2一l培养基中氮源优化正交实验因素水平表L。(34))Tab.2—1OrthogonaldesigninoptimiZingeffectorsOnnitrogensourceirlculturemediUlIl3.鸡源双歧杆菌培养基的优化根据优化出来的显著因素来确定它们的水平,酵母膏的量固定为0.9%,采用正交实验设计L。(34)优化双歧杆菌培养基。因素水平见表2—2,其中因素A为氮源(酵母膏:胰蛋白酶:大豆蛋白胨),B为碳源,C为双歧因子,D为生长因子。第二章材料与方法表2—2鸡源双歧杆菌培养基的优化正交实验因素水平表Tab.2-2OrthogonaldesigninoptimizingeffectorsB.pullorumonculturemediumwith水平因素A(%)B(%)C(%)D(%)22.34生长曲线测定1.菌液吸光度(OD。。。)的测定用分光光度计在600rim下测定菌液的吸光值。2.菌液pH的测定用pH计在室温下测定pH值。3.生长曲线和pH值变化曲线的绘制菌种活化扩培后,以5%的接种量接种装有200mL优化培养基的三角瓶和200mLTPY培养基的三角瓶,40℃厌氧培养,分别于4h,8h,12h,14h,16h,18h,20h,24h取样测定吸光值,同时测定培养基中的pH值的变化。以培养时间为横坐标,分别以相应的吸光值和pH值为纵坐标,绘制生长曲线和pH值变化曲线。4平板菌落计数样液采用lO倍梯度稀释,选取适当稀释度倾注平板,40℃厌氧培养48小时后计数。2.2.4鸡源双歧杆菌的初步鉴定2.2.4。1形态学鉴定取典型菌落涂片,革兰氏染色,观察菌体形态。2.2.4.2生理生化特性鉴定纯化菌株经革兰氏染色、镜检观察形态后,确定待测菌株。将待测菌株的单个菌落分别接种至TPY平扳上用于系列生化鉴定,40"C厌氧培养48h。具体方法参照文献[57]中提供的生理生化鉴定方法。2.2.4.3高效液相色谱分析色谱条件:选用C18反向柱:柱温:室温:柱压:1500PSI;流速:0.8ml/min。19华南理工大学硕十学位论文流动相:0,01MH:SO,,pH2.5。缓冲液:0.005MH:SO,,超声波脱气。乳酸标样:0.5ml乳酸+lOml缓冲液乳酸+醋酸标样:0.5mL乳酸+lmL醋酸+lOmL缓冲液样品的预处理:取样品24h发酵液,经8000r/min离心15min后,取上清液,0.22微米滤膜超滤后备用。2.2.5鸡源乳酸杆菌的分离纯化2.2.51培养基的选择1.缓冲蛋白胨水溶液(苏世彦,1998)蛋白胨lOg,Na。HPO。29,葡萄糖59,KzHPO。29,KCl59,蒸馏水1000mL。取lOmL缓冲蛋白胨水置于50mL三角瓶,加入少量玻璃珠,121℃15min灭菌后备用。2.酸化MRS培养基蛋白胨lOg,牛肉膏lOg,酵母提取物59,K。HPO;29,柠檬酸二铵29,乙酸钠59,葡萄糖209,吐温80蒸馏水1000mL。调pH5.5-6.0,121℃15min灭菌。lmL,MgSO;・7It:00.589,MnSO。・4If:00.259,3.选择性SL培养基酪朊水解物lOg,MnSO。・4H:00.t59,酵母提取物59,K3HPO。69,葡萄糖209,FeSO,・7H。00.039,枸橼酸二铵29,吐温80lmL,乙酸钠259,MgSO。・7H:00.589,琼脂159,蒸馏水1000mL。将琼脂溶解在500mL沸水中,其他组分溶解在500mL水中,用冰醋酸调pH至5.4,与融化的琼脂混合后再煮沸5min,倾入培养皿,或趁热分装入已灭菌的试管中,无需进一步灭菌,避免重复融化和冷却。4.牛乳培养基10%的脱脂奶2.2.5.2分离方法10天龄健康小鸡剖杀后,取小肠内容物lg置于装lOmL缓冲蛋白胨水的三角瓶中,震荡均匀。10倍梯度稀释,选3个适宜稀释度各0.1mL涂布SL平板,放于厌氧发生袋中,38℃厌氧培养48~72h。挑选直径约0.5~2mm,白色、圆形、表面光滑湿润、边缘整齐、凸起的特征菌落,传于酸化MRS琼脂培养基纯化菌株。淘汰球菌及葡萄糖发酵产气的菌株。进行革兰氏染色,挑选革兰氏阳性,镜检为杆状,多排列成长短不一的链状,也有单个分散排列的特征菌落的作为待测菌株。20第二章材料与方法2.2.5.3厌氧方法采用厌氧发生袋方法2。2。6鸡源乳酸杆菌的筛选2.2.6.1待筛选菌株凝乳速度比较将待筛选菌株接种牛乳培养基,38"C厌氧培养,比较凝乳时间。2.2.6.2待筛选菌株抑菌活-}生比较将待筛选菌株接种MRS培养基,38℃厌氧培养48h.4000r・min。离心lOmin。将活化好的适量浓度的指示菌(每个平板含菌2000~3000个)接种于营养琼脂平板上,固定菌落lh,放入牛津圈,在其内滴入被筛选菌株发酵培养物的上清液,38℃培养24~28h,测量抑菌圈大小。2.2.7鸡源乳酸杆菌的特・陡研究22.7.1生长曲线测定培养基采用2.2.3.1优化的培养基,方法同2.2.3.42.2.8鸡源乳酸杆菌的初步鉴定2.2.8.1形态学鉴定取典型菌落涂片,革兰氏染色,观察菌体形态。2.2.8.2生理生化特性鉴定纯化菌株经革兰氏染色、镜检观察形态后,确定待测菌株。进行接触酶试验、氧化酶试验、盐还原反应、联苯胺反应、吲哚及硫化氢产生试验,酪素分解及明胶液化试验以及糖发酵实验””。观察该菌在15"C是否生长,pH4.5是否生长。2.2.8.3RapIdlD32试剂条鉴定待测菌株纯化后,在MRS平板上培养18h,用无菌棉签收集菌体在装有2mL无菌蒸馏水的安培瓶中,制成Mcfarland4单位的菌悬液。接种试剂条,有氧条件下37"C4h。读取结果,用APILAB软件获得鉴定结果。2.2.8.4高效液相色谱分析方法同2.2.4.32.2,9鸡源屎肠球菌的分离纯化2l华南理工夫学硕十学位论文2.2.9.1培养基的选择i.缓冲蛋白胨水溶液(苏世彦,1998)蛋白胨lOg,Na:HPOt29,葡萄糖59,K2HPO;29,氯化钾59,蒸馏水1000mL取lOmL缓冲蛋白胨水置于50mL三角瓶,加入少量玻璃珠,121℃15min灭菌后备用。2.肠球菌选择性培养基(Ec)胰蛋白胨209,酵母膏59,葡萄糖29,Na:HPO,415g,KzHPO。4g,琼脂g,蒸馏水1000mL调pH7.4,冷至45~50℃加入NaN。0.4mg/mL,氯化三苯四唑(TTC)0.1mg/mL,倒平板。3.wH培养基(杨汝德老师提供)蛋白胨20g,酵母膏5g,葡萄糖5g,NaCl5NaN。0.4g,Na:HPO;lgg.琼脂15g,蒸馏水1000mL调pH7.6,12l℃15min灭菌2292分离方法1.取30天龄健康小鸡剖杀后,取直肠内容物Lg置于装10mL缓冲蛋白胨水的三角瓶中,震荡均匀。10倍梯度稀释,选3个适宜稀释度各0.1mL涂布Ec琼脂平板.38℃培养48h。挑选紫红色,表面光滑凸起、边缘整齐,直径约1.0~1.5mm的特征菌落。传于wH斜面培养后进行革兰氏染色,镜检挑选革兰氏阳性,圆形或卵圆形,单个、成对或短链状排列的菌株纯化培养。2.将纯化菌株进行生长特性实验,接种6.5%氯化钠肉汤培养基和七叶苷斜面,38℃、48h培养后,选择七叶苷水解阳性、6.5%氯化钠肉汤培养基上生长的菌株作为待筛菌株”’…。2.2.10鸡源屎肠球菌的筛选将待测菌株接种EC基础液体培养基,38℃、48h培养,传到平板上,挑起单个菌落,分别传于EC基础半固体培养基和EC固体斜面上,培养38℃、48h。选择经上述过程生长良好的菌株。2.2.11鸡源屎肠球菌的特性研究2.2.11.1生长曲线测定培养基采用2.2.3.1优化的培养基,方法同2.2.3.42.2.12鸡源屎肠球菌的初步鉴定第二章材料与方法2.212.1形态学鉴定将斜面或半固体深层保存菌种划线接种于wH平板,38℃、24h需氧培养,挑取典型菌落涂片,革兰氏染色,观察菌体形态。2.2生理生化特性鉴定2.2.1纯化菌株经革兰氏染色、镜检观察形态后,确定待测菌株。进行生化鉴定实验,具体操作参考文献“7’5“。观察该菌在60℃、30min加热后是否生长。2.212.3高效液相色谱分析方法同2.2.4.32.2.122.13鸡源地衣芽孢杆菌的分离纯化3.1培养基的选择1.斜面培养基(郝土海,1992)牛肉膏39,蛋白胨lOg,NaCl59,琼脂209.蒸馏水1000mL调pH7.0,121℃30min灭菌2.BLI培养基可溶性淀粉39.牛肉膏59,蛋白胨log,NaCl59,琼脂209调pH7.0~7.2,12l℃30min灭菌22.13.2分离方法L取30天龄健康小鸡剖杀后,取直肠内容物19置于装lOmL缓冲蛋胨水的三角瓶中,震荡均匀。10倍梯度稀释,选3个适宜稀释度各0.1mL涂布BLI琼脂平板.35℃培养48~72h。挑选圆形,乳白色,边缘整体、凸起,表面不很光滑,湿润,不透明菌株。进行革兰氏染色,挑选革兰氏阳性,镜检菌体大小为2.2~2.5um×0.65~O.75um,芽孢中生,椭圆形菌株BLI液体培养基中纯化培养。2.将纯化菌株进行生长特性实验,分别于15℃、55℃,7%NaCl条件下培养,以上条件均生长的菌株作为待测菌株。2.2.14鸡源地衣芽孢杆菌的筛选将活化好的适量浓度的指示菌大肠埃希氏菌0.78,调每个平板含菌20003000个,接种于营养琼脂平板上,固定菌落lh,放入牛津圈,在其内滴入被筛选的菌株72h培养液的上清液,35℃培养24~48h,比较抑菌圈大小,选择抑菌活性强的菌株。——.2.2.12.2.1兰壹堡三盔兰堡主兰竺笙兰5鸡源地衣芽孢杆菌的特性研究在基本培养基组成不变的前提下,将灭菌后培养基的初始pH值由7.0分5.1最适初始pH值别调为6.0,6.5,7.0,7.5,8.0,然后5%接种培养24h。采用活菌计数法测定发酵液中的活菌含量。2.2.15.2最适培养温度在基本培养条件下,将培养温度由30。C改为分别在20,25,30,35.4045℃,5%接种培养24h。采用活菌计数法测定发酵液中的活菌含量。5.3培养基优化2.2.11.碳源的优化基础培养基其他组分不变,将碳源分别定为蔗糖3%,葡萄糖3%,乳糖3%,可溶性淀粉3%,玉米淀粉3%。制成培养基后按5%接种培养24h,用活菌计数法测量发酵液中的活菌含量。2.氮源的优化基础培养基其他组分不变,将氮源分别定为蛋白胨0.5%+酵母膏1.O%.酵母膏1.5%,蛋白胨1.5%,牛肉膏1.5%.NH4C10.5%,尿素0.5%,NaN010.5%。制成培养基后按5%接种培养24h,用活菌计数法测量发酵液中的活菌含量。3.无机盐的优化基础培养基其他组分不变,将无机盐分别定为CaCl20.4%,KCl0.4%,MgS04・7H200.4%,Zn(CH3COO)・2H20O.4%,NaH2P04+Na2HP040.2%+0.2%,制成培养基后按5%接种培养24h,用活菌计数法测量发酵液中的活菌含量。4.生长因子的添加量在基础培养基的基础上,添加富含生长因子的玉米浆分别为0%,0.5%,l,0%,1.5%,2.O%,2.5%.3%。按5%接种培养24h,用活菌计数法测量发酵液中的活菌含量。5.鸡源地衣芽孢杆菌培养基的优化培养基的各组分之间有一定的内在关系。采用正交实验的方法研究碳源、氮源、无机赫和生长因子等单因子对菌株的影响,确定它们的水平。采用正交实验设计L。(34)优化培养基,每组做两个平行。因素水平见表2—3,其中因素A为氮源,B为碳源,C为无机盐,D为生长因子。24第二章材料与方法表2—3鸡源地衣芽孢杆菌培养基的优化正交实验因素水平表Tab.2-2OrthogonaldesigninoptimizingeffectorsBacillus]icheni[ormisonculturemediumwith2215.4生长曲线测定菌种活化扩培后,以5%的接种量接种于200mL优化培养基的三角瓶中,30℃培养,发酵过程中每3h取样测定活菌数,直至30h时止。以相应的活菌数为纵坐标,发酵时间为横坐标,绘制生长益线。2.2.122.16鸡源地衣芽孢杆菌的初步鉴定6.1形态鉴定将菌种划线接种于BLI平板,37。C、24h需氧培养,挑取典型菌落涂片.革兰氏染色,观察菌体形态。2216.2生理生化鉴定纯化菌株经革兰氏染色、镜检观察形态后,确定待测菌株。进行生长特性实验和生化鉴定实验”8。2.2.12.2.17鸡源酵母菌的分离纯化7.1培养基的选择麦芽汁培养基2.2.17.2分离方法健康成年鸡剖杀后,取盲肠内容物lg置于装lOmL缓冲蛋白胨水的三角瓶中.震荡均匀。10倍梯度稀释,选3个适宜稀释度各0.ImL涂布麦芽汁琼脂平板,30℃培养48~72h。挑选具有酵母菌特征的菌株作为待筛选菌株。——一兰塑型:!:叁兰婴主兰垡堡三2.2.18鸡源酵母菌的筛选将待筛选菌株活化好后,2500r/min离心lOmin,重新悬浮于pH2.5的液体培养基中,调整浓度为i08个/mL,37。C保温2h,保温前后各取ImL稀释后涂布于固体培养基上,30。C再培养48h观察各菌株的菌落生长状况,选择生长良好的菌株作为待测菌株。2.2.I2.2.19鸡源酵母菌的特性研究9.I生长曲线的测定采用2.2.15.3优化的培养基,方法同2.2.15,42.2.20鸡源酵母菌的初步鉴定2.2.201形态鉴定将分离菌株接种于麦芽汁液体培养基中,30℃培养24~36h,观察菌体形态。镜检观察细胞形态、大小和繁殖方式。2.220.2生长特性与生理生化鉴定”…1.培养基及材料酵母氮基础培养基:(NH4):S0459,组氨酸盐酸盐lOmg,蛋氨酸20mg,色氨酸20mg,生物素20氨基苯酸200uuug,泛酸2000uug,叶酸2IJug,肌醇10000pug,烟酸400uug,g,VB。400g,,VB。400ug,,核黄酸200ixg,H3BO。500g,CuSO,40ug,KIl00ug,FeCl200g,MnS04400g,Na:MoO;200ug.ZnSO。400g,KH:PO,0.859,K:HPO。0.159,MgSOt0.59,NaClO.19,CaCl20.19。麦芽汁培养基玉米粉琼脂培养基尿素琼脂培养基2.液体生长实验将菌种接入装有40mL麦芽汁液体培养基的三角瓶中,25℃下静置培养3天后观察底部有无沉淀及其质地,表面有无膜醭或岛状醭及其质地。3.假菌丝形成实验将菌种接种玉米粉琼脂平板培养基上(平板接种前预先放置l~2天使其表明干燥),接种方法:在平板的一边划直线接种,在中间放一片无菌盖玻片,在相对的另一面点接两点,在其中的一点上放置无菌盖玻片,以保证在菌落的周围营造厌氧环境,有利于假菌丝的形成。于25℃下静置培养7~lO天后在显微镜下观察假菌丝的有无及其形态。4.碳水化合物的发酵第二章材料与方法分别将葡萄糖、半乳糖、蔗糖、麦芽糖、乳糖用配制成20%(w/v)的母液,棉仔糖配制成40%(w/v)的母液,过滤除菌后置于4。C冰箱备用。用蒸馏水配制0.5%(w/v)的酵母提取物溶液,分装试管(放置倒置杜氏发酵管),每管3.6mL,灭菌30m[n,然后每管加入0.4mL糖母液。每管接入0.tmL的待测菌的菌悬液,摇匀,25℃培养2周,观察杜氏管内气体积存情况。l~3天气体充满管为“+”强发酵,有气泡但未充满管为“+w”弱发酵,没有气泡为“一”不发酵。5.碳源化合物的同化将各种碳源化合物(糖、醇、有机酸)分别配制成10倍浓度的同化母液,方法为:在6.79酵母氮基础培养基中分别加入与59葡萄糖相当的碳源化合物(即与59葡萄糖含有同样多的碳,如棉仔糖为3碳糖,浓度需加倍,有机酸先把酸度调至pH5.7),过滤除菌后放入冰箱备用。在试管中加入3.6mL无菌蒸馏水和0.4mL同化母液制成同化管。将活化好的菌种的菌悬液滴加入同化管中,25℃静置培养3周,观察并记录同化结果。方法如下:在一张白色卡片上用黑色墨水划约3~4mm宽的直线,将同化管摇匀后贴在卡片上观察。若透过试管完全看不见黑线或者可以看见但成一发散的模糊线条,记录为阳性(+)。若黑线可以看清楚但边缘模糊或者黑线清晰而且边缘不模糊,记录为阴性(一)。6尿酶实验将活化菌种接种于尿素琼脂斜面上,30℃培养。第l,3,7天后观察,红色为阳性。2.2.21拮抗病原菌试验22.211培养基及材料待测菌株:鸡源双歧杆菌B171,鸡源乳杆菌M16,鸡源屎肠球菌wol9,鸡源地衣芽孢杆菌YB02,鸡源酵母菌B121肠道致病菌:鸡大肠埃希菌O一78,鸡白痢沙门菌0—79,金黄色葡萄球菌C58000EMB培养基(致病菌培养基)乳糖lg,2%伊红液2mL,0.65%美蓝mt,pH7.6的无糖琼脂lOmL(蛋白胨lOg,磷酸氢二钾29,琼脂209,蒸馏水1000mL)DHL培养基(沙门氏菌选择培养基)蛋白胨209牛肉膏39,乳糖lOg,蔗糖log,去氧胆酸钠lg,硫代硫酸钠2.39,柠檬酸铁胺lg,中性红0.039,琼脂209,蒸馏水1000mL调pH7.3,将除中性红和琼脂以外的成分溶解于400mL蒸馏水中,校正pH,再将琼脂于600mL蒸馏水中煮沸溶解,两液合并.并加入0.5%中性红水溶液6mL待冷至50~55℃,倾注平板。Baird—Parker氏培养基(金黄色葡萄球菌选择培养基)华南理工大学硕士学位论文胰蛋白胨lOg,牛肉膏59,酵母膏lg。丙酮酸钠lOg,苷氨酸129,氯化锂59,琼脂209,蒸馏水1000mL2.2.21.2B17l,M16,W019抑菌实验叭7l,M16,WOl9分别在5mL的TPY肉汤培养基中培养16h后,将实验管:已在TPY肉汤中培养6h的肠道致病菌分别取出0.3mL加入实验管中,然后分别补进2.5mLTPY肉汤培养基。对照管:致病菌分别单独培养于25mL的TPY肉汤培养基中,B17l,M16,W019培养于5mL的TPY肉汤培养基中,菌量与实验管相同。实验管和对照管均在厌氧罐中培养24h后。通过系列稀释活菌计数法,确定原菌液数量以及加入到实验管和对照管的菌量。计数时,分别从各培养管中取出0.1mL进行倍比稀释,每个稀释度定量倒EMB平板(对照管)和含万古霉素5U/mL(抑制厌氧菌)的营养琼脂培养基(实验管)进行活菌计数。2.2。21,3BB17l,M16,哟19杀菌实验L7l,M16,wol9分别在TPY肉汤培养基中培养48h后,4000r/mirl离一LI,lOmin取上清液备用。致病菌经普通肉汤培养基增菌6h,调菌液浓度为0.5Mcfarland作为原液管,同时每株原液各进行10倍稀释定为稀释管。分别将原液管和稀释管的致病菌均匀涂佰于EMB平板表面,置于35℃平衡干燥30mirl,再将备用的效应菌培养上清液分别取0.1mL点种在涂布了各种致病菌的EMB平板上,置于35℃培养18h后观察结果,判定上清液点种的范围内是否有致病菌的生长。2.2.214YB02和B12l抑菌实验实验管:将YB02和B12l和致病菌分别用肉汤培养基活化培养6~8h,调各菌的浓度为108个/mL。分别取tmL的待测菌液2mL的致病菌液混合于20mL的肉汤中,37℃培养。对照管:致病菌和待测菌分别单独培养于25mL的肉汤培养基中,菌量与实验管相同。实验管和对照管培养24h后。通过系列稀释活菌计数法,确定原菌液数量以及加入到实验管和对照管的菌量。计数时,分别从各培养管中取出0.1mL进行倍比稀释,每个稀释度定量点种EMB平板、DHL培养基以及Baird—Parker进行活菌计数。2.2.22拮抗抗生素试验2.2.22.1抗生素药敏片的制备——一茎三至塑型皇立鲨将抗生素根据各自含药量计算,用pH值6.0的磷酸缓冲液配制成一定浓度的溶液。用102型定性滤纸自制成5mm的圆纸片,干热灭菌,室温保藏。I临用前,每张滤纸片分别吸取抗生素5~lOmL,制成相应的药敏纸片。22.22.2抑菌圈测定将液体纯培养好的待筛菌分别稀释100倍,各取0.2mL菌液与培养基混合倒平板。将抗生素药敏纸片均匀间隔放入平板内,并以吸有缓冲液的滤纸片作为对照・38。C培养16h后测定抑菌圈大小(包括药敏纸片直径)。每个处理做3个重复,取平均值。2.2.23菌株间的拮抗性及相容性2.2.23.1平板培养法通过对同一平板上不同菌株(鸡源双歧杆菌B17l,鸡源乳杆菌M16,鸡源屎肠球菌wOt9,鸡源地衣芽孢杆菌YB02,鸡源酵母菌B121)划线培养的菌苔交点处是否连续,考察菌株间是否有拮抗作用。菌苔交叉紧密的则认为其间无拮抗作用。1培养基牛肉膏39,葡萄糖109.蛋白胨79,NaCl39,酵母膏59,琼脂209。蒸馏水1000mL调pH7.0,121℃灭菌20min2方法将灭菌后的培养基倒入五个培养皿,每个平板考察一种菌株同另四种菌株的相容性。用沾有该菌株的接种环在培养基表面均匀地划出四条平行线,然后分别用沾有另四种菌的接种环在培养基表面均匀地划出与前四条平行线垂直相交的四条平行线,于37℃培养24h后观察。2.2.24菌种保藏f20%灭菌脱脂奶中,分装入2mL无菌安培管中,在~30。C将菌株在液体培养基中增菌至平衡期,3000r/min离心15min,收集菌体分散404C条件下进行冻干,冻干完成后,在酒精喷灯上封口,一18℃保存”。6…。2.2.25菌种活化冻干菌种的活化:活化前,将低温保存的菌种室温下放置一天后,用70%酒精棉球擦拭安培管表面消毒,在酒精灯火焰上方将安培管上部烤热,然后滴加冷的灭菌蒸馏水,使安培管开裂,用镊子敲掉上部,取0。2mL液体培养基加入安培管中,混匀取出接种于琼脂平板上.最佳培养条件下培养48~72h,再连续活化两代或三代,以提高菌株活力。7“…。华南理工丈学硕士学位论文第三章结果与讨论3.1鸡源双岐杆菌的分离纯化及形态观察从4只15天龄小鸡的盲肠内分离得到4株待筛选菌株(B241.B17l,B032,Bl77)。通过菌落及菌体形态可以看出,鸡双歧杆菌菌落微小,光滑,乳白色,呈半透明或不透明,边缘整齐,凸起。菌体革兰氏染色呈阳性,并呈多形态性.菌体不规则,传代后,“V”字形和“Y”字形较少见。结果提示:双歧杆菌的多形态性为从形态上区别和鉴定该菌带来了一定的难度。这种多形态并不是退化,因为这些形态随时可恢复为初始的形态,即杆状与分又状的可逆性变化,这是与培养基有关的一种表型变化。除N一乙酰葡萄糖胺外,丙氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、丝氨酸与钙离子参与了菌体肽聚糖的合成,这些物质的缺少或低浓度都可出现分叉状,反之则出现杆状。培养基营养越适宜,杆状体越长。3.2鸡源双歧杆菌的筛选3.2.1待筛菌生长活力及产酸能力比较图3一l,3—2,3—3,3—4分别是B24i,B17l,B032,B177的生长曲线。从生长活力及产酸性能比较,B17l无明显的生长迟滞期,产酸能力较强,18h进入平衡期。其培养终pH值可接近4.27,培养结束时,菌液吸光值为1.883。故选择BL7l进行以下的实验研究。252876515gDo4掣3。21,05O040812162024283236404448时间(hr】图3一IB241的生长曲线和pH变化曲线Fig.3一IThegrowthofB24iandthechangeofpH30252876翟1。51i挈0.50;41O翔1.5oo菩1.5o004812lG2024283236404448时间(h时图3—2B171的生长曲线和pH变化曲线Fig.3-2ThegrowthofB17IandthechangeofpHingrowth25187265413遥工40.501●2,004812L62024283236404448时间(hn图3—3B032的生长曲线和pH变化曲线Fig.3-3ThegrowthofB032andthechangeofpHi“growth2.582614挈—●卜OD600nI=!g!lO.520004812162024283236404448时间(hO图3—4B177的生长曲线和pH变化曲线Fig.3-4ThegrowthofB177andthechangeofpHingrowth——兰苎里兰盔主堕±兰堡垒壅3.3鸡源双歧杆菌的特性研究3.3.1最适初始pH值86goo427./——~L65pH图3—5不同初始pH值对B171生长特性的影响Fig.3-5TheeffectofdifferentpHOngrowthofBl7l由图3—5可见.最适初始pH值为7.0。3.3.2最适培养温度1.81.6警1.41.2l30354045温度(℃)图3—6不同温度对B17L生长特性的影响Fig.3-6TheeffectofdifferenttemperatureongrowthofB171由图3—6可见,最适培养温度为40"C。3.3.3培养基优化3.3.31氮源的优化按表2一l的因素水平表,采用L。(34)正交实验实施实验。实验结果见表3一l,相应的极差分析见表3—2。由表3—2可见,各因素对OD指标和pH值指标影响的显著顺序为:A>B>C>D,即酵母膏的影响最为显著,胰蛋白胨次之,大豆蛋白胨再次之,牛肉膏的影响最小。氮源的最优组合是A3如c。D:。固定显著因素酵母膏的量为0.9%。采用正交实验设计b(34)优化鸡源双歧杆菌培养基。——兰三兰竺墨皇塑丝——!able3一l————————————————————————————————————一.表3一l氮源优化正交实验结果TheresultsonL。(3。):source试验号——一里鲞A(%)0.30.30.30.60.6optimizationofnitrogen塑堡OD。PH值0.6560.8750.8830.5740.9931.105B(%)0.3C(%)D(%)0.30.60.90.60.90.30.90.30.60.30.60.90.90.30.60.60.90.3L5.655.225.0l5.754.9l4.322340.60.90.30.60.90.30.65670.60.90.91.2261.3571.1224.234.104.22890.90.9表3—2氮源优化中各指标的极差分析结果Table3-2TheresultsofvarianceanalysiS指标AK10DsooB0.819C1.039PH值D0.9241.0690.9320.145A5.300BC4.6875.083D4.9374.4900.8050.8911.2355.1834.5834.570K2K31.075L0370.8571.0344.9104.1274.5670.5164.9100.447R0.4300.2560.1821.1730.6133.3.3.2培养基优化固定显著因素酵母膏的量为0.9%。按表2—1的因素水平表,采用L。(34)正交实验实施实验。测定结果见表3—3,相应的极差分析见表3—4。由表3—4可见,各因素对指标影响的显著顺序为:A>D>C>B,即氮源的影响最为显著,生长因子次之,双歧因子再次之,碳源的影响最小。以0D值为指标时的最优组合为A3B。C。D。,以pH值为指标时的最优组合为A。B。c。D。。因此进行了双歧杆菌的验证实验。结果见表3—5。由验证实验结果可知,A3B,C,D:组合的pH值显著低于A。B。C:D。组合,而oD值又高于A。B。C:D.组合。因此.最佳培养基配方为A3B。c。D:组合。即酵母膏0.9%.胰蛋白胨0.6%,大豆蛋白胨0.6%,葡萄糖2.5%,双歧因子0.2%,生长因子lO%。华南理工大学硕士学位论文表3—3鸡源双歧杆菌培养基优化的正交实验结果L。(34)Tab.3-3TheresultsOffoptimizationofcu[turemediumwith丑pu//orum试验号A(%)B(%)因素C(%)D(%)指标OD。。。PH值表3—4鸡源双歧杆菌培养基优化中各指标的极差分析结果Table3—4Theresultsofvatianceanalysis表3—5验证实验结果Table3—7ThereSUltSofverificatiOn3,3.3.3BI71在优化培养基中的生长特性生长曲线见图3—7,pH值变化曲线见图3—8。由图3—7,3—8可见,B171经过较短的延迟期后即进入对数生长期,到t8h后达到高峰后保持不变,表明此后菌数不再增加。考虑到在对数生长期末、稳定期初可提高其在冷冻干燥过程中的存活率,选择发酵培养时间在18h。此时B171第三章结果与讨论的增殖菌数可达6.2X108个/ⅢL。薯口。+TPY培养基±垡些堡鲞薹051015202530时间(hr)图3—7B171的生长曲线Fig.3-7ThegrowthofB17i76.56署5.5△545435O102025时间(h‘图3—8B171生长曲线测定中pH值变化曲线Fig.3-8ThechangeofpHingrowthofB17l3.4鸡源双歧杆菌的初步鉴定3.4.1形态学鉴定待测菌株B17l革兰氏染色阳性,在显微镜下观察无芽孢、呈典型“Y”型分又。菌体形态图见图3—9。华南理二厂大学硕士学位沦文图3—9B17l菌体形态(×1000倍)Fig.3-9B171(×1000)3.4.2生理生化特性鉴定参照凌代文主编的《乳酸细菌分类鉴定及实验方法》中提供的生理生化鉴定B171属双歧杆菌属鸡双歧杆菌种。糖发酵特性及生化鉴定结果见表3—6。表3—6B171菌株糖发酵特性及生化鉴定结果Table3—6Characteristicsorl模式sugarfermentationB17landidentifiedresultsofstrain第三章结果与讨论3.4.3高效液相色谱分析高效液相色谱分析显示,发酵液中有乳酸和醋酸存在。乳酸标样色谱图见附录1,乳酸+醋酸标样色谱图见附录2,双歧杆菌色谱图见附录3。3.5鸡源乳酸杆菌的分离纯化与筛选从4只LO天龄小鸡的小肠内分离得到16株待筛选菌株。经脱脂乳凝乳实验和对指示菌株的抑菌实验,筛选出凝乳较快和抑菌活性较强的菌株3株,分别为:M09,M16,M52,见表3—7。由表3—7可知,菌株M16的凝乳时间最短,抑菌效果最佳,故选择M16进行以下实验。表3—7不同菌株的凝乳时间和抑菌活性比较Table3—7ThedifferenceofEnteropathogencurdling—timeandinhihitionofofdifferentstrains3.6鸡源乳酸杆菌的特性研究由于鸡双歧杆菌,鸡乳酸杆菌同属乳酸菌类,营养要求和发酵特性相近,生产中拟用鸡源乳酸杆菌和鸡源双歧杆菌共同发酵,由于鸡双歧杆菌的发酵和保存要求较鸡乳杆菌严格,故优先考虑鸡双歧杆菌的发酵。采用3,3.2优化的鸡双歧杆菌优化培养基来培养M16。生长曲线和pH值变化曲线见图3一lO。由图3一lO可见,M16到18h后达到高峰后保持不变,表明此后菌数不再增加。选择发酵时间在16h。此时M16的增殖菌数可达7.1×t08个/mL。37毕雨理工大学帧士掌位论文11867656555141goo02,84遥工a5406O4O200翌growth353481214L6182024时间(h叶图3一LOM16的生长曲线和pH值变化曲线Fig.3-10ThegrowthofM16andthechangeofpHin3.7鸡源乳酸杆菌的初步鉴定3.7.1形态学鉴定待鉴定菌株M16革兰氏阳性,无芽孢杆菌,大小为(O.6~0.7)lam×(3.8~4.5)帅,单生,成对或呈链状,无鞭毛,不能运动。菌体形态见图3—1l。图3一儿M16菌体形态(×t000倍)Fig.3-llM16(×1000)3.7.2生理生化特性鉴定参照凌代文主编的《乳酸细菌分类鉴定及实验方法》中提供的生理生化鉴定模式,待测菌株M16属嗜酸乳杆菌。耱发酵及生化鉴定结果见表3—8。表3—8M16菌株糖发酵特性及鉴定结果Tabte3—8CharacteristicsOnsugarfermentationandidentifledresultSofStrainofM163.7.3RapidID32A生化鉴定法国梅罩埃RapidID32A生化鉴定结果为嗜酸乳杆菌。见图3—12。API签定幕嚣:123瓣母憎.,_害陀孝二04f3口137口5rapid,疗32rl0RE—ADII—a(1AL一86^L一8Gp—aGL驻+一lHo—pA乙一BNAGt*&E+RAF—NIt肋P』fZeuA+PY配4一TyrA●Ata.4+GIyA+芹isA’GG,4一SerA+BGLE+aAR^一88UR^r9A+ProA—LG^6BC—aF毯c一8一%g一一一:::一:::=姆钧鉴定锫聚l■麓再秆蕾………………….…..Iid--98.扣口・92f………:::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::~…………………一、畸虢巍耔謦:不苻试验教。lL誊透莽虐磨事重球毒…・一…・一。・””“。i“。彪d’L扣玑….一….一。。“菇;“。.麒d,1.j鄙.78k.f^_簪事重球毒I∥一GADtCTOStDASF删£?SX图3—12RapidID32A生化鉴定结果Fig.3—12TheidentifiedresultofrapidID32A3.7.4高效液相色谱分析华南理工大学硕士学位论文高效液相色谱分析显示,发酵液中有乳酸存在。乳酸杆菌色谱图见附录4。3.8鸡源屎肠球菌的分离纯化与筛选从30天龄鸡的盲肠内分离得到2株待筛选菌株。通过菌落及菌体形态可以看出,鸡屎肠球菌液体培养基中呈沉淀生长,无菌膜形成,固体培养基菌落光滑、周边整齐,直径0.5~1.5mm。是羡性厌氧革兰氏阳性菌。经筛选,确定wOl9作为待测菌株。3.9鸡源屎肠球菌的特性研究由于屎肠球菌、乳酸杆菌和双歧杆菌同属乳酸菌类,营养要求和发酵特性相近.生产中拟用鸡源屎肠球菌、鸡源乳酸杆菌和鸡源双歧杆菌共同发酵,优先考虑鸡源双歧杆菌的发酵。采用3.3.2优化的双歧杆菌培养基来培养w019。生长曲线和pH值变化益线见图3一13。由图3—13可见,wol9的发酵时间为16h,此时的增殖菌数可达8.3×108/ml。2876.5664型凸o21864ss翟:≯△—二—!-54.540482O12l416t82024时间(hr)图3—13W019的生长曲线和pH值变化曲线Fig.3-13ThegrowthofWOl9andthechangeofpHingrowth3.10鸡源屎肠球菌的初步鉴定3.10.1形态学鉴定菌株W019革兰氏染色呈阳性,球菌。大小为0.5--1.5帅,成对、单个或呈链状排列,无鞭毛,荚膜和芽孢.不能运动。菌体形态见图3—14。40第三章结果与讨论图3—14W019菌体形态(×1000倍)Fig.3一14W019(×1000)3.10.2生理生化特性鉴定生长特性:液体培养基中呈沉淀生长,无菌膜形成,固体培养基菌落光滑、周边整齐,直径0.5~1.5mm。生长试验、生化代谢及其糖发酵特性实验结果见表3—9。根据鉴定结果,W019是屎肠球菌。表3—9W019菌株生长实验及生化鉴定结果Table3—9CharacteriStiCSongrowingtestandidentifiedreSUltSofW0191蔗乳肌尿篡磊;茹姜蕃W019++一一一乳甘露糖蜜二糖粥媳峨钠隅氧酸^一+松三糖核糖七叶苷木糖纤维二糖++一+++一+阿拉伯糖+一一一一淀粉菊糖山梨醇丙酮酸N眺酊眦珈,.c++3.10.3高效液相色谱分析41华南理工大学硕士学位论文高效液相色谱分析显示,发酵液中有乳酸存在。屎肠球菌色谱图见附录53.11鸡源地衣芽孢杆菌的分离纯化及筛选从30天龄鸡的盲肠内分离得到2株待筛选菌株YB02.YB032。鸡源地衣芽孢杆菌革兰氏阳性,芽孢中生,椭圆形,运动,菌体形态受温度、培养基和培养时间等因素影响变化很大。在营养琼脂培养基表面生长时,菌落不透明.牢固的附着在培养基表面,呈圆形,较粗糙。在琼脂内部生长缓慢,呈小花状菌落,中心有一透明的小点。经拮抗致病菌株(鸡大肠埃希氏菌O一78)的抑菌圈比较,选择YB02作为待测菌株继续以下实验。拮抗致病菌株的筛选结果见表3一10。表3一10拮抗致病菌株的筛选结果Tab】e3—10TheSCreenresultSofresiSt-bacteriastrain时间(h)YB02(抑菌圈直径/mm)YB03(抑菌圈直径/ram)4818.00i4.263.13.12鸡源地衣芽孢杆菌的特性研究2.1最适初始pH值L40。20一L号100一毫8”Ⅱ*60一要40一20一图3—15YB02培养基pH值的确定Figure3-15TheeffectofpHvalueon一growthofYB02the由图3—15可见,最佳初始pH值为6.5a3.12.2最适培养温度.;hoⅡ引宝一嚣刊毫}如∞∞∞如如020253035404550温度(℃)图3—16YB02生长与温度的关系图Figure3-16TheeffectofdifferenttemperatureonthegrowthofYB02由图3一16可见,最佳培养温度为30~32℃。3.12.3培养基优化碳源对YB02生长的影响见表3一ll表3一ll碳源对YB02生长的影响Tab.3—1lTheeffectofcarbonsourceson3.12,3,1碳源的优化thegrowthofYB02从表3—1l可以看出,最适合YB02生长的碳源是玉米淀粉,其次是可溶性淀粉。312.3.2氦源的优化氮源对YB02生长的影响见表3—12表3一12氮源对YB02生长的影响Tab.3—12TheeffectofnitrogensourcesonthegrowthofYB02华南理工.大学硕士学位论文从表3一12可以看出.有机氮源较无机氮源更有利于YB02的生长。最佳为酵母膏,其次是蛋白胨和蛋白胨+酵母膏。3123.3无机盐的优化无机盐对YB02生长的影响见表3一13表3—13无机盐对YB02生长的影响Tab.3一13TheeffectofmineraloNthegrowthofYB02从表3一13可以看出,磷是YB02生长必须的元素,磷在菌体的核酸代谢、能量的储存与传递方面起着重要的作用。同时,磷酸盐也是重要的缓冲剂。312.3.4生长因子的优化玉米浆富含生长因子,能促进菌株的生长,其添加量对YB02生长的影响见图3一17。从图3一17可以看出玉米浆对菌株YB02的生长有明显的促进作用,添加量以2%~2.5%最佳。350300j250童200Ⅱ目150彝划10050OL522.533.5玉米浆浓度(%)图3—17玉米浆对YB02生长的影响effectofcornsyruponthegrowthofYB02第三章结果与讨论3.123.5鸡源地衣芽孢杆菌培养基的优化以酵母膏、玉米淀粉、NaH2P04+Na2HPO4和玉米浆作为发酵因素,按表2—3的因素水平表,采用b(34)正交实验实施实验。实验结果见表3一14,相应的极差分析见衰3—15。由表3一15可见,各因素对指标影响的显著顺序为:C>B>A>D,即无机盐的影响最为显著,碳源次之,氮源再次之,生长因子的影响最小。最优组合为A。B:C:D:,即酵母膏为1.j%,玉米淀粉2.0%,NaH2P04+Na2HP040.2%+0.2%,玉米浆2.0%。表3—14YB02培养基优化的正交实验结果L。(34)Tab.3—14TheresuLtSOilOptimizatiOI'IofCUlturewithYB02试验号A(%)1.O1.01.01.51.51.52.O2.O92.0因素B(%)1.O2.03.O2.03.0L.03.01.O2.0生物量(109个/mL)C(%)D(%)1l232313l5202525l组22024lO88236l6O2OOlOO2l51.832组l87253O932l总和44O794吼m232m吼m3l3m吼吼ll81469329426257336926l52O220251.5l57l8O2.05均加加如加均加地l3953.850.2+0.2表3一15鸡源地衣芽孢杆菌培养基优化中各指标的极差分析结果Table3—15TheresultsofB3.7774.0603.3070.753variancean8lysiSC4.0934.4932.5571.936D3.7373.9233.4830.440指标KlK2K3RA3.6074.0803.4570.6233.12.3.6YB02在优化培养基中的生长特性生长曲线见图3—18华南理工大学硕士学位论文3皇<-%:l刹I+含孢于:『—卜不含孢于蛎∞强∞筠绚’三m00101520253035彝刊时间(hr)图3—18YB02的生长曲线Fig.3—18ThegrowthofYB02从生长曲线可知,YB02在12~15h左右菌种生长基本处于稳定期。在17~20h时,有芽孢形成并大量产生孢子。因孢子具有耐高温、耐挤压的性能,较长时问保持活力,故选择种龄在14~16h,发酵时间在18~20h。此时YB02的增殖数可达3。5×109个/mE。3.13.13鸡源地衣芽孢杆菌的鉴定3.1形态学鉴定菌株YB02菌体大小为2.2~2.5um×0.65~0.75um,芽孢中生,椭圆形。菌体形态:圆形,乳白色,边缘整体、凸起,表面不很光滑,湿润,不透明。菌体形态见图3一19。图3—19YB02菌体形态(×1000倍)Fig.3-19YB02(×1000)第三章结果与讨论3.13.2生理生化特性鉴定表3—16YB02菌株生长实验及生化鉴定结果Table3—16CharacteriStiCS011growingtestandidentifiedresultSofYB02菌株YB翼銎L-兰嘉||囊V管{爹罨爹蒌垂嚣鍪≤≥罨孑++一++++5.8一02利利酪素水明胶粉柠二成淀用晶生HH解化解酸:哚“±h液水檬雾吲++++一民生8长曩生7长№生%m长№生%吼长,№生%叭长最生温高长度最生温低长度++++++55℃15℃根据以上鉴定结果,YB02是地衣芽孢杆菌。3.14鸡源酵母菌的分离纯化和筛选从成年鸡的盲肠内分离得到12株待筛选菌株。经热稳定性筛选试验,选择菌株B12l进行以下实验。3.15鸡源酵母菌的特性研究考虑到生产中鸡源酵母菌将和鸡源地衣芽孢杆菌共同发酵,采用3.12.3.5的鸡源地衣芽孢杆菌优化培养基来培养B121。生长曲线见图3—20。从生长曲线可知,B121在18h左右菌种生长基本处于稳定期。故选择种龄14~15h,发酵终止时间18~20h。此时B121增殖数可达1.24X108个/mL。47华南理工大学硕士学位论文42O86420051015202530|二、三鼎二Ⅲ屯时间(hr)图3—20B121的生长曲线Fig.3—20ThegrowthofB12l3.13.16鸡源酵母菌的初步鉴定6.1形态学鉴定菌株B[2l菌落呈奶油色,质地粘稠,表面光滑无纹,边缘光滑。细胞呈椭圆m.繁殖方式为单极芽殖。菌体形态见图3—2l。大小2.1~4×3~7u图3—21B121菌体形态(×1000倍)Fig.3-21B12t(×1000)髓——3.1苎三兰堕墨量盟笙6.2生长特性与生理生化鉴定液体生长特征表明,该菌生长有沉淀,质地致密,无膜醭。无假菌丝形成。碳水化合物发酵和碳源化合物的同化结果见表3一17。表3—17B121菌株生化鉴定结果Table3—17IdentifiedresultsofB12l墨i|嘉喜蚕凳量嚣薯蓑磊蓑蕃墨D一鼠李菌株B12l半乳糖蔗糖L山梨糖麦芽糖乳糖纤维二糖蜜二糖棉仔糖哺僦粉阻木糖旧黼糖核糖糖同化萎嚣嘉薹薹6,W019抑菌实验根据以上鉴定结果,参照《酵母菌的特征与鉴定手册》的有关描述,B12l是酵母菌属。3.17拮抗病原菌试验B171,M13.17.1在同类实验中,常常采用待测菌和致病菌均同时加入被观察的培养系统同培养。而在本实验中,考虑到厌氧菌的生长周期较长,繁殖速度慢,如果同时进入新的培养系统中,致病菌在经过短暂的适应期后将迅速生长.在营养和生长空间的竞争方面处于优势,使厌氧菌的生长和代谢受到影响,从而不能完全体现它对致病菌的生长抑制作用。在本实验中,采用模拟肠道生境的方法,即先有益生菌,后有外籍菌。当待测菌在实验管中培养了16h后,正值对数生长期,再将同样处于对数期的致病菌华南理上大学硕士学位论文加入其中,并补充三分之一的培养基,以提供致病菌足够的营养,有利于致病菌的生长。双歧杆菌BITl,嗜酸乳杆菌M16,屎肠球菌WOl9抑菌实验结果见表3—18。表3—18菌株B171.M16,W019抑菌实验结果Tab.3一t8TheresultSofresist—bacteriatestforBi7l,M16.W019待测菌指示菌对照组菌数(个/mL)实验组菌数(个/mL)抑制率(%)由表3—18可知,嗜酸乳杆菌M16在体外具有抑制杀死鸡大肠埃希菌O一78.鸡白痢沙门菌O一79,金黄色葡萄球菌C58000的作用。双歧杆菌B17l和屎肠球菌W019对O一78,0—79,C58000均有明显的抑制作用。3.17.2B171,M16,W019发酵上清液的杀菌实验表3一19菌株B171,M16,W019发酵上清液的杀菌实验结果Tab.3—19TheresultSofresist—bacl:eriatestforfermenting1iquorofB17l,M16.WOl9双歧杆菌B17l,嗜酸乳杆菌M16.屎肠球菌WOl9发酵上清液的杀菌实验结果见表3—19。第三章结果与讨论结果表明,嗜酸乳杆菌M16的上清液对三种鸡肠道致病菌的原液浓度(0.5Mcfarland)没有杀菌作用,而对10倍稀释后浓度的细菌表现出杀菌效应,在上清液点种的区域内均无致病菌的生长。提示嗜酸乳杆菌M16的代谢产物对三种鸡肠道致病菌有明确的杀菌作用。据报道,不同属、种、株的乳杆菌都能产生不同的细菌素.具有抑制或杀死其他微生物的作用。而乳杆菌发酵产生的大量乳酸,显著降低环境中的pH值(可达3.5),也是不容忽视的原因之一。双歧杆菌B171和屎肠球菌w019的上清液对三种肠道致病菌的原液浓度(0.5Mcfarland)以及10倍稀释的细菌均没有杀菌作用。在上清液点种的区域内,致病菌的生长没有受到影响。3.17.3YB02和Bl21抑菌实验表3—20菌株YB02和B12l抑菌实验结果地衣芽孢杆菌YB02和酵母菌B12l抑菌实验结果见表3—20。Tab.3~20Theresultsofresist—bacteriatestforYB02andB121从表3—20结果可以看出,地衣芽孢杆菌YB02对鸡大肠埃希菌O一78有抑制作用,对鸡白痢沙门菌O一79和金黄色葡萄球菌C58000有拮抗作用。地衣芽孢杆菌的代谢产物中有一种类似杆菌肽的物质,对致病菌产生抑制作用。而其较低的氧化还原电位对需氧菌和兼性厌氧菌生长也会产生不利影响,在一定程度上可以降低致病菌的代谢速率,使其生长缓慢甚至死亡。酵母菌B12l对三种鸡肠道致病菌有拮抗作用。这可能是通过生长竞争或产物形式实现的。3.18拮抗抗生素试验双歧杆菌B171、嗜酸乳杆菌M16、屎肠球菌WOl9、地农芽孢杆菌YB02和酵母菌B121的抗生素敏感性实验结果见表3—2l、表3—22、表3-23,表3—24、表3~25。51华南理T大学硕士学位论文表3-2l菌株B17l抗生素敏感性实验Tab.3-2lTheresultsofdrug—resistancetestforStrainB171抗生素名称L抑菌圈大小(mm)评估23平均表3—22菌株M16抗生素敏感性实验Tab.3-22TheresultSofdrug—reSiStancetestforstrainM16抗生素名称林可霉素庆大霉素362311抑菌圈大小(mm)234333——评估平均34.322.6敏感218126241094敏感耐药耐药耐药丁胺卡那霉素新霉素9.710.7儿6环丙沙星5.3表3—23菌株WOi9抗生素敏感性实验Tab.3-23Theresultsofdrug—resistancetestforStrainW019抗生素名称抑菌圈大小(mm)3610202317lO1218242071l——评估平均7.711.020.023.019.3林可霉素丁胺卡那霉素庆大霉素耐药耐药敏感222221万古霉素敏感敏感氨卞青霉素第三章结果与讨论表3—24菌株YB02抗生素敏感性实验Tab.3-24Theresultsofdrug—resistancetestforstrainYB02抗生素名称抑菌圈大小(mm)广——丁——百——1酉~评估表3—25菌株B12l抗生素敏感’陛实验Tab.3-25Theresultsofdrug—EesistantetestforstFainB12l由以上结果可知,双歧杆菌B17l对丁胺卡那霉素、新霉素、巴龙霉素耐药,对青霉素、万古霉素、林可霉素和杆菌肤敏感。嗜酸乳杆菌M16对丁胺卡那霉素、新霉素、环丙沙星耐药,对林可霉素、庆大霉素敏感。屎肠球菌wOl9对林可霉素、丁胺卡那霉素耐药,对庆大霉素、万古霉素、氨卞青霉素敏感。地衣芽孢杆菌YB02对林可霉素、磺胺嘧啶耐药,对庆大霉素、丁胺卡那霉素、环丙沙星、氨卞青霉素、新霉素敏感。酵母菌B12l对环丙沙星、林可霉素、新霉素、杆菌肽耐药。3.19菌株间的拮抗性及相容。性菌株问的拮抗性及相容性实验结果显示,培养基划线的交点处菌苔交叉紧密,说明5种菌株间没有拮抗作用。且双歧杆菌是严格厌氧菌,嗜酸乳杆菌和屎肠球菌是兼性厌氧菌,酵母菌和地衣芽孢杆菌是好氧菌,它们可以互利共生。华南理工人学硕士学位论文结论与展望一、结论本论文主要研究了从鸡的肠道中分离筛选出五种肠道菌,初步鉴定为肠道益生菌,在此基础上对各菌株的培养特性进行探讨。并对各菌株拮抗致病菌和拮抗抗生素的特性进行了探讨。同时也探讨了各菌株之间的拮抗性。总结如下:1.选用BS培养基,从15天龄鸡的盲肠中分离筛选出双歧杆菌。选用SL培养基,从10天龄鸡的小肠中分离筛选嗜酸乳杆菌。选用EC培养基,30天龄鸡的盲肠中分离筛选尿肠球菌。选用BLI培养基,从30天龄鸡的盲肠中分离筛选出地衣芽孢杆菌。选用麦芽汁培养基,从成年鸡的盲肠中分离筛选出酵母菌。2.对分离的五种菌株进行初步鉴定:菌株B171是双歧杆菌,菌株M16是嗜酸乳丰T蔺,菌株w019是屎肠球菌,菌株YB02是地衣芽孢杆菌,菌株B121是酵母菌。3.双歧杆菌最初从小鸡肠道中分离时严格厌氧,自制厌氧罐不能满足其厌氧要求。厌氧发生袋法可以达到很好的厌氧环境,此方法操作简单易行,适用于双歧市I‘菌的分离和培养。4.双歧杆菌为革兰氏阳性严格厌氧菌,其最佳培养条件是初始pH值7.0,初始温度为40℃。优化培养基配方为酵母膏0.9%,胰蛋白胨0.6%,大豆蛋自胨0.6%.葡萄糖2,5%,双歧因子0.2%,生长因子10%。选择发酵培养时问为18h,此时Bi7l的增殖菌数可达6.2×105个/mL。5.嗜酸乳杆菌M16为革兰氏阳性兼性厌氧菌,发酵培养时间为16h,增殖菌数可达7.1×108个/mL。6.屎肠球菌w019为革兰氏阳性兼性厌氧菌,发酵培养时间为16h,增殖菌数可达8.3X108/ml。7.地衣芽孢杆菌YB02革兰民阳性好氧菌,其最佳培养条件是初始pH值6.5,培养温度30~32℃。优化培养基为酵母膏1.5%,玉米淀粉2.O%,Nail2P04+Na2HPO40.2%+O.2%,玉米浆2.0%。发酵培养时间在18~20h,此时增殖菌数可达3.5×109个/mL。8.酵母菌B121的发酵培养时间18~20h,此时增殖菌数可达1.24×108个/mL。9。拮抗病原菌实验表明,嗜酸乳杆菌M16在体外具有抑制杀灭鸡大肠埃希菌O一78,鸡自痢沙门氏菌O一79,金黄色葡萄球菌C58000的作用。双歧杆菌Bl7l和屎肠球菌W019对三种致病菌均有明显的抑制作用。地衣芽孢杆菌YB02对0—78有抑制作用,对O一79和C58000有拮抗作用。酵母菌B121对O一78、O一79和C58000有拮抗作用。lO.拮抗抗生素实验表明,双歧杆菌B17l对丁胺卡那霉素、新霉素、巴龙霉结论与展望素耐药,对青霉素、万古霉素、林可霉素和杆菌肽敏感。乳酸杆菌M16对丁胺卡那霉素、新霉素、环丙沙星耐药,对林可霉素、庆大霉素敏感。屎肠球菌W019对林可霉素、丁胺卡那霉素耐药,对庆大霉素、万古霉素、氨卞青霉素敏感。地衣芽孢杆菌YB02对林可霉素、磺胺嘧啶耐药,对庆大霉素、丁胺卡那霉素、环丙沙星、氨卞青霉素、新霉素敏感。酵母菌B121对环丙沙星、林可霉素、新霉素、杆菌肽耐药。11.本实验分离的5种菌株之间没有拮抗作用。二、展望与设想l本实验从鸡肠道中直接分离并初步鉴定了5个菌种:双歧杆菌、乳酸杆菌、屎肠球菌、地衣芽孢杆菌和酵母菌。它们均为美国食品与药物管理局和美围饲料协会公布的对动物无致病性、可直接用于动物饲料的菌株。2目前,用于动物微生态制剂的菌株大多来源于人和哺乳动物的肠道,或来自于土壤中,而从健康鸡肠道中分离正常菌群的工作还进行得很少。本实验分离菌株均直接分离自健康鸡的肠道,对宿主动物肠道的粘附作用也有种属特异性,有利于在宿主肠道巾的定植。为研制动物微!J三态制剂提供了合适的菌种。同时为鸡的肠道微生念环境研究提供了资料。3由于条件和资剃有限,本次实验对已初步鉴定的5种菌种没有进行肠道黏f:f'j实验和动物安全实验。对于酵母菌,还没有确定属于哪一个种。发酵工艺条件的摸索和微囊化保存的研究等工作有待今后进一步完成。4本实验筛选的五种益生菌对三种鸡肠道致病菌有不同程度的拮抗作月;j,鸡源乳酸杆菌对三种鸡肠道致病菌有明显的抑制作用。今后将对它们的抑菌机制、相关的生物特性、相互排斥以及在宿主体内定居等方面进行实验,为研制复合型微生态制剂提供实验依据。5动物微生态制剂的研究方向可以从以下几方面考虑:5.1遗传的稳定性和安全性。5.2基础研究方面有待进一步深入,如利用悉生动物研究益生菌的作用机理。5.3抗生素和微生态制剂联合应用的相互影响程度。5.4用本动物或实验动物做急性、亚急性毒性实验,致畸致残实验,选择安全性好的菌株作为生产菌株。5.5益生菌与益生元、抗生素、酶制剂协调效应和作用机理。5.6从菌株保存技术、厌氧技术、包装和缓释技术、基因工程技术等方面进行生产工艺的研究。5.7采用随机扩增DNA多态性分析技术(RAPD:RandomamplifiedpolymorphiCDNA)对同一种属的不同菌株进行鉴别,可以确定菌种来源。防止各微生态制剂中菌株的重复使用,以及各生产厂家的互相抄袭。华南理工大学硕士学位论文参考文献[1]何明清.动物微生态学.第一版.农业出版社,1994:19~229[2]谭支良.动物胃肠道微生态理论与实践.应用生态学报.2003,14(1):148~[50[3]FulletR.Areview:ProbioticsinBacteria,I.989,66:365~378manandanimalS.JournalofApplled[4]康白.微生态学.第一版.大连出版社,1988:20…[6】王建华.动物肠道菌群与微生态制剂.天津畜牧兽医.1996,13(2):9~10[7]何明清.仔猪消化道不同位点的正常菌群与下痢菌的关系.四川I农学院学报.1983,I(2):243~249[8]裴青生.成年鸡盲肠正常菌群的初步研究.青海畜牧兽医杂志.1997.27(5):6~8[9]杨增岐.健康鸡嗉囊和盲肠内容物正常菌群的分离与鉴定.畜牧兽医杂志.t998,29(1):45~53[10]TorrallardonaD,HarriSC1.Theproceedings0ftheIVInternatiorlalSymposiumforDigestionandPhysiologyofPigs.Chengdu:SichuanScienceandTechnologyPresS.1997:247~250[11]BermhardEckel.益生素改善肠道微生物平衡和饲料卫生.国外畜牧科技.2000,27(5):2l~22[L2]石现瑞,高峰.抗生素添加剂的负面效应及其替代品的研究.饲料博览,2000,12(3):24~26[13]杨景云.肠道菌群与健康.第一版.黑龙江科学技术出版社,199l:20~22[14]姜文侠,史连生等.饲用微生态制剂一一益生素.动物科学与动物医学.2000,17(2):57~59[15]王丽娟.益生菌的研究及应用进展,饲料博览.1999,ll(1):15~18[16]TalariCOTdrataseL。eta1.PurificationandcharactrizationofglyceroldehyfromLactobacillusreuteri.PoultyScience.1997。76(1):179~196I.eta1.Surfaceinsugars[17]OfekofanimalcellsaSadeterminantofrecognitionbacterialadherence.TrendsBiochemicalScience.1988.33(2):33~46[18]PedersenK,eta1.ColonizationofthePoreinegastrointestinaltractbyLactolbacili.ApplledEnvironmentalMicrobiology.1989,55(2):279~283[19]张勇.动物微生态营养及.畜禽业.1999,11(9):26~28[20]蔡辉益,霍启光.动物营养研究进展.第一版.中国农业科技出版社。1994:239~247参考文献[2L]江永才.酵母及其共生菌在饲料工业的应用.上海饲料.1998,20(5):29~30[22]冯亚强.芽孢杆菌微生态制剂的应用进展.中国饲料.1995.10(10):8~10[23]SorokulovafunctfonalIB.EffectofprobiotiCSfrombac“Lionmacrophageactivity.AntibiotKhimfoter.1998,43(2):20~23[24]王斌.微生态调节剂对鲤鱼生长及肠道菌群的影响.中国微生态学杂志.1996。8(1):32~35[25]胡东兴.微生态制剂及其作用机理.中国饲料.2001,3:14~16[26]王旭明.益生菌作用机理的研究进展.吉林农业科学.2002,27(1):50--53[27]SpielerA,eta1.LacticacidbacterialasprobiotiCSfeedadditive.Kraftfutter.1996,5:200~207[28]全艳玲.地衣芽孢杆菌对有害微生物的拮抗作用.食品科学.2002,23(8):67~69[29]刘国华.动物微生态理论在饲料工业中的应用.饲料工业.2000,2l(3):l~4[30]张日俊.消化道微生物与宿主营养素的吸收和代谢研究.中国饲料.2003,2:11~14[31]CoatesM.IntestinalsynthesiSoftheBcomplxinchicks.BritishJournalofNutrition.1968.22:493~500[32]SekiReK.AnalYsiSaofantitumorpropertiesofeffectorcellSStimulatedWithcellwallpreparation(WPG)ofbifidobacteriuminfantS.Bi01.Pham.Bull.1995,18:148~153[33]王立生,潘令嘉.双歧杆菌对裸鼠腹腔巨嗜细胞产生IL一1及IL一6的影响.中国微生态学杂志.1998.10(3):34~38[34]RomondMofB,eta1.Bifidobacteriaandhumanhealth:regulatoryeffectindigenousbifidobacteriaonEcoliintestinalCOionizatiON.Anaerobe.1997.3:131~136[35]葛风霞,袁小林.乳酸杆菌对小鼠腹腔巨嗜细胞活化作用及细胞毒作用的初步研究.中国微生态学杂志.1998,10(1):45~46[36]潘康成,何明清.地衣芽孢杆菌对家兔免疫功能的影响研究.中国微生态学杂志.1998,10(4):204~206[37]PessiT,eta1.ProbioticsreinforcemucosaldegradationofantigeninratS:Inplicationsfortherapeutic2318useofprobiotics.1998,128(12):2313~[38]RojasM,etai.Colonizationlactobacilliofpigletsmallintestinalmucus.JournalApplledBacteri01.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作者:
学位授予单位:
陈琼
华南理工大学
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