优良益生菌筛选及利用菌糠生产益生菌制剂研究

来源 :西北农林科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhuang_3210
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随着抗生素的耐药性和抗生素残留问题日益严重,研究和开发可替代抗生素的绿色饲料添加剂产品已成为世界性的研究课题。微生物制剂具有补充、调整和维持动物肠道微生态平衡,达到防病治病,促进健康和提高生产性能的作用。近年来我国食用菌技术发展迅速,逐步形成规模化和产业化生产,收菌后剩余底料菌糠的数量也急剧增加,菌糠内富含菌丝体且蕴含着丰富的营养物质,合理利用食用菌菌糠成为食用菌行业需要解决的问题。而利用菌糠生产益生菌制剂为其提供了重要途径。本研究以本实验室多年分离并保存的乳酸菌为出发菌株,从生长性能、产酸性能和耐受性等方面出发,筛选优良乳酸菌;并进一步研究筛选获得的乳酸菌的生长性能、产酸规律等生物学特性。以实验室保存和购买的芽孢杆菌为出发菌株,从生长规律、耐受性和产酶能力等方面出发,筛选获得优良芽孢杆菌;并对其进行鉴定和生物学特性研究。利用菌糠混合培养芽孢杆菌、乳酸菌和酵母菌,采用实验室小型罐式发酵,优化菌糠发酵培养基和发酵条件,筛选出最佳菌株配伍,并进行验证试验。主要研究结果如下:(1)实验共筛选获得3株优良乳酸菌,分别为植物乳杆菌R02(Lactobacillus plantarum)、粪肠球菌R07(Enterococcus faecalis)和戊糖片球菌R09(Pediococcus pentosaceus)。其中菌株R09生长最快,产酸能力最强,乳酸占总酸含量最高,达95.45%,可耐受0.12 g/mL NaCl;菌株R02对温度的耐受性最强,可耐受55℃高温;菌株R07对强酸强碱环境有较强的耐受能力,在pH为3.0-9.5的条件下均可生长。在药敏试验中,菌株R02和R07对抗菌药物表现出较强的耐受性,而R09表现出极强的耐药性。(2)筛选获得3株优良芽孢杆菌,分别为解淀粉芽孢杆菌Ba1(Bacillus amyloliquefaciens);蜡样芽孢杆菌Bc1(Bacillus cereus);枯草芽孢杆菌Bs1(Bacillus subtilis)。筛选结果表明,菌株Bs1和Bc1对高温、高盐条件有较好的耐受能力,3株菌对酸碱均有较强的耐受范围;且3株菌都具有良好的产酶活性;生长曲线测定结果表明,菌株Bc1、Ba1和Bs1在稳定期活菌含量较高,均超过1010cfu/mL,其中菌株Bc1在稳定期的活菌含量最高,达1014 cfu/mL。菌株Bc1、Ba1和Bs1的皿内拮抗试验结果表明菌株Ba1和Bs1对链球菌产生了较强的抑制作用。3株菌均具有较高的SOD酶活力。菌株Bc1对抗菌药物有较强的耐受性,菌株Ba1和Bs1对大多数抗菌药物都很敏感。(3)以乳酸菌R09和芽孢杆菌Bc1为出发菌株,通过L9(34)正交试验获得菌糠发酵的最适培养基配方:菌糠22.5 g,麸皮5.2 g,油渣2.5 g,尿素1.2 g。在此条件下乳酸菌R09的活菌数可达2.5×109cfu/g,芽孢杆菌Bc1的活菌数可达3.16×1010cfu/g。通过乳酸菌、芽孢杆菌和酵母菌混菌发酵,获得两组最优组合:处理3Bc1+1314+R02+R09和处理5 Ba1+1314+R02+R09。并得出处理3 Bc1+1314+R02+R09发酵产物的pH值显著(p<0.05)低于其它菌株组合,发酵产物中的粗蛋白含量和还原糖含量均显著(p<0.05)高于其它菌株组合,与对照组相比,粗蛋白含量增加了13.4%,还原糖含量增加了108.5%。通过L9(34)正交试验获得菌糠发酵的最适发酵条件,因此通过综合分析,菌糠发酵最适发酵条件为:温度30℃,初始pH值4.5,料水比2:2.7,培养时间96 h。在此条件下乳酸菌、芽孢杆菌和酵母菌的活菌数分别可达2.0×109 cfu/g,8.71×1010 cfu/g,1.95×108cfu/g。(4)经验证,两种菌株配伍的乳酸菌和芽孢杆菌活菌数都达到1010 cfu/g,各菌株活菌含量均较高,其中菌株配伍Bc1+1314+R02+R09中乳酸菌活菌数达4.27×1010 cfu/g,芽孢杆菌活菌数为8.24×1010cfu/g,酵母菌为7.08×109cfu/g;Ba1+1314+R02+R09中乳酸菌活菌数达1.58×1010 cfu/g,芽孢杆菌活菌数为5.75×1010 cfu/g,酵母菌为2.69×108cfu/g。
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