枯草芽孢杆菌在饲料毒素消除中的应用研究

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霉菌毒素是霉菌产生的一类有毒的次级代谢产物。霉菌毒素在饲料及其原料中的污染十分普遍,其性质稳定,易残留在饲料及其原料中。动物食用被霉菌毒素污染的饲料后,将引发机体急性中毒和慢性中毒,给养殖业带来巨大经济损失。近年来,益生菌被认为是极具发展潜力的霉菌毒素脱毒剂。本研究筛选具有霉菌毒素去除能力和霉菌生长抑制能力的枯草芽孢杆菌,对其毒素去除特性和作用机制进行初步研究,并将其初步应用于水产饲料中。本研究的主要内容和结果如下:1.筛选具有降解霉菌毒素能力的枯草芽孢杆菌。对16株枯草芽孢杆菌进行玉米赤霉烯酮(ZEN)、黄曲霉毒素B1(AFB1)和呕吐毒素(DON)降解能力和霉菌的生长抑制能力的筛选。结果发现,16株枯草芽孢杆菌中,11株枯草芽孢杆菌具有ZEN降解能力,占比69%;2株枯草芽孢杆菌具有AFB1降解能力,占比13%;但均未体现出显著降解DON的能力。其中,枯草芽孢杆菌C10可同时降解ZEN和AFB1,且对黄曲霉和镰刀菌的生长抑制率达30%以上。2.枯草芽孢杆菌消除ZEN的特性研究。通过比较枯草芽孢杆菌发酵上清液和菌悬液对ZEN的消除能力发现,菌悬液的吸附作用是消除ZEN的主要途径。在p H 4~10范围内,枯草芽孢杆菌菌悬液有较好的ZEN吸附能力,浓度为2×10~8CFU/m L的菌悬液对2μg/m L的ZEN的吸附作用在24 h内上升并稳定至96%。菌体表面多糖与蛋白参与了对ZEN的吸附,吸附能力与蛋白类型和多糖的含量与组成有关。细胞壁完整性对菌体吸附ZEN至关重要。30℃下6×10~8 CFU/m L的菌悬液按2:5(m L/g)比例混合于含2 mg/kg ZEN的饲料48 h后,对ZEN消除率达33%。3.枯草芽孢杆菌降解AFB1的特性研究。通过比较枯草芽孢杆菌发酵上清液和菌悬液对AFB1的降解能力发现,发酵上清液对AFB1的降解能力显著高于菌悬液。上清液经1%SDS处理后对AFB1降解率显著下降,但蛋白酶K和热处理后,降解率无显著变化,由此推测活性物质为对SDS敏感但对蛋白酶K不敏感,具有良好热稳定性的蛋白。SDS-PAGE分析表明活性蛋白分子量在18.4 k Da以下。金属离子和温度显著影响上清液对AFB1的降解,Ca2+、Mg2+、Cu2+、Fe2+和Zn2+抑制降解,Mn2+促进降解;55℃为较佳反应温度,在此温度下,发酵上清液(30℃下牛肉膏蛋白胨培养基中培养3 d所得)作用于AFB1 72 h,AFB1(2μg/m L)降解率达95%。30℃下上清液按2:1(m L/g)比例混合于含4 mg/kg AFB1的饲料72 h后,对AFB1降解率达54%。
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