|微信设置
检查: 3327|回复: 0
打印 上一主题 下一主题

[饲料] 枯草芽孢杆菌发酵讨论

[仿制链接]
跳转到指定楼层
楼主
宣布于 2019-4-29 11:19:08 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖赏 |倒序阅览 |阅览方式


枯草芽孢杆菌是我国农业部答应作为饲料增加剂的两种芽孢杆菌之一,已被越来越多地研制成饲用微生态制剂。因其制剂是无毒、无残留、无污染的“绿色”增加剂,故具有宽广的发展前景,并已在畜牧业、饲料业广泛运用,显现巨大的社会效益和生态效益。枯草芽孢杆菌具有很强的蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶等活性,能发作抗菌素,在动物肠道内具有较强生物夺氧才干。这些特性对促进动物养分的消化吸收、进步动物的饲料转化率、防病和促进成长起到重要作用。鉴于此,国内外专家学者对研讨开发枯草芽孢杆菌制剂用于畜禽饲养日趋重视,然后也促进了这一工业的迅猛发展,但在现阶段的工业化出产中,存在着限制枯草芽孢杆菌发酵的许多要素。

1、枯草芽孢杆菌的生物学特色

杆菌:一般(0.7~0.8)×(2.0~3.0)μm,电子显微镜丈量为(0.5~0.6)×(1.1~3.5)μm,革兰氏阳性,运动,有长而又丰厚的周生鞭毛。

芽孢:椭圆形,中生或偏中生,即便孢囊膨大也不明显。

成长温度:最高温度45~55℃;最低温度5~20℃。

阳性反响:触摸酶;V-P反响;在7%的氯化钠中成长;pH5.7成长;分化葡萄糖、阿拉伯糖、木糖和甘露醇产酸;水解淀粉;运用柠檬酸作为碳源;复原硝酸盐为亚硝酸盐;分化酪素;石蕊牛奶产碱胨化。

阴性反响:厌氧成长;卵黄反响:在葡萄糖洋菜上或酪氨酸洋菜上构成可溶性黑色素;28℃4星期水解马尿酸盐;运用丙酸盐并分化酪氨酸。在55℃成长的菌株被0.02%的叠氮化合物按捺。

改动的性质:在V-P液中产酸(pH5.0~8.0);对溶菌酶的抗性;在10%的氯化钠中成长。

2、芽孢杆菌制剂的作用机理

2.1可发作酶类和养分物质

研讨标明芽孢杆菌能够排泄许多的胞外酶,如蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶等,有助动物对饲料的降解、消化,进步饲料运用率。饲猜中未被消化的蛋白质和一些含氮物质在肠道中被大肠杆菌和其他细菌脱梭生成具有潜在的毒性的腐胺、吲哚、酚类等物质。一些芽孢杆菌可发作氨基氧化、SOD酶、分化硫化氢的酶以及其他抗菌物质如过氧化氢,起到杀菌作用,然后削减动物体内有害物质的发作。研讨标明一些芽孢杆菌发作SOD酶,SOD能够铲除生物体内活性氧自由基,削减其对细胞的毒害作用,使生物   体免受损伤。芽孢杆菌在成长繁衍进程中能够发作挥发性脂肪酸,如乙酸、丙酸、丁酸等,一些脂肪酸可下降动物肠道的pH,然后为乳酸菌的成长创造条件,并且按捺病菌的成长。其间丙酸还能够参加三梭酸循环,为动物的推陈出新供应能量。一起,能够发作很高的维生素B和维生素C,为动物供应维生素养分。1996年Ozols对106株肠道菌进行研讨发现芽孢杆菌是维生素Bl和维生素B6的首要出产者;1998年倪学勤等研讨标明芽孢杆菌发作有机酸为机体供应能量养分的一起,还促进动物对钙、磷、铁的吸收运用。

2.2生物夺氧与生物拮抗作用

肠道客籍菌群是肠道的优势菌,大多厌氧,而致病菌多为需氧菌。人为引进的益生芽孢杆菌在肠道定植后,耗费许多的游离氧,构成厌氧环境,可削减需氧菌对肠道的定植,并有利于乳酸杆菌和双歧杆菌等厌氧菌的成长,致使体内的有益菌增加而致病菌削减,坚持肠道微生态系统平衡。芽孢杆菌与有害菌竞赛根本养分物质和肠道等黏膜结合位点,按捺有害菌然后削减肠道疾病,进步机体抗病才干。

2.3进步机体的免疫才干

近年来研讨标明,芽孢杆菌能排泄活性抗菌物质,使肠道相关淋巴安排处于高度反响状况。一起T、B淋巴细胞的数量增多,动物体液和细胞免疫水平进步。1992年Jonsson等报导,芽孢杆菌排泄胞外酶系的一起还发作抗生素。

3、芽孢杆菌饲料增加剂的运用优势

乳酸菌、芽孢杆菌、酵母菌作为益生菌的3种首要菌种来历,各自具有不同的生物学特性,在出产上也是各有不同。相关于别的两种微生物,特别是运用最为广泛的乳酸杆菌,芽孢杆菌具有共同的优势,首要体现在以下三个方面。

3.1安全性许多品种芽孢杆菌及其代谢产品已广泛运用于食物、饲猜中,现在没有发现毒副作用,是一种安全的菌种。许多芽孢杆菌及其代谢物很早就被人们有意无意地在食物、医药和饲猜中运用,一些芽孢杆菌归于“公认安全(GRAs)”的菌种,芽孢杆菌代谢发作的多种酶,如纤维素酶、淀粉酶、蛋白酶已在食物与饲猜中广泛运用。芽孢杆菌作为益生菌对动物无毒害,出产出的肉蛋类食物也是安全的。

3.2代谢速度快芽孢杆菌易于别离、培育与保存,一般对养分要求比较简单,代谢速度比较快,关于工业出产的要求不高。别的芽孢对热、紫外线、电离辐射和某些化学药品有很强的抗性,可忍受不良环境,比方能够在pH酸性环境生计,也能够在温度高达80℃甚至更高的环境中成长。

3.3分子加工操作简洁现在芽孢杆菌的分子生物学研讨已比较深化,能够运用分子生物学东西和常识研制高产功用的菌种,进步微生态制剂的饲喂作用,比方能够把蛋白酶、木聚糖酶的基因转移到芽孢杆菌中进行表达等,更大程度地发挥芽孢杆菌的益生作用。

4、枯草芽孢杆菌发酵研讨

所谓发酵,是凭借微生物许多生成堆集特定的代谢产品的现象。发酵工程是指选用现代工程技术手段,运用微生物的某些特定功用,为人类出产有用的产品,或直接把微生物运用于工业出产进程的一种新技术。发酵工程的内容包含菌种的选育、培育基的制造。灭菌、扩展培育和接种、发酵进程和产品的别离提纯等方面。

早在1975年,美国用苏云金杆菌(Bacillus thuringiensisBerliner)发酵制各种杀虫剂,今后各种芽孢杆菌被运用进行发酵出产各种产品。如运用地衣芽孢杆菌产β-甘露聚糖酶;运用耐碱性芽孢杆菌制备碱性淀粉酶;以枯草芽孢杆菌为动身菌株发酵出产中性蛋白酶、木聚糖酶、D-核糖、A-乙酰乳酸脱羧酶、B2甘露聚糖酶、肌苷、碱性果胶裂解酶。枯草芽孢杆菌能够以内生芽孢的方式发挥其功用。当时,研讨人员现已开端对以芽孢作为发酵产品的发酵系统进行探索和优化。张根伟等对发酵培育基的组分和其他发酵条件进行研讨构建了枯草芽孢杆菌BS-6的液体发酵系统,使该菌的终究发酵水平为1.66×109CFU/mL。考虑到发酵培育基质料本钱及获得途径便当等要素,麸皮、玉米粉、豆米粉等资料现已用于该类细菌的发酵出产,并获得较高的芽孢产值。

4.1影响芽孢杆菌发酵的要素芽孢杆菌发作的对热、紫外线、电磁辐射和某些化学药品有强抗性的芽孢,可忍受各种不良环境,能防治多种植物病害,易定殖在植物外表。其芽孢能够制成粉剂、可湿性粉剂等各种剂型的生防制剂而运用于农业出产,此制剂具有与化学农药混用而不失活的特性。因而,有必要对芽孢杆菌的产孢特性进行研讨,以期获得最佳产孢条件,终究获得商品化芽孢制剂。微生物发酵的出产水平不只取决于出产菌种本身的功用,并且要供应适合的发酵条件,才干使它的出产才干充沛发挥出来。优化发酵工艺能够充沛发挥菌种的潜在才干,进步发酵进程的出产功率,下降出产本钱。因而,工艺优化的研讨特别重要。

发酵工艺的研讨可从以下两方面下手:(1)培育基组分的影响:包含碳源、氮源、维生素和辅酶、无机盐及微量元素等。

(2)发酵条件的影响:包含温度、初始pH、初始接种量、装液量、转速等。

4.1.1 培育基对发酵的影响

培育基是人们供应微生物成长繁衍和生物组成各种代谢产品所需求的按必定份额制造的多种养分物质的混合物。培育基的组成对菌体成长繁衍、产品的生物组成、产品的别离精制甚至产品的质量和产值都有重要影响。发酵工艺可分为斜面种子培育、种子扩展培育、发酵罐内菌体培育、和产品组成等几个培育进程。种子培育基是供菌体成长繁衍用的,养分成分应是易被菌体吸收运用,比较丰厚和完好,其间氮源和维生素的含量应略高些,但总浓度略低为宜,以便菌体的成长繁衍。发酵培育基是供菌体成长繁衍和组成许多代谢产品用的。发酵培育基的组成要考虑菌体在发酵进程中的各种生化代谢的和谐,在产品组成期,使发酵液的pH不出现大的动摇。选用的原资料质量相对安稳,一起不影响产品的别离精制,不影响产品的质量。每个进程都有其培育基组成和制备工艺条件的要求。因而有必要依照不同培育阶段的微生物生理学特性供应适合的培育基配方。

4.1.1.1 碳源对发酵的影响

碳源是组成培育基的首要成分之一,其首要作用是供应菌种生命活动所需求的能量和构成菌体细胞成分和代谢产品中的碳素来历。一般的微生物能够在含各种碳水化合物的培育基上杰出成长,但它们产品的出产才干和碳源的品种有很大联络。碳源的品种及浓度,首要是由菌种耐渗透压凹凸和调理细胞膜渗透性的办法来决议,所以枯草芽孢杆菌发酵选用的碳源首要有葡萄糖、糖蜜、淀粉、玉米粉等。现在,国内外首要选用玉米粉。

4.1.1.2 氮源对发酵的影晌

氮源的首要作用是微生物细胞物质和含氮代谢物的氮素来历的养分物质。氮源作为枯草芽孢杆菌发酵培育基的另一个首要要素,在芽孢的构成上也发挥着重要作用。枯草芽孢杆菌在出产中常用豆饼粉、鱼粉以及(NH4)2S04等一些试剂作氮源。C/N直接影响菌体的成长和代谢,碳源转化为微生物本身的细胞物质和代谢产品,并且是动力物质。氮源是构成微生物细胞蛋白质和核酸的首要元素,而蛋白质和核酸是微生物原生质的首要组成部分。假如C/N偏小,会导致菌体成长过剩,易构成菌体提早变老自溶;C/N过大,菌体繁衍数量少,发酵密度低,细菌代谢不平衡,不利于产品的堆集;C/N适合,但C、N源浓度过低,则会影响菌体的繁衍,C、N浓度过高,则发酵开始导致菌体许多繁衍,代谢废物过多而增加发酵液的黏度,使溶解氧下降,引起菌体代谢反常,终究也影响产品的组成。

4.1.1.3 无机盐对发酵的影响

工业发酵中运用微生物的成长繁衍和产品组成中都需求无机盐和微量元素,如磷、硫、铁、锰、钙、镁等。许多金属离子对微生物生理活性的作用与其浓度相关,低浓度往往出现刺激作用,高浓度却表现出按捺作用。锰是枯草芽孢杆菌成长的必需元素,当培育基中短少Mn2+时,不适合枯草芽孢杆菌的成长,促进芽孢的生成。进步Mn2+浓度将会导致培育基成分份额失调,渗透压升高档一系列改动,然后诱导芽孢生成。

磷在菌体成长、繁衍和代谢活动中起着极其重要的作用。一方面,磷是构成核酸、磷脂、许多辅酶或辅基(辅酶Ⅰ、辅酶Ⅱ、辅酶A、NAD和NADP等)以及高能磷酸化合物的重要质料,另一方面,磷在代谢调理方面也起着重要的作用,磷能促进糖代谢的进行,促进微生物的成长。因而,磷源是枯草芽孢杆菌发酵培育基中另一个重要的组成成分,它的浓度直接影响着枯草芽孢杆菌菌体的成长和芽孢的构成。

钾虽不参加细胞结构成分,但它是许多酶作用的激活剂,钾还对细胞原生质的胶体状况和细胞膜的透性起调控作用。

钙首要参加调理细胞的生理状况,如:坚持细胞的胶体状况,下降细胞膜的通透性,调理pH等。

4.1.2 其他发酵参数对发酵的影响

4.1.2.1初始pH对发酵的影响

pH是微生物成长和产品组成的十分重要的状况参数,是代谢活动的归纳目标。为了到达微生物的充沛繁衍,培育基有必要坚持恰当的pH。初始pH的改动关于枯草芽孢杆菌的出产发酵进程影响是十分明显的。因而,决议最佳初始pH关于细菌发酵液含菌量就显得尤为重要。

pH影响菌量的原因:1)pH会影响微生物的细胞原生质膜的电荷,使细胞原生质膜发作改动,引起原生质膜对单个离子渗透性的改动,然后影响到微生物对培育基中的一些养分物质的吸收运用以及代谢物的渗漏,然后影响微生物的成长和推陈出新的正常进行。2)pH会直接影响到微生物细胞内的酶活性,在适合的pH下,微生物细胞内的酶才干发挥最大的活性;在不适合的pH下,微生物细胞内的某些酶的活性遭到按捺,然后影响微生物的成长繁衍和推陈出新。3)pH会影响到培育基中某些重要的养分物质和中心代谢产品的离解,然后影响微生物对这些物质的吸收和运用。

4.1.2.2温度对发酵的影响在发酵进程中需求坚持出产菌的成长和出产的恰当发酵条件,其间之一便是温度。温度对微生物成长的影响,是归纳影响各种代谢反响的成果。温度经过影响微生物膜的液晶结构、酶和蛋白质的组成与活性,以及RNA的结构和转录,然后进一步的影响微生物的生理活动。高温会使微生物细胞内的蛋白质发作变性或凝结,一起还破坏了微生物细胞内的酶活性,然后杀死微生物;而低温又能按捺微生物的成长。任何微生物的成长都有一个最适成长温度规模,在此温度规模内,微生物成长繁衍最快。温度过高过低,芽孢杆菌成长代谢缓慢,养分体都难以构成,芽孢则更难以在养分体内发作。

4.1.2.3溶氧对发酵的影响

溶氧(Dissolve Oxygen,DO)是需氧微生物成长所必需的。枯草芽孢杆菌是好氧细菌,它产孢需求有氧气的存在。MohamedIsmail等研讨过的球形芽孢杆菌(Bacillusphaerlcus)芽孢构成与溶解氧的联络相同,发现跟着溶解氧的浓度升高,芽孢构成量越高。但溶解氧浓度过高,反而使产孢量下降,这是因为关于好氧枯草芽孢杆菌来说,在其他发酵条件必定的情况下,特别是在对数成长期和芽孢构成期,确保满足的通气量有利于芽孢的发作,培育基中的溶解氧水平越高越有利于芽孢的发作。但通气量过大,溶解氧过量时,因为菌体自溶反而使芽孢数下降。这与Youset的观点相同。研讨发现,芽孢许多出现的时刻均在枯草芽孢杆菌的对数成长晚期和衰亡期今后的一段时刻,但时刻过长,芽孢数便会安稳在一个水平之上,契合芽孢构成规矩。

4.1.2.4初始接种量对发酵的影响

接种量是指待接种的液体培育基与接入的培育液的体积百分比。因为各级种子培育时刻较短,因而选用大接种量有利于菌体构成集体优势而缩短推迟期。接种量过小则可能使推迟期延伸,不利于缩短发酵周期,但接种量过大也没有必要,因为过大的接种量不光不能缩短推迟期,反而会带进较多的代谢废物而不利于培育物的成长。不同的微生物因为其生理特性的不同,要求的最适接种量巨细也不同。就某种特定的微生物而言,接种量的巨细既取决于其本身生理特性,一起也与培育物中微生物所在的成长时期相关。

4.1.2.5装液量对发酵的影响

装液量的多少直接影响到菌体在成长进程中对氧的获得才干;相同摇床转速下,装液量少,菌体获得氧的含量高;装液量多,则菌体获得氧的含量低。氧是好氧性微生物不行短少的养分物质之一,它参加某些物质代谢中的加氧反响。别的,氧是物质有氧降解终究的电子受体,在这个进程中,发作出微生物进行生命活动所需求的能量。对好氧性微生物来说,有必要成长在有氧的环境中,供氧量的多少会直接影响到其成长或代谢作用。

总归,枯草芽孢杆菌的发酵进程中,上述的每一个要素都至关重要。其间,培育基除具有微生物必要的养分要素外,还应具有适合的份额,所以应对发酵培育基进行优化。培育基优化办法多是在单要素水平实验的基础上进行正交实验规划或是在正交实验基础上运用均匀规划理论,或许选用通用旋转组合规划,均能对培育基优化获得较好的作用。在工业化出产中,还需求对接种量、pH、温度、转速、通风比、溶氧、以及消泡剂用量等一系列要素进行严格控制,才干确保枯草芽孢杆菌发酵活菌数到达最高、发酵作用最好、在动物饲料里的增加作用最理想。

[url=]来历:预混料家乡[/url]
Casino网站微信大众号
声明:本文内容来历互联网,仅供畜牧人网友学习,文章及图片版权归原作者一切,假如有侵犯到您的权力,请及时联络咱们(010-82893169-805)。
您需求登录后才干够回帖 登录 | 注册 扫一扫,微信登录

本版积分规矩

发布主题 快速回复 回来列表 官方QQ群
Casino网站微信大众号

畜牧人

Casino养猪微信大众号

畜牧人养猪

关于社区|广告协作|联络咱们|协助中心|小黑屋|手机版| 京公网安备 11010802027036号

北京宏牧伟业网络科技有限公司 版权一切(京ICP备11016518号、京公网安备 11010802027036号)

Powered by Discuz! X3.2  © 2001-2018 Comsenz Inc. GMT+8, 2019-10-10 08:14, 技术支撑:温州诸葛云网络科技有限公司