凝结芽孢杆菌和费氏丙酸杆菌发酵及制剂工艺研究

摘要

抗生素做为饲料添加剂长期使用，尤其是滥用导致的毒性残留、耐药性等问题引起人们广泛的关注，世界各国的科学家努力寻求和开发无毒副作用的新型饲料添加剂。益生菌是最先被提出的新型饲料添加剂。与添加抗生素相比，使用效果相同，有时甚至更好而且无任何毒、副作用、不在体内残留、不引起耐药性，因而很快便成为人们关注的焦点。凝结芽孢杆菌和费氏丙酸杆菌是美国FDA和美国饲料控制官员协会批准使用的饲用微生物菌种。本论文以其为研究对象主要进行了以下几方面的研究。
　　 1.凝结芽孢杆菌的分离和鉴定
　　 从猪盲肠内容物中分离筛选出1株产芽孢乳酸菌，通过平板菌落形态、扫描电镜等形态学手段观察、生理生化实验鉴定以及16SrDNA序列分析，初步确定所得菌株为1株凝结芽孢杆菌。体外抑菌实验表明，该菌24h发酵液对大肠杆菌、沙门氏菌和金黄色葡萄球菌均具有明显的抑制作用，具有做为益生菌开发的潜力。
　　 2.凝结芽孢杆菌发酵工艺研究
　　 通过单因素实验确定凝结芽孢杆菌最佳培养条件为：种子液培养时间12h，发酵温度40℃，发酵起始pH7.0，接种量4％（v/v），装液量150ml/500ml三角瓶，发酵36h活菌数达到5.2×109cfu/ml。并进一步通过四因素四水平的正交实验确定最适培养基配方为玉米面1.5％，豆粕粉1％，硫酸铵0.6％，玉米浆0.6％，MgSO4·7H2O1.0，K2HPO42.0，MnSO450mg/L，pH7.0，发酵36h活菌数达到9.3×109cfu/ml。
　　 2.费氏丙酸杆菌高密度培养研究
　　 采用正交实验对费氏丙酸杆菌的发酵培养基进行了优化，然后利用补料分批法对费氏丙酸杆菌进行了高密度培养研究。研究发现费氏丙酸杆菌生长适宜的葡萄糖浓度为2％，碳源（葡萄糖）和有机氮源（玉米浆）是丙酸杆菌增殖的限制性底物，并在此基础上确定补料的碳氮比为10：4。通过葡萄糖反馈流加方式进行了补料培养，培养80h菌体密度OD600达到29.2，活菌数达到2.5×1012cfu/ml。
　　 4.凝结芽孢杆菌和费氏丙酸杆菌制剂研究
　　 分别采用真空干燥法和喷雾干燥法对凝结芽孢杆菌和费氏丙酸杆菌进行了制剂研究。凝结芽孢杆菌真空干燥的最佳温度是80℃，丙酸杆菌喷雾干燥的最佳温度是出口温度60℃。菌粉在室温条件下放置6个月后，样品中的活菌总数仍能维持在较高水平。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章 文献综述

1.1益生素简介

1.2益生素产生的背景

1.3益生素研究的历史和现状

1.4益生素的分类

1.5益生素的作用机理

1.5.1优势种群功能

1.5.2菌群屏障功能

1.5.3生物夺氧功能

1.5.4增强机体免疫功能

1.5.5改善机体代谢，产生有益代谢产物

1.6益生素的应用

1.6.1益生素在养猪中的应用

1.6.2益生素在养鸡中的应用

1.6.3益生素在水产养殖的应用

1.7丙酸杆菌研究进展

1.7.1丙酸杆菌的分类学特征和分布

1.7.2丙酸杆菌的益生作用

1.7.3丙酸杆菌做为益生菌在畜牧业的应用

1.8凝结芽孢杆菌研究进展

1.8.1凝结芽孢杆菌的分类学特征和分类地位

1.8.2凝结芽孢杆菌的作用机理

1.8.3凝结芽孢杆菌应用研究

1.9研究的目的意义

第2章 凝结芽孢杆菌的筛选和鉴定

2.1引言

2.2材料

2.2.1菌种

2.2.2培养基

2.2.3主要仪器

2.3实验方法

2.3.1菌种分离方法

2.3.2菌种生理生化鉴定方法

2.3.3菌种分子鉴定方法

2.3.4抑菌实验方法

2.4实验结果

2.4.1细菌的菌落形态观察结果

2.4.2菌株TS-80的菌体形态观察

2.4.3生理生化实验

2.4.4 16S rDNA序列分析

2.4.5抑菌作用研究

2.5小结

第3章 凝结芽孢杆菌发酵条件研究

3.1引言

3.2材料

3.2.1菌种

3.2.2培养基

3.2.3主要仪器

3.3实验方法

3.3.1培养条件的确定

3.3.2发酵培养基成分的确定

3.4实验结果

3.4.1培养条件的研究

3.4.2发酵培养基的确定

3.5小结

第4章 凝结芽孢杆菌制剂工艺研究

4.1引言

4.2材料

4.2.1菌种

4.2.2培养基

4.2.3主要仪器

4.3实验方法

4.3.1真空干燥法菌粉制备研究

4.3.2菌粉耐热性实验

4.3.3菌粉稳定性研究

4.4实验结果

4.4.1真空干燥法温度的确定

4.4.2菌粉耐热性实验

4.4.3菌粉稳定性的研究

4.5小结

第5章 费氏丙酸杆菌高密度培养研究

5.1引言

5.2材料

5.2.1菌种

5.2.2培养基

5.2.3主要仪器

5.3实验方法

5.3.1菌种活化方法

5.3.2种子液培养方法

5.3.3费氏丙酸杆菌代谢过程研究

5.3.4正交实验优化培养基

5.3.5三角瓶补料培养方法

5.3.6 7L自动发酵罐补料实验

5.3.7分析方法

5.4实验结果和讨论

5.4.1费氏丙酸杆菌的代谢曲线

5.4.2正交实验结果和分析

5.4.3费氏丙酸杆菌生长最适葡萄糖浓度的确定

5.4.4补料成分的确定

5.4.5补料液碳氮比的确定

5.4.6自动发酵罐的补料分批培养

5.5小结

第6章 丙酸杆菌制剂工艺研究

6.1引言

6.2材料

6.2.1菌种

6.2.2培养基

6.2.3主要仪器

6.3实验方法

6.3.1喷雾干燥法制备菌粉

6.3.2丙酸杆菌菌粉耐热实验

6.3.3菌粉保存性能研究方法

6.4实验结果和讨论

6.4.1喷雾干燥法制备菌粉温度的确定

6.4.2丙酸杆菌耐热实验

6.4.3菌粉保存性能研究

6.5小结

第7章 结论

参考文献

致谢