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具有抑菌作用的乳酸菌菌株篩選
文章來源:好實沃生物 作者: 更新時間:2023年2月10日

摘要:本試驗研究了88株自雛雞腸道分離出的乳酸菌的產酸能力,以及對大腸桿菌、沙門氏菌、金黃色葡萄球菌的抑菌效果。研究表明,乳酸菌的產酸能力確實對其抑菌能力有一定影響。本次共從88株乳酸菌中篩選出了7株對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、沙門氏菌均有較好抑制作用,4株對大腸桿菌有顯著抑制作用,但對沙門氏菌抑制能力一般的乳酸菌,這11株菌均有較好產酸能力?! ?br />      20世紀40年代以來,在畜牧業生產中,抗生素有著廣泛的應用,尤其在畜禽疾病防治方面,起到了巨大作用。但近年來,人們越來越重視到濫用飼用抗生素的弊端。抗生素替代品的研發已勢在必行[1],微生態制劑安全環保、無殘留、無毒副作用,成為飼用抗生素的最佳替代品。乳酸菌制劑是其中效果較好的一種,在飼料工業中得到了廣泛應用[2.3]。

  在畜禽腸道中生存著大量的微生物,據估計,胃腸道內大約有1014的微生物[4],一些共生微生物可幫助不易消化的營養物質的吸收利用,一些能分泌抗菌物質,阻止病原微生物過度繁殖和定植。這些微生物菌群的穩定與否直接關系到畜禽的健康和生長[5]。乳酸菌作為畜禽腸道中常見的有益優勢菌群,可以提高飼料轉化率,促進動物增重,并減少動物發病率[6.7]。本研究通過分析88株乳酸菌的產酸能力及抑菌能力,初步篩選出有良好的應用前景的乳酸菌,以期在畜牧業生產中發揮作用。

  1 材料與方法

  1.1 材料

  1.1.1 菌株

  88株乳酸菌(R01-R88):由好實沃生物研發中心從雛雞腸道中分離得到。

  1.1.2 指示菌

  大腸桿菌D101.金黃色葡萄球菌E101.沙門氏菌F101:均由好實沃生物研發中心提供。

  1.1.3 培養基

  MRS培養基:葡萄糖20g;蛋白胨10g;牛肉膏10g;酵母膏5g;乙酸鈉5g;磷酸氫二鉀2g;檸檬酸氫二銨2g;硫酸鎂0.58g;硫酸錳0.25g;吐溫-80 1mL;1000mL蒸餾水。用1mol/L的氫氧化鈉溶液調節pH至7.2.115℃滅菌30min。固體培養基在液體培養基的基礎上加入1.6%的瓊脂。

  NA培養基:蛋白胨10g,牛肉膏3g;氯化鈉5g;1000mL蒸餾水。用1mol/L的氫氧化鈉溶液調節pH至7.2.121℃滅菌20min。

  1.1.4 儀器和設備

  PB-10型數字酸度計:德國賽多利斯科學儀器(北京)有限公司;HZC-250型恒溫振蕩培養箱:江蘇省太倉市實驗設備廠;HYG-A全溫搖瓶柜:太倉市實驗設備廠;超凈工作臺SW-CG-1FD:蘇州安泰空氣技術有限公司;YS100雙目顯微鏡:日本Nikon公司。

  1.2 方法

  1.2.1 指示菌活化

  取出甘油管保藏的三種指示菌(大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、沙門氏菌),以無菌操作在NA平板上分別劃線分離純化,于37℃培養24~48h。從平板上挑取單菌落,接種于50mL NA液體培養基中,37℃,180r/min震蕩培養18~20h,得指示菌菌懸液。

  1.2.2 產酸能力測定

  無菌操作下,將88株乳酸菌在MRS平板上分離純化,37℃培養48h以上。從平板上挑取單菌落,接種至50mLMRS液體培養基中,37℃,180r/min震蕩培養20~22h,測定pH值,以判斷乳酸菌產酸能力。

  1.2.3 對指示菌抑菌效果測定

  無菌操作下,將88株乳酸菌在MRS平板上分離純化,37℃培養48h以上。選取劃線均勻,菌體生長密集處,用打孔器作出菌餅。將制好的菌餅均勻放在薄MRS平板上,將病原菌菌懸液與冷卻至45℃左右的NA固體培養基以1:9混合,搖勻后傾注至已放置好菌餅的薄MRS平板,37℃培養兩天后,觀察各菌株對致病菌的抑菌效果。

  2 結果和分析

  2.1 乳酸菌產酸能力

  88株乳酸菌的產酸能力如表1所示,pH值范圍在在4.55~5.42之間。其中:pH4.65以下(含)的有29株;pH4.66~4.85之間的有50株;pH4.85~5.00之間的有0株;pH5.0以上(含)的有9株(R02、R03、R09、R16、R56、R57、R59、R63、R87)。平均pH值為4.72.可以看出,除pH>5.0的9株菌外,剩余79株菌均有較好的產酸能力,且產酸能力較為平均。

  表1 88株乳酸菌產酸試驗結果

  

菌株編號

pH

菌株編號

pH

菌株編號

pH

菌株編號

pH

R-01

4.56

R-23

4.73

R-45

4.84

R-67

4.68

R-02

5.23

R-24

4.59

R-46

4.72

R-68

4.66

R-03

5.41

R-25

4.75

R-47

4.59

R-69

4.71

R-04

4.60

R-26

4.68

R-48

4.56

R-70

4.58

R-05

4.70

R-27

4.65

R-49

4.69

R-71

4.69

R-06

4.64

R-28

4.56

R-50

4.66

R-72

4.68

R-07

4.59

R-29

4.59

R-51

4.58

R-73

4.69

R-08

4.83

R-30

4.75

R-52

4.6

R-74

4.71

R-09

5.01

R-31

4.6

R-53

4.69

R-75

4.66

R-10

4.77

R-32

4.72

R-54

4.74

R-76

4.68

R-11

4.68

R-33

4.71

R-55

4.80

R-77

4.74

R-12

4.67

R-34

4.82

R-56

5.20

R-78

4.66

R-13

4.61

R-35

4.66

R-57

5.34

R-79

4.73

R-14

4.71

R-36

4.60

R-58

4.70

R-80

4.77

R-15

4.65

R-37

4.64

R-59

5.26

R-81

4.63

R-16

5.14

R-38

4.64

R-60

4.64

R-82

4.72

R-17

4.66

R-39

4.63

R-61

4.58

R-83

4.68

R-18

4.68

R-40

4.62

R-62

4.73

R-84

4.62

R-19

4.68

R-41

4.67

R-63

5.22

R-85

4.68

R-20

4.67

R-42

4.71

R-64

4.61

R-86

4.65

R-21

4.73

R-43

4.68

R-65

4.70

R-87

5.42

R-22

4.59

R-44

4.55

R-66

4.73

R-88

4.76

 

  88株乳酸菌的產酸能力如表1所示,pH值范圍在在4.55~5.42之間。其中:pH4.65以下(含)的有29株;pH4.66~4.85之間的有50株;pH4.85~5.00之間的有0株;pH5.0以上(含)的有9株(R02、R03、R09、R16、R56、R57、R59、R63、R87)。平均pH值為4.72.可以看出,除pH>5.0的9株菌外,剩余79株菌均有較好的產酸能力,且產酸能力較為平均。

  2.2 對指示菌的抑菌效果

  表2 88株乳酸菌對指示菌的抑制效果  

菌株編號

D101

E101

F101

菌株編號

D101

E101

F101

菌株編號

D101

E101

F101

R-01

++

++

++

R-31

+

+

+

R-61

++

++

+

R-02

-

++

++

R-32

+

++

+

R-62

-

-

+

R-03

-

++

+

R-33

+

+

++

R-63

+

+

++

R-04

++++

++

+

R-34

+

+

+

R-64

-

-

++

R-05

+

-

+

R-35

+

++

++

R-65

+++

++

+++

R-06

++

+

++

R-36

+

+

+

R-66

+

++

+

R-07

+

+

++

R-37

+

++

++

R-67

+

+

++

R-08

++

+

+++

R-38

+

++

++

R-68

+

++

++

R-09

+

+

++

R-39

+

++

++

R-69

++

+++

+++

R-10

++

++

++

R-40

+

++

++

R-70

++

+++

+++

R-11

++

++

++++

R-41

+

++

+++

R-71

+++

++

+

R-12

+++

+++

++++

R-42

++

++

++

R-72

++

++

+

R-13

+++

+++

++++

R-43

++++

++

+

R-73

++

++

+

R-14

+

+

++

R-44

++++

++

+

R-74

++

++

++

R-15

+

++

+

R-45

++++

+++

+

R-75

++

+

+

R-16

+

++

+

R-46

+

++

+

R-76

+++

++

++

R-17

++

++

+

R-47

-

+

+

R-77

+++

-

++

R-18

++

++

+

R-48

+

++

++

R-78

++

++

++

R-19

+++

++

+

R-49

+

++

++

R-79

++

++

++

R-20

++

+++

+

R-50

+

++

++

R-80

+++

++

++

R-21

++

-

+

R-51

+

++

+++

R-81

+++

++

++

R-22

++

++

+

R-52

+

++

++

R-82

++

++

++

R-23

++

-

++

R-53

++

++

++

R-83

+

+

+

R-24

++

-

++

R-54

-

-

+

R-84

+++

+++

++

R-25

+

+

++

R-55

+

-

+

R-85

-

++

++

R-26

+

+

+

R-56

-

++

++++

R-86

-

++

++

R-27

-

+

+

R-57

-

++

++

R-87

-

+

+

R-28

+

-

+

R-58

++

-

++

R-88

+

+

++

R-29

+

+

+

R-59

-

-

+

 

 

 

 

R-30

+

++

+

R-60

+++

+

++

 

 

 

 

  注:表中,-表示無抑菌效果,+代表有抑制效果,+越多表示抑菌效果越好。

  88株乳酸菌對三種指示菌的抑菌效果如表2所示,可以看出:R12、R13的抑菌效果最好,對三種指示菌均有較好的抑菌效果,且對F101的抑制效果尤為明顯;R11、R65、R69、R70、R84對三種指示菌亦有較好的抑制效果;R45對D101、E101有較好的抑制效果,但對F101的抑菌能力較弱;R04、R43、R44對D101的抑制效果極為顯著,但對E101、F101的抑菌能力較弱。此11株菌均有較好的抑菌能力,可以進行下一步研究使用。表3為11株菌的產酸能力對比。

  表3 抑菌效果良好11株乳酸菌產酸能力對比

菌株編號

產酸能力

對D101抑制效果

對E101抑制效果

對F101抑制效果

R04

4.60

++++

++

+

R11

4.68

++

++

++++

R12

4.67

+++

+++

++++

R13

4.61

+++

+++

++++

R43

4.68

++++

++

+

R44

4.55

++++

++

+

R45

4.84

++++

+++

+

R65

4.70

+++

++

+++

R69

4.71

++

+++

+++

R70

4.58

++

+++

+++

R84

4.62

+++

+++

++

  從表3種可以看出:抑菌效果較好的11株乳酸菌產酸能力也較好,除R45為4.84外,其余10株菌的pH值均在平均產酸能力4.72以下。

  表4 9株產酸能力較差的乳酸菌抑菌效果對比

菌株編號

產酸能力

對D101抑制效果

對E101抑制效果

對F101抑制效果

R02

5.23

-

++

++

R03

5.41

-

++

+

R09

5.01

+

+

++

R16

5.14

+

++

+

R56

5.20

-

++

++++

R57

5.34

-

++

++

R59

5.26

-

-

+

R63

5.22

+

+

++

R87

5.42

-

+

+

  從表4種可以看出:產酸能力較差的9株菌,抑菌效果也并不理想。尤其是對D101.9株中有6株未表現出明顯的抑制效果,剩余3株對D101的抑制效果也很微弱。

  3 討論

  從本研究結果可以看出:乳酸菌的產酸能力對其抑制病原菌的能力有一定影響。乳酸菌產生的有機酸可有效降低動物腸道內的pH值,使腸道處于酸性環境,阻止大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、沙門氏菌等病原菌在動物腸道內的定植,并抑制其生長,從而防治畜禽相應疾病的發生[8]。但本研究也有部分產酸能力很好的菌株抑菌效果也很差(如R47),而產酸能力較差菌卻對某種病原菌有很好的抑制效果(如R56對F101),可見乳酸菌的抑菌作用并不是完全來源于其代謝過程中的有機酸。有報道表明,乳酸菌除有機酸外,還有其他代謝產物有抑菌作用,如過氧化氫、細菌素等[9]。

  4 結論

  研究表明乳酸菌對大腸桿菌、沙門氏菌、金黃色葡萄球菌確實有抑制作用,且其代謝產生的有機酸對乳酸菌抑制病原菌的效果確有一定影響,但不同的乳酸菌對大腸桿菌、沙門氏菌、金黃色葡萄球菌表現出不同的抑制效果。本研究共篩選出2株對三種病原菌均有良好抑制效果,對沙門氏菌抑制效果顯著的乳酸菌;5株對三種病原菌均有良好抑制效果的乳酸菌,以及4株對大腸桿菌有顯著抑制效果,但對沙門氏菌抑制效果一般的乳酸菌,著11株乳酸菌均有較好的產酸能力。后續還要對此11株菌的抗逆性、藥敏性等進行研究,以進一步篩選優良菌株,在畜牧業生產中發揮效用。

  參考文獻:略

  
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