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具有抑菌作用的乳酸菌菌株筛选
文章来源:好实沃生物 作者: 更新时间:2023年2月10日

摘要:本试验研究了88株自雏鸡肠道分离出的乳酸菌的产酸能力,以及对大肠杆菌、沙门氏菌、金黄色葡萄球菌的抑菌效果。研究表明,乳酸菌的产酸能力确实对其抑菌能力有一定影响。本次共从88株乳酸菌中筛选出了7株对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、沙门氏菌均有较好抑制作用,4株对大肠杆菌有显著抑制作用,但对沙门氏菌抑制能力一般的乳酸菌,这11株菌均有较好产酸能力。  
      20世纪40年代以来,在畜牧业生产中,抗生素有着广泛的应用,尤其在畜禽疾病防治方面,起到了巨大作用。但近年来,人们越来越重视到滥用饲用抗生素的弊端。抗生素替代品的研发已势在必行[1],微生态制剂安全环保、无残留、无毒副作用,成为饲用抗生素的最佳替代品。乳酸菌制剂是其中效果较好的一种,在饲料工业中得到了广泛应用[2.3]。

  在畜禽肠道中生存着大量的微生物,据估计,胃肠道内大约有1014的微生物[4],一些共生微生物可帮助不易消化的营养物质的吸收利用,一些能分泌抗菌物质,阻止病原微生物过度繁殖和定植。这些微生物菌群的稳定与否直接关系到畜禽的健康和生长[5]。乳酸菌作为畜禽肠道中常见的有益优势菌群,可以提高饲料转化率,促进动物增重,并减少动物发病率[6.7]。本研究通过分析88株乳酸菌的产酸能力及抑菌能力,初步筛选出有良好的应用前景的乳酸菌,以期在畜牧业生产中发挥作用。

  1 材料与方法

  1.1 材料

  1.1.1 菌株

  88株乳酸菌(R01-R88):由好实沃生物研发中心从雏鸡肠道中分离得到。

  1.1.2 指示菌

  大肠杆菌D101.金黄色葡萄球菌E101.沙门氏菌F101:均由好实沃生物研发中心提供。

  1.1.3 培养基

  MRS培养基:葡萄糖20g;蛋白胨10g;牛肉膏10g;酵母膏5g;乙酸钠5g;磷酸氢二钾2g;柠檬酸氢二铵2g;硫酸镁0.58g;硫酸锰0.25g;吐温-80 1mL;1000mL蒸馏水。用1mol/L的氢氧化钠溶液调节pH至7.2.115℃灭菌30min。固体培养基在液体培养基的基础上加入1.6%的琼脂。

  NA培养基:蛋白胨10g,牛肉膏3g;氯化钠5g;1000mL蒸馏水。用1mol/L的氢氧化钠溶液调节pH至7.2.121℃灭菌20min。

  1.1.4 仪器和设备

  PB-10型数字酸度计:德国赛多利斯科学仪器(北京)有限公司;HZC-250型恒温振荡培养箱:江苏省太仓市实验设备厂;HYG-A全温摇瓶柜:太仓市实验设备厂;超净工作台SW-CG-1FD:苏州安泰空气技术有限公司;YS100双目显微镜: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种指示菌(大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、沙门氏菌),以无菌操作在NA平板上分别划线分离纯化,于37℃培养24~48h。从平板上挑取单菌落,接种于50mL NA液体培养基中,37℃,180r/min震荡培养18~20h,得指示菌菌悬液。

  1.2.2 产酸能力测定

  无菌操作下,将88株乳酸菌在MRS平板上分离纯化,37℃培养48h以上。从平板上挑取单菌落,接种至50mLMRS液体培养基中,37℃,180r/min震荡培养20~22h,测定pH值,以判断乳酸菌产酸能力。

  1.2.3 对指示菌抑菌效果测定

  无菌操作下,将88株乳酸菌在MRS平板上分离纯化,37℃培养48h以上。选取划线均匀,菌体生长密集处,用打孔器作出菌饼。将制好的菌饼均匀放在薄MRS平板上,将病原菌菌悬液与冷却至45℃左右的NA固体培养基以1:9混合,摇匀后倾注至已放置好菌饼的薄MRS平板,37℃培养两天后,观察各菌株对致病菌的抑菌效果。

  2 结果和分析

  2.1 乳酸菌产酸能力

  88株乳酸菌的产酸能力如表1所示,pH值范围在在4.55~5.42之间。其中:pH4.65以下(含)的有29株;pH4.66~4.85之间的有50株;pH4.85~5.00之间的有0株;pH5.0以上(含)的有9株(R02、R03、R09、R16、R56、R57、R59、R63、R87)。平均pH值为4.72.可以看出,除pH>5.0的9株菌外,剩余79株菌均有较好的产酸能力,且产酸能力较为平均。

  表1 88株乳酸菌产酸试验结果

  

菌株编号

pH

菌株编号

pH

菌株编号

pH

菌株编号

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株乳酸菌的产酸能力如表1所示,pH值范围在在4.55~5.42之间。其中:pH4.65以下(含)的有29株;pH4.66~4.85之间的有50株;pH4.85~5.00之间的有0株;pH5.0以上(含)的有9株(R02、R03、R09、R16、R56、R57、R59、R63、R87)。平均pH值为4.72.可以看出,除pH>5.0的9株菌外,剩余79株菌均有较好的产酸能力,且产酸能力较为平均。

  2.2 对指示菌的抑菌效果

  表2 88株乳酸菌对指示菌的抑制效果  

菌株编号

D101

E101

F101

菌株编号

D101

E101

F101

菌株编号

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,-表示无抑菌效果,+代表有抑制效果,+越多表示抑菌效果越好。

  88株乳酸菌对三种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,对三种指示菌均有较好的抑菌效果,且对F101的抑制效果尤为明显;R11、R65、R69、R70、R84对三种指示菌亦有较好的抑制效果;R45对D101、E101有较好的抑制效果,但对F101的抑菌能力较弱;R04、R43、R44对D101的抑制效果极为显著,但对E101、F101的抑菌能力较弱。此11株菌均有较好的抑菌能力,可以进行下一步研究使用。表3为11株菌的产酸能力对比。

  表3 抑菌效果良好11株乳酸菌产酸能力对比

菌株编号

产酸能力

对D101抑制效果

对E101抑制效果

对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

+++

+++

++

  从表3种可以看出:抑菌效果较好的11株乳酸菌产酸能力也较好,除R45为4.84外,其余10株菌的pH值均在平均产酸能力4.72以下。

  表4 9株产酸能力较差的乳酸菌抑菌效果对比

菌株编号

产酸能力

对D101抑制效果

对E101抑制效果

对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

-

+

+

  从表4种可以看出:产酸能力较差的9株菌,抑菌效果也并不理想。尤其是对D101.9株中有6株未表现出明显的抑制效果,剩余3株对D101的抑制效果也很微弱。

  3 讨论

  从本研究结果可以看出:乳酸菌的产酸能力对其抑制病原菌的能力有一定影响。乳酸菌产生的有机酸可有效降低动物肠道内的pH值,使肠道处于酸性环境,阻止大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、沙门氏菌等病原菌在动物肠道内的定植,并抑制其生长,从而防治畜禽相应疾病的发生[8]。但本研究也有部分产酸能力很好的菌株抑菌效果也很差(如R47),而产酸能力较差菌却对某种病原菌有很好的抑制效果(如R56对F101),可见乳酸菌的抑菌作用并不是完全来源于其代谢过程中的有机酸。有报道表明,乳酸菌除有机酸外,还有其他代谢产物有抑菌作用,如过氧化氢、细菌素等[9]。

  4 结论

  研究表明乳酸菌对大肠杆菌、沙门氏菌、金黄色葡萄球菌确实有抑制作用,且其代谢产生的有机酸对乳酸菌抑制病原菌的效果确有一定影响,但不同的乳酸菌对大肠杆菌、沙门氏菌、金黄色葡萄球菌表现出不同的抑制效果。本研究共筛选出2株对三种病原菌均有良好抑制效果,对沙门氏菌抑制效果显著的乳酸菌;5株对三种病原菌均有良好抑制效果的乳酸菌,以及4株对大肠杆菌有显著抑制效果,但对沙门氏菌抑制效果一般的乳酸菌,着11株乳酸菌均有较好的产酸能力。后续还要对此11株菌的抗逆性、药敏性等进行研究,以进一步筛选优良菌株,在畜牧业生产中发挥效用。

  参考文献:略

  
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