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
-
[02-02]
-
[01-26]
-
[01-19]
-
[01-12]
-
[01-05]
-
[12-22]
-
[10-13]
-
[10-08]
-
[09-22]
-
[09-15]