生防枯草芽孢杆菌Czk1固体发酵工艺条件优化

枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)Czk1是一株具广谱拮抗、促生和诱导植株产生抗病性的根际益生菌。为了全面资源化利用农业废弃物中的有机养分和促进对植物土传病害的生物防治,本研究以Czk1为研究对象,以鸡粪为底肥,分别利用玉米秸秆、菌糠、椰糠堆肥为原料,采用液固两相发酵工艺,以稀释平板菌落计数法测定活菌总数和芽孢数,经过单因素和正交试验方法,明确Czk1固体发酵物料的配方、工艺参数和培养条件。得出Czk1固体发酵的最优条件:最佳原料为菌糠鸡粪堆肥,Czk1接种重量为10%,黄豆粉添加量为10%,含水量为40%,发酵温度为37℃,翻抛1次/72h,在此条件下,Czk1菌株中的芽孢活菌数量总量可以达到8.63×10^(8)CFU/g,芽孢数为8.37×10^(8)CFU/g。其次,发酵效果较佳的原料为秸秆鸡粪堆肥,Czk1接种量为10%,添加5%黄豆粉,40%含水量,发酵温度为37℃,翻抛1次/72 h,此条件下,Czk1接种菌株中的活菌数量总量可达到6.53×10^(8)CFU/g,芽孢数为5.97×10^(8)CFU/g;另外,在此配方条件下再添加30%菌糠,Czk1菌株的活菌数量总量及芽孢数分别可达到8.70×10^(8)CFU/g和6.90×10^(8)CFU/g。4种发酵生物肥原料的理化性质测定表明,其有机质含量、碳氮比均有较大差异,其中以鸡粪为原料其pH、全磷和全钾含量均最高,碳氮比最低,氮、磷、钾总含量均高于秸秆、椰糠和菌糠;秸秆为原料其电导率、有机质含量最高;椰糠为原料其全氮含量最高,菌糠为原料碳氮比最高。不同鸡粪与菌糠、秸秆及椰糠组合的生物有机肥的种子发芽指数均大于80%。因此,枯草芽孢杆菌Czk1具有良好的开发利用价值,选择合适的发酵生产条件可将农业废弃物制备出高质量的生物有机肥。

枯草芽孢杆菌对湖羊瘤胃菌群和血清代谢物的影响

【目的】利用16S rDNA高通量测序技术和LC-MS/MS非靶向代谢组学技术,研究短期和长期饲喂添加枯草芽孢杆菌日粮对育肥湖羊瘤胃内容物菌群和血清代谢物的影响。【方法】选择日龄((60±10)d)相近、体质量((19.51±2.07)kg/头)接近的湖羊断奶公羔36只,随机分为3组,分别为对照组(CON)、枯草芽孢杆菌Ⅰ组(BSN)和枯草芽孢杆菌Ⅱ组(BSH),每组12只羊。CON组饲喂基础饲粮,BSN组饲喂基础饲粮+100 mg/kg枯草芽孢杆菌,BSH组饲喂基础饲粮+200 mg/kg枯草芽孢杆菌。预试期10 d,正试期60 d,分别在正试期的第30天(短期)和第60天(长期)每组随机选择6只羊取瘤胃内容物和血清进行分析。【结果】①短期和长期饲喂添加枯草芽孢杆菌饲粮对湖羊瘤胃微生物丰富度指数Chao 1指数和多样性指数Shannon指数、Simpson指数均无显著影响(P>0.05)。湖羊瘤胃菌群在门水平上,短期饲喂BSN组的螺旋体菌门、迷踪菌门相对丰度较CON组显著降低(P<0.05),长期饲喂BSH组的变形菌门相对丰度显著升高(P<0.05);在属水平上,短期饲喂BSN组普雷沃氏菌属UCG-003相对丰度显著降低(P<0.05),而瘤胃球菌属1相对丰度显著升高(P<0.05)。长期饲喂BSN和BSH组湖羊普雷沃氏菌属UCG-003相对丰度显著降低(P<0.05)。②短期饲喂BSN和BSH组湖羊血清代谢物中L-苹果酸、D-2,3-二羟基丙酸、5-氨基水杨酸、2-氮杂环丁烷羧酸、棕榈酰溶血磷脂酸、1-磷酸果糖、核黄素均较CON组显著降低(P<0.05);BSN组5-磷酸脱氧核糖、丙烯酸、甘氨酰异亮氨酸、2-酮丁酸、1,2,4-偏苯三酚、β-D-半乳糖、丁酸乙酯均较CON组显著降低(P<0.05),而3′-磷酸腺苷较CON组显著升高(P<0.05),差异代谢物相关通路为辅因子的生物合成、核黄素代谢、磷酸转移酶系统等。长期饲喂BSH组10E,12Z-共轭亚油酸、N4-乙酰胞嘧啶、吡咯烷酮羧酸、9,10-环氧十八烷酸、肌酸酐均较CON和BSN组显著升高(P<0.05),差异代谢物相关性最高的关键通路为程序性坏死、鞘脂信号通路和鞘脂代谢。③属水平上差异微生物和差异代谢物相关性分析发现,普雷沃氏菌属UCG-003与大豆苷显著负相关(P<0.05),螺旋菌属2与3′-磷酸腺苷显著负相关(P<0.05),而瘤胃球菌属UCG-011与对苯二甲酸、喹啉酸、5,7-二羟基-2-(4-羟基-3,5-二甲氧基苯基)-4H-色胺-4-酮显著正相关(P<0.05)。【结论】枯草芽孢杆菌短期饲喂可调节湖羊瘤胃微生态平衡,使纤维降解有关的细菌相对丰度增加,但长期饲喂不仅调节能力降低,且长期大剂量(200 mg/kg饲粮)饲喂还会引起瘤胃微生物菌群失调;同时,枯草芽孢杆菌可影响湖羊代谢过程,短期饲喂可能调控辅因子的生物合成、核黄素代谢、磷酸转移酶系统等代谢过程,长期饲喂可能调控程序性坏死、鞘脂信号通路和鞘脂代谢。

枯草芽孢杆菌G10合成表面活性素的发酵条件优化

为提高表面活性素的产量,该研究以具有合成表面活性素能力的枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)G10菌株为研究对象,利用酸沉淀和甲醇抽提法相结合提取表面活性素,对其表面活性及抑菌性能进行测定,并通过单因素试验和正交试验优化枯草芽孢杆菌G10合成表面活性素的发酵条件及培养基组成。结果表明,表面活性素具有明显的表面活性和抑菌活性,其对大肠杆菌(Escherichia coli)、金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)和酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)的抑菌圈直径分别为1.8 cm、1.9 cm、1.4 cm。合成表面活性素最优发酵条件为:转速200 r/min,发酵温度30℃,发酵培养基初始pH值为7.5;最优发酵培养基组分为:葡萄糖22 g/L,L-谷氨酸5.0 g/L,Mg SO_(4)0.5 g/L,KCl 0.5 g/L,KH_(2)PO_(4)1 g/L,Fe SO_(4)·7H_(2)O 0.15 g/L,MnSO_(4)0.65 g/L,CuSO_(4)·5H_(2)O 0.16 g/L。在此优化条件下,枯草芽孢杆菌G10发酵表面活性素平均产量为9.89 g/L,表面活性素产量较优化前提高了46.7%。

枯草芽孢杆菌细菌素的分离、表达及稳定性分析

旨在分离枯草芽孢杆菌及其所产细菌素,并分析重组表达后的细菌素的抑菌活性和稳定性。通过牛津杯扩散法筛选羊驼粪便中高产细菌素的芽孢杆菌;借助16S rRNA鉴定分离菌;采用硫酸铵沉淀、氯仿抽提、SDS-PAGE、质谱分析等技术获得细菌素的氨基酸序列;利用大肠杆菌表达系统对细菌素进行体外表达,并利用牛津杯扩散法测定其抑菌活性和稳定性。结果显示,分离菌是一种枯草芽孢杆菌,命名为枯草芽孢杆菌SXAU18,其可产生抑制金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、藤黄微球菌和单增李斯特菌生长的细菌素;枯草芽孢杆菌SXAU18所产细菌素可能是分子量为10~20 ku的DarA蛋白和两种未知蛋白,属于类细菌素的范畴,将未知蛋白分别命名为BLIS SXAU181和182;经原核表达的BLIS SXAU181和182主要以可溶性上清蛋白形式表达,纯化后为单一条带;重组BLIS SXAU181蛋白没有抑菌活性,重组BLIS SXAU182蛋白具有良好的抑菌活性,且具有耐高温、耐酸碱、耐人工胃液和肠液的的特性。综上,本研究从枯草芽孢杆菌SXAU18分离到具有抑制革兰阳性菌生长活性的细菌素,且重组表达后的BLIS SXAU182具有良好的抑菌活性和和稳定性。

枯草芽孢杆菌复合制剂对蛋鸡生产性能和肠道菌群的影响

试验旨在探究枯草芽孢杆菌复合制剂对蛋鸡生产性能和肠道菌群的影响。选取30只500日龄体重相近的蛋鸡随机分为2组,每组3个重复,每个重复5只蛋鸡。CK组(对照组)饲喂玉米-豆粕基础饲粮,T组在基础饲粮中添加1 g/kg枯草芽孢杆菌复合制剂。试验期70 d。结果显示,与CK组相比,T组料蛋比显著降低(P<0.05);在门水平,十二指肠厚壁菌门相对丰度极显著增加(P<0.01),回肠放线菌门相对丰度显著增加(P<0.05),盲肠变形菌门相对丰度极显著降低(P<0.01);在属水平,十二指肠乳杆菌属相对丰度极显著增加(P<0.01),棒状杆菌属丰度极显著降低(P<0.01),回肠肠球菌属和卡多维亚氏菌(Aeriscardovia)相对丰度显著或极显著增加(P<0.05或P<0.01),盲肠理研菌科相对丰度显著增加(P<0.05)。β多样性分析显示,十二指肠和回肠菌群结构具有一定的相似性,且与盲肠菌群结构不同。研究表明,添加枯草芽孢杆菌复合制剂可促进乳酸菌、Aeriscardovia生长,优化了肠道菌群结构,提高了饲料利用率。

酵母硒联合枯草芽孢杆菌对肉羊生长性能、瘤胃发酵及屠宰性能的影响

本文旨在研究酵母硒(Yeast Selenium,YS)联合枯草芽孢杆菌(Bacillus Subtilis,BS)对肉羊生长性能、瘤胃发酵及屠宰性能的影响。试验将60只日龄和体重相近的杜寒杂交羊随机分为4组,每组3个重复,每个重复5只。其中,CON组肉羊饲喂基础日粮,YS组肉羊饲喂基础日粮+100 mg/kg酵母硒,BS组肉羊饲喂基础日粮+30 mg/kg枯草芽孢杆菌,YS+BS组肉羊饲喂基础日粮+100 mg/kg酵母硒+30 mg/kg枯草芽孢杆菌。试验为期72 d,预饲期7 d,正试期65 d。结果显示:(1)与CON组相比,YS+BS组肉羊的末重显著提高5.25%(P<0.05),平均日增重显著提高15.93%(P<0.05)。与CON组相比,YS组、BS组、YS+BS组肉羊的料重比分别显著下降7.18%、6.20%、12.72%(P<0.05)。(2)与CON组、YS组相比,BS组、YS+BS组肉羊瘤胃pH值显著降低(P<0.05),乙酸含量和乙丙比显著提高(P<0.05)。与CON组相比,BS组、YS+BS组肉羊瘤胃氨态氮浓度显著提高(P<0.05)。(3)与CON组相比,YS+BS组肉羊的宰前活重、胴体重、眼肌面积显著提高5.38%、7.49%、17.37%(P<0.05)。由此可见,酵母硒联合枯草芽孢杆菌能提高肉羊生长性能,改善瘤胃发酵及屠宰性能。

枯草芽孢杆菌发酵复配饲料产品质量评定

试验旨在研究枯草芽孢杆菌发酵复配饲料的产品质量。试验通过考察麦麸添加量、辅料比例(大蒜皮与银杏叶添加量)、发酵时间对蛋白酶活的影响,优化发酵条件,检测发酵前后活菌数与pH值、常规营养成分和小肽、可溶性蛋白、游离氨基酸的含量以及发酵过程中蛋白水解度,以全面评价发酵饲料的营养价值和品质。结果表明,以蛋白酶活为指标,通过单因素及正交试验,确定最优发酵条件为2%麦麸、2.5%大蒜皮+2.5%银杏叶、发酵时间72 h。在此条件下,蛋白酶活为342.36 U/g。枯草芽孢杆菌UL-191在基质上长势良好,活菌数可达3.5×10^(14) CFU/g。发酵前后水分和粗灰分含量无明显变化,粗蛋白和粗脂肪含量明显增长,大分子蛋白降解成小分子蛋白。蛋白水解度、小肽含量、游离氨基酸含量均随着发酵时间延长均呈上升趋势,其中发酵72 h时,蛋白水解度可达25%,小肽、游离氨基酸含量可达182.9、1006.4μg/g。研究表明,试验制备的发酵复配饲料产品质量较高,具有一定市场应用前景。

枯草芽孢杆菌发酵蟹壳粉产蛋白酶的研究

本试验由蟹壳粉和蔗糖组成蟹壳粉培养基,通过测定发酵液中的蛋白酶活来确定最佳的培养基组成成分,利用单因素试验和响应面优化的方法优化蟹壳粉培养基,使枯草芽孢杆菌发酵蟹壳粉来产蛋白酶,提高废弃蟹壳的回收率,减少对环境的污染。试验结果表明:当蟹壳粉的浓度为5.12%,枯草芽孢杆菌的接种量为3.02%,蔗糖浓度为11.00%,初始pH为7.07时,枯草芽孢杆菌发酵蟹壳粉产酶的酶活最大值为17.4220 U/mL,较单因素试验时的最高蛋白酶酶活力14.2290 U/mL有一定的提升。

黄芪多糖和枯草芽孢杆菌合剂对乳鸽生长性能和免疫功能的影响

研究旨在探讨黄芪多糖和枯草芽孢杆菌合剂对白羽王鸽乳鸽生长性能与免疫功能的影响。试验选取320对健康的白羽王鸽种鸽和640羽同日出孵体重接近的乳鸽,每对种鸽哺育2只乳鸽,将其随机分成4组,每组4个重复,每个重复20对种鸽和40只乳鸽。对照组饲喂基础日粮,试验组分别在基础日粮中添加0.1%黄芪多糖(黄芪多糖组)、0.1%枯草芽孢杆菌(枯草芽孢杆菌组)、0.1%黄芪多糖+0.1%枯草芽孢杆菌合剂(黄芪多糖+枯草芽孢杆菌组)。试验期28 d。结果显示,与对照组相比,黄芪多糖+枯草芽孢杆菌组乳鸽末重提高2.86%(P<0.05),黄芪多糖组、黄芪多糖+枯草芽孢杆菌组乳鸽平均日增重提高1.68%和2.91%(P<0.05)。与对照组相比,枯草芽孢杆菌组、黄芪多糖+枯草芽孢杆菌组脾脏指数分别提高了41.67%和47.92%(P<0.05),黄芪多糖+枯草芽孢杆菌组法氏囊指数提高了41.76%(P<0.05)。与对照组相比,黄芪多糖组、枯草芽孢杆菌组、黄芪多糖+枯草芽孢杆菌组乳鸽血清新城疫抗体滴度分别提高了8.96%、8.02%、18.28%(P<0.05)。与对照组相比,黄芪多糖+枯草芽孢杆菌组乳鸽血清免疫球蛋白A(IgA)含量提高了10.95%(P<0.05),枯草芽孢杆菌组、黄芪多糖+枯草芽孢杆菌组乳鸽血清免疫球蛋白G(IgG)含量分别提高了4.87%和7.44%(P<0.05)。研究表明,日粮中添加黄芪多糖和枯草芽孢杆菌合剂可显著提高乳鸽生长性能和免疫功能,结果可为进一步推动替抗合生元制剂在肉鸽养殖中的规模化应用提供参考。

枯草芽孢杆菌对肉鸡生产性能、屠宰性能及经济效益的影响

文章旨在通过试验对照的方式研究枯草芽孢杆菌对肉鸡生产、屠宰及经济效益的影响。试验将600只体重相近、健康状态优良的1日龄肉鸡随机分成2组,每组3个重复,每个重复100只。对照组中选用基础日粮正常饲养,试验组在基础日粮中添加500 mg/kg的枯草芽孢杆菌,搅拌均匀后正常饲喂肉鸡,试验为期42 d。试验结果:试验组在添加枯草芽孢杆菌后,1~14日龄时,试验组肉鸡平均日增重显著增加(P<0.05),料重比显著降低(P<0.05);15~28日龄时,试验组平均日采食量和日增重显著增加(P<0.05),料重比显著降低(P<0.01);29~42日龄时,两组肉鸡平均日采食量无显著差异(P>0.05),但日增重显著增加(P<0.05),料重比显著降低(P<0.01)。试验组较对照组屠宰率、半净膛率、胸肌率和腿肌率明显提高,腹肌率提高幅度最大;在此基础上,试验组比对照组每只肉鸡可增收0.74元,效益同比提高19.30%。综上所述,500 mg/kg枯草芽孢杆菌对肉鸡的生长性能最佳,经济效益最高。

嗜酸乳杆菌与枯草芽孢杆菌协同发酵玉米淀粉糖渣

通过微生物发酵可以改善风味,并消除营养抑制因子,从而实现玉米淀粉糖渣的高价值利用。该文采用嗜酸乳杆菌单菌固态发酵糖渣,乳杆菌活菌数为5.24×10^(8)CFU/g,进一步利用枯草芽孢杆菌、嗜酸乳杆菌协同发酵,嗜酸乳杆菌活菌数提升到1.50×10^(9)CFU/g,是单菌发酵的2.86倍。对双菌固态发酵工艺进行优化,在种子液接种量为7.8%,含水量为72%,初始pH为7.26时嗜酸乳杆菌活菌数达到5.05×10^(9)CFU/g,是优化前的3.37倍,对双菌发酵和单菌发酵产物进行组分、风味、口味等指标进行分析检测,结果表明发酵可以提升营养价值,同时还可以降低植酸含量并提高抗氧化能力。双菌发酵可获得更高的益生菌活菌数,并减少异味,增加类似坚果和脂肪的香气,改善口感。

苹果酸补料策略提高枯草芽孢杆菌DF生长和产孢效率

为了提高枯草芽孢杆菌生长和产孢效率,在30 L发酵罐水平考察了苹果酸对菌株DF生长代谢的影响。发酵16~27 h耦合pH 8.0流加苹果酸(终质量分数1.5%)使得生物量(22 h)达到3.68×10^(10) CFU/mL,较对照提高71.9%;同时,芽孢数为3.63×10^(10) CFU/mL,较对照提高92.1%。转录组差异分析表明:苹果酸强化了菌株DF糖异生途径、磷酸戊糖途径(pckA、fbaA、zwf上调0.38~1.51倍)、三羧酸循环(citZ上调2.10倍)的代谢效率;降低了细胞氧化胁迫强度(丙酮酸氧化酶编码基因poxL下调72.9%、硫氧还蛋白还原酶编码基因trxA上调2.88倍,19~24 h的H_(2)O_(2)浓度下降了45.9%~51.3%);增强了Spo0A的磷酸化效率(kipL、rapAD、abrB下调57.5%~75.9%;clpX、phrCF、spo0B、sigA上调0.73~12.76倍),显著提高菌株DF的生长及芽孢形成效率。本研究可为枯草芽孢杆菌工业化高效发酵生产提供理论支撑。

棉籽浓缩蛋白饲料添加枯草芽孢杆菌和β-葡聚糖对虹鳟幼鱼生长性能、血清生化指标和机体健康的影响

本试验旨在探究在棉籽浓缩蛋白饲料中添加枯草芽孢杆菌和β-葡聚糖对虹鳟幼鱼生长性能、血清生化指标和机体健康的影响。试验选择体质量[(21.66±0.08)g]基本一致的健康虹鳟幼鱼420尾,随机分为7组,每组3个重复,每个重复20尾。对照组(CON组)饲喂基础饲料,棉籽浓缩蛋白组(CPC组)饲喂用30%棉籽浓缩蛋白等量替代基础饲料中鱼粉的饲料,试验组分别在CPC组饲料的基础上添加1×10^(6)CFU/g枯草芽孢杆菌(Ⅰ组)、1×10^(8)CFU/g枯草芽孢杆菌(Ⅱ组)、1×10^(8)CFU/g枯草芽孢杆菌冻干粉(Ⅲ组)以及在CPC组饲料中添加0.1%(Ⅳ组)和1.0%β-葡聚糖(Ⅴ组)。试验期8周。结果表明:1)与CON组相比,CPC组和各试验组虹鳟幼鱼终末体质量、增重率(WGR)和特定生长率(SGR)均显著降低(P<0.05),饲料系数(FCR)均显著提高(P<0.05);与CPC组相比,各试验组生长性能指标均无显著差异(P>0.05)。2)与CON组相比,CPC组血清谷丙转氨酶(ALT)活性显著提高(P<0.05);与CPC组相比,除Ⅲ组外,其他试验组血清ALT活性均显著降低(P<0.05);各试验组血清溶菌酶(LSZ)活性均显著高于CON组和CPC组(P<0.05)。3)与CON组相比,CPC组虹鳟幼鱼肠道脂肪酶和α-淀粉酶活性显著降低(P<0.05);与CPC组相比,各试验组肠道脂肪酶活性均显著提高(P<0.05),Ⅰ组和Ⅱ组肠道α-淀粉酶活性显著提高(P<0.05)。4)与CON组相比,CPC组虹鳟幼鱼肠道总抗氧化能力(T-AOC)和过氧化氢酶(CAT)活性显著降低(P<0.05),肠道丙二醛(MDA)含量显著提高(P<0.05);与CPC组相比,各试验组肠道T-AOC和CAT活性显著提高(P<0.05),Ⅱ组、Ⅲ组和Ⅴ组肠道MDA含量显著降低(P<0.05)。5)与CON组相比,CPC组虹鳟幼鱼肠道白细胞介素-1β(IL-1β)、白细胞介素-8(IL-8)和肿瘤坏死因子-α(TNF-α)mRNA相对表达量显著提高(P<0.05),肠道转化生长因子-β(TGF-β)和白细胞介素-10(IL-10)mRNA相对表达量显著降低(P<0.05);与CPC组相比,各试验组肠道IL-1β、IL-8和TNF-αmRNA相对表达量均显著降低(P<0.05),除Ⅳ组外,其他试验组肠道TGF-βmRNA相对表达量均显著提高(P<0.05),Ⅱ组和Ⅴ组肠道IL-10 mRNA相对表达量显著提高(P<0.05)。6)与CON组相比,CPC组虹鳟幼鱼肠道封闭蛋白-1(CLD1)、闭合蛋白(OCLN)、三细胞紧密连接蛋白(TRIC)和闭锁小带蛋白-1(ZO-1)以及补体3(C3)和补体4(C4)mRNA相对表达量均显著降低(P<0.05);与CPC组相比,除Ⅳ组外,其他试验组肠道OCLN、TRIC和ZO-1以及C3和C4 mRNA相对表达量均显著提高(P<0.05)。7)与CON组相比,CPC组虹鳟幼鱼肠道绒毛高度显著降低(P<0.05);与CPC组相比,Ⅰ组~Ⅲ组肠道绒毛高度显著提高(P<0.05),且Ⅱ组肠道肌层厚度显著提高(P<0.05)。8)与CON组相比,CPC组虹鳟幼鱼肝脏和脾脏杀鲑气单胞菌数量显著提高(P<0.05);与CPC组相比,除Ⅳ组外,其他试验组肝脏鲑气单胞菌数量显著降低(P<0.05),各试验组脾脏杀鲑气单胞菌数量均显著降低(P<0.05)。综上所述,棉籽浓缩蛋白饲料添加枯草芽孢杆菌和β-葡聚糖对虹鳟幼鱼生长性能无显著影响,但改善了其血清生化指标、肠道健康和抗杀鲑气单胞菌能力,且以喷涂工艺添加1×10^(8)CFU/g枯草芽孢杆菌和添加1.0%β-葡聚糖对虹鳟幼鱼的效果较佳。

枯草芽孢杆菌无细胞上清液抑制单增李斯特菌生物被膜形成的研究

单增李斯特菌(Listeria monocytogenes)是一种常见的食源性致病菌,其生物被膜是导致食品污染和疾病传播的重要原因。该研究选用枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)无细胞上清液(cell free supernatant,CFS)作为抑制剂,探究B.subtilis CFS在抑制L.monocytogenes野生菌株118(以下简称No.118)生物被膜方面的作用和潜力。首先测定了B.subtilis CFS的最小抑菌浓度(minimum inhibitory concentration,MIC),接着采用结晶紫染色法测定了不同亚最小抑菌浓度下B.subtilis CFS对No.118的生物被膜抑制率,发现不同亚抑菌浓度下的CFS对No.118生物被膜均具有显著的抑制作用,且在1/64 MIC时生物被膜抑制率仍可达到47%;同时B.subtilis CFS对No.118生物被膜代谢活性、自聚集率、表面疏水性、群集泳动能力和膜外聚合物分泌也均有显著抑制作用;最后,通过激光共聚焦显微镜观察了在CFS作用下,No.118生物被膜结构和细胞分布的变化规律,经CFS处理后,No.118生物被膜结构松散,细菌数量明显减少。综上,B.subtilis CFS可通过影响No.118生物被膜细胞的代谢活性、自聚集能力和群集泳动能力以及膜外聚合物的分泌来抑制其生物被膜形成,对探究益生菌代谢产物作为生物被膜抑制剂方面的应用具有重要的参考价值。

不同抑菌剂对枯草芽孢杆菌芽孢动态生长的影响

目的研究不同抑菌剂对枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)芽孢生长的影响及作用阶段。方法本研究选取枯草芽孢杆菌芽孢为研究对象,考查了茶多酚、Nisin、亚硝酸盐、双乙酸钠、乙二胺四乙酸盐5种抑菌剂对枯草芽孢杆菌芽孢存活量、萌发特性、内容物泄漏量、结构变化的影响。结果5种抑菌剂均能降低枯草芽孢杆菌芽孢的存活率,且不同抑菌剂对枯草芽孢杆菌芽孢生长的主要抑制阶段存在差异。其中乙二胺四乙酸盐、茶多酚在芽孢萌发阶段的作用效果相对较为显著,与芽孢悬浊液共孵育60 min后吸光度分别下降至90.61%、90.74%,2,6-吡啶二羧酸释放量分别为21.18%、21.92%,孵育12 h后仍有部分芽孢保持“相亮”状态。亚硝酸盐、双乙酸钠、Nisin主要在萌发后发挥抑制作用,其中亚硝酸盐、双乙酸钠能使芽孢在后期生长过程中内膜通透性增大,并导致芽孢核内物质发生泄漏。拉曼光谱显示茶多酚、亚硝酸盐能够使得芽孢生长过程中蛋白质、脂质等成分及其结构发生变化,使萌发后的芽孢无法继续生长形成营养体。结论乙二胺四乙酸盐、茶多酚在芽孢萌发阶段发挥主要作用,亚硝酸盐、双乙酸钠、Nisin在萌发后及营养体形成阶段发挥主要抑制作用。本研究为揭示不同抑菌剂对芽孢生长的抑菌机制提供重要信息和参考。

高压热杀菌处理时D-果糖对枯草芽孢杆菌芽孢灭活的抑制机制

研究高压热杀菌(high-pressure thermal sterilization,HPTS)处理时D-果糖对枯草芽孢杆菌芽孢灭活的抑制作用。HPTS处理压力为200、600 MPa,处理温度为25、65、75℃,处理时间为20 min,D-果糖质量分数为0、15%、30%、60%。使用流式细胞术检测处理前后芽孢内膜的损伤情况,采用傅里叶红外光谱对处理前后芽孢蛋白质和内膜脂质进行分析,以揭示蛋白质结构与内膜脂质相态的变化。HPTS处理后芽孢内膜通透性增大,内膜完整性受损,然而随着添加的D-果糖质量分数的升高,芽孢内膜脂质的相态由液晶态逐渐转变为凝胶态,内膜稳定性增加、通透性降低、完整性提高,且芽孢蛋白质的有序二级结构的含量增加。不添加D-果糖时,600 MPa、75℃处理20 min后,芽孢死亡了5.31 lg(CFU/mL),芽孢悬浮液OD_(600)下降到0.41,2,6-吡啶二羧酸(2,6-pyridinedicarboxylic acid,DPA)泄漏率达93.56%,内膜受损的芽孢比率达到80.95%,芽孢蛋白质的α-螺旋和β-折叠结构含量分别下降到16%和17%;而当添加的D-果糖质量分数提升到60%时,相同条件的HPTS处理后,芽孢存活数量上升了1.69 lg(CFU/mL),芽孢悬浮液OD_(600)上升了0.09,内膜受损的芽孢比率减少了20.74个百分点,芽孢蛋白质的α-螺旋和β-折叠结构含量分别回升到25%和28%。D-果糖抑制了HPTS处理对芽孢结构的破坏和孢内关键物质的泄漏,且这种作用与D-果糖质量分数呈正相关。

枯草芽孢杆菌SNBS-3全基因组测序及其抑菌物质预测分析

为了详细解析枯草芽孢杆菌SNBS-3的基因组特征,本研究在前期研究基础上,采用Illumina二代测序技术和第三代高通量Pacbio测序平台,对从传统豆酱中筛选得到的枯草芽孢杆菌SNBS-3进行全基因组测序,获得菌株基因组特征信息、基因功能注释及分类、系统发育进化和次级代谢产物等关键信息。结果表明:SNBS-3的基因组为一条环状闭合DNA,大小为4076387 bp,共有4000个蛋白质编码基因,在直系同源集、基因本体论、京都基因与基因组百科全书、碳水化合物活性酶、抗生素耐药性数据库和致病毒力因子数据库分别注释到3209、2824、2560、147、12个和4个功能基因。应用在线软件AntiSMASH和Bagel4发现其除具有合成Surfactin、Mycosubtilin、Plipastatin、Bacilysin和Bacillaene等多种抑菌物质的相关基因外,还具有一条完整的细菌素Subtilosin A合成基因簇,结合抑菌实验和蛋白酶K实验结果推测枯草芽孢杆菌SNBS-3具有合成细菌素SubtilosinA的能力。综上,枯草芽孢杆菌SNBS-3全基因组测序结果表明其本身可产生多种抑菌物质,是1株具有生防潜力的微生物,相关分析结果可为包括细菌素SubtilosinA在内的多种抑菌物质的进一步开发应用提供理论基础。

枯草芽孢杆菌发酵对豆类中酚类物质及抗氧化活性的影响

多酚是豆类的主要活性成分,对该类食品的抗氧化功能具有重要影响。本研究利用枯草芽孢杆菌ATCC 6051发酵8种豆类,分析发酵对豆类食品中酚类物质含量和抗氧化活性的影响。发酵红豆、菜豆、蚕豆、绿豆、大豆、扁豆和豌豆的总酚含量分别增加了24.19%,57.89%,123.78%,172.90%,225.32%,300.00%,343.17%。对发酵前、后8种豆类中19种酚类化合物含量的比较发现,发酵影响儿茶素、表儿茶素、水杨酸和芥子酸的含量。发酵绿豆、大豆、豌豆和扁豆提取物的DPPH自由基清除率、ABTS+自由基清除活性以及铁离子还原能力均提高。总酚含量与DPPH自由基清除活性、ABTS+自由基清除活性以及铁离子还原能力均极显著相关(P<0.01),儿茶素、水杨酸和芥子酸与DPPH极显著相关(P<0.01),表儿茶素与DPPH显著相关(P<0.05)。研究表明,绿豆、大豆、豌豆和扁豆是利用枯草芽孢杆菌发酵制备富含酚类和高抗氧化活性产品的理想食品原料,适用于发酵豆类功能食品的开发。

枯草芽孢杆菌与黑曲霉对甜高粱秸秆发酵效果的影响

试验旨在探究枯草芽孢杆菌与黑曲霉对甜高粱秸秆发酵品质的影响。以切短至1~2 cm甜高粱秸秆为原料,采用单因素设计,分为4个试验组,分别为对照组、枯草芽孢杆菌组、黑曲霉组、菌+霉组(枯草芽孢杆菌:黑曲霉为1:1),添加量为2 mL/100 g,菌液浓度控制在1×10^(8)个细菌/mL,每组3个重复。分别在15、30、45d取样,通过感官评定、营养价值、发酵品质、有氧稳定性等指标进行综合分析。结果表明:试验组对甜高粱秸秆的感官品质均起到改善作用;在15、30、45 d时试验组粗蛋白质含量高于对照组(P<0.05),在30、45 d时中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量低于对照组(P<0.05);在30、45 d时黑曲霉组、菌+霉组pH低于对照组、枯草芽孢杆菌组(P<0.05),在45d时枯草芽孢杆菌组、黑曲霉组、菌+霉组氨态氮/总氮低于对照组(P<0.05),在15、30、45 d时菌+霉组乳酸与乙酸含量高于对照组、枯草芽孢杆菌组、黑曲霉组(P<0.05);随着有氧暴露时间的延长,对照组、枯草芽孢杆菌组、黑曲霉组、菌+霉组pH呈上升趋势(P<0.05),干物质含量呈先上升再下降趋势(P<0.05),枯草芽孢杆菌组、黑曲霉组、菌+霉组pH和干物质含量低于对照组(P<0.05)。可见,在发酵第45天,菌+霉组能显著改善甜高粱秸秆感官品质、提高营养价值与发酵品质、延长其有氧稳定性时间。

枯草芽孢杆菌PW2挥发性产物对黄曲霉的抑制作用

为探寻安全、高效的黄曲霉新型抑制物,采用顶空固相微萃取-气质联用(HS-SPME-GC-MS)技术对枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)PW2所产具有抗霉活性的挥发性有机化合物(volatile organic compounds,VOCs)进行了成分鉴定,并利用平板对扣法从鉴定出的成分中筛选具有强抗霉活性的目标化合物,通过平板对扣法和96孔板梯度稀释法测定目标化合物对黄曲霉的最小抑菌体积分数(MIC),使用黄曲霉毒素B_(1)(aflatoxin B_(1),AFB_(1))ELISA检测试剂盒分析了目标化合物对黄曲霉产AFB_(1)的抑制作用,使用扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)观察受试黄曲霉孢子形态的变化和采用分光光度法测定受试黄曲霉细胞膜麦角甾醇相对含量,以探讨抗霉机理。结果显示,从PW2所产VOCs中共鉴定出41种组分,并从中筛选出异辛醇为目标化合物;平板对扣法和96孔板梯度稀释法测得异辛醇对黄曲霉的MIC分别为0.169μL/mL和6.25μL/mL;PDB培养基中异辛醇体积分数分别为3.13、6.25、12.50μL/mL时,均能有效抑制AFB_(1)的产生,且随异辛醇体积分数的升高,抑制效果增强;异辛醇处理可导致黄曲霉孢子表面凹陷和孢子破裂,并且影响细胞膜中麦角甾醇的相对含量,造成细胞膜受损。该研究可为开发以异辛醇为功能成分的黄曲霉抑制剂提供理论参考。