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%。

产表面活性素芽孢杆菌SFP03的发酵工艺优化

抗菌脂肽表面活性素是一种环脂肽型生物表面活性剂,具有较强的抑菌、抗病毒、抗肿瘤、抗支原体和诱导植物抗病性等活性,在食品、生物医药和农业等方面具有广泛的应用潜力,然而其产量较低,限制了其商业价值。以枯草芽孢杆菌菌株SFP03为表面活性素表达菌,应用Box-Behnken实验设计和响应面法来系统优化表面活性素的发酵工艺,发现谷氨酸添加量6 g/L,发酵温度32℃,发酵转速206 r/min,发酵36 h后发酵液中生物表面活性素溶血圈直径达到1.70 cm,比优化前提高了17.24%,产量显著提高。研究成果为表面活性素的规模化生产提供了理论支撑和技术基础。

枯草芽孢杆菌BYA-KC-4产表面活性素发酵条件的优化

试验旨在对高产表面活性素菌株枯草芽孢杆菌BYA-KC-4的发酵条件进行优化,筛选出最佳的生产表面活性素的条件。试验通过单因素试验确定影响产表面活性素的因素水平。采用Box-Behnken中心组合设计,进一步优化了发酵条件参数。结果表明,在最佳发酵条件下,即33℃、初始pH值6.8、接种量4.8%、转速201 r/min,表面活性素的产量达到了560.25 mg/L,相比优化前的425.36 mg/L,提高了1.32倍。研究表明,试验可为枯草芽孢杆菌BYA-KC-4产表面活性素工业化生产提供参考。

微生物表面活性素合成调控和高效生产研究进展

表面活性素是由芽孢杆菌属微生物次级代谢所产生的一类脂肽,具有多种生物活性,在食品、医药、日化、采油和生防等多个领域具有广阔的应用前景。但天然菌株产表面活性素效率低、生产成本高,严重限制了表面活性素的实际应用。对微生物表面活性素的结构性质、应用效果、合成途径调控进行了简要阐述,重点综述了提升其产量的多种策略,并对其高效生产和应用前景进行了展望。

抗菌脂肽表面活性素在提高断奶仔猪生产性能中的应用

抗菌脂肽表面活性素(Surfactin)具有广谱杀菌性、无毒副作用、无免疫原性和不产生耐药性等特点,对有害细菌、病毒、寄生虫和支原体等具有较强的杀灭作用。在断奶仔猪养殖中应用Surfactin可降低腹泻率,促进消化,促进生长,提高免疫力,防止抗氧化损伤,抗炎和抗肿瘤。文章综述Surfactin作为饲料防腐剂和油脂乳化剂的应用方式及其在断奶仔猪生产中的应用,为Surfactin在断奶仔猪生产中的进一步应用提供参考。

贝莱斯芽孢杆菌1-3产表面活性素的纯化、鉴定及表征

从口腔离体牙样品中筛选得到1株具有抑菌作用的贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)1-3。通过硫酸铵沉淀、分子筛层析、薄层层析和基质辅助激光解析电离-飞行时间质谱检测,确定具有抑菌活性的物质是含有14~16个C的环状脂肽Surfactin,其分子质量分别为1 030.642、1 044.660 Da和1 058.677 Da。通过对分离纯化Surfactin的特征研究,结果表明其具有表面活性剂的功能,对食品加工、医疗卫生、畜禽养殖中常见的病原菌具有抑制作用,其中对单核细胞性李斯特菌(Listeria monocytogenes)ATCC 19115的最小抑菌浓度可达4 μg/mL。Surfactin对小鼠红细胞在有效抑菌浓度范围内未显示溶血性,且具有良好的热稳定性(20~100℃)和广泛的pH值(2.0~10.0)适应性,表明其在食品加工、医疗卫生和畜牧养殖中具有良好的应用潜能。

枯草芽孢杆菌B2菌株产生的表面活性素变异体的纯化和鉴定

利用 6mol LHCl沉淀枯草芽孢杆菌B2菌株的去细胞培养液 ,甲醇抽提获得脂肽类抗生素粗提物 ,过SephadexLH 2 0层析柱获得粗纯化物 ,经MALDI TOF MS检测表明B2菌株仅含有表面活性素一种脂肽类抗生素。利用HPLCSMARTSYSTEM ,将粗纯化物过 μRPCC2 C1 8层析柱对表面活性素变异体进行分离后获得纯化物。经MALDI TOF PSD MS对纯化物的结构分析表明 ,B2菌株的表面活性素变异体由 1 3、1 4和 1 5个碳原子的脂肪酸链以及L Glu L Leu D Leu L Val L Asp D Leu L

表面活性素分子结构对其胶束化行为的影响

采用表面张力、界面张力、荧光、动态光散射(DLS)和冷冻刻蚀电镜(FF-TEM)等方法,研究了由Bacillus subtilis HSO121所产生的一组表面活性素的胶束化行为.通过对表面活性素溶液表面张力、表面活性素对水/正己烷界面张力的影响、表面活性素胶束微极性以及胶束粒径和形态的研究,发现随着表面活性素脂肪链长度的增加,其表界面活性增强,溶液中趋向于形成更大的聚集体.

培养基组分对枯草芽胞杆菌产表面活性素的影响

表面活性素(surfactin)中的C15组分是表面活性素Surfactin异构体混合物中的重要活性组分,在表面活性、溶血活性、抗病毒活性和抑菌活性方面都有突出的表现。考察培养基p H、碳源、氮源、碳氮比、金属离子以及氨基酸等主要参数对枯草芽胞杆菌发酵产物surfactin中C15组分的影响,利用优化后的培养基(葡萄糖20 g/L、NH4NO32 g/L、K2HPO43 g/L、Na H2PO410 g/L、Mg SO40.02 g/L、Leu 1 g/L和p H 8.5),枯草芽胞杆菌BS-37发酵24 h,surfactin总产量达750 mg/L,其中C15组分达510 mg/L,占surfactin总量的68%。

枯草芽胞杆菌B006产表面活性素的培养条件优化

芽胞杆菌产生的环脂肽类生物表面活性素surfactin具有重要抗菌、促进生物膜形成等功能,其含量和同系物组分构成影响其功能。为了提高芽胞杆菌B006产生表面活性素的产量,通过单因素实验和正交实验,测定了碳源、氮源和无机盐等营养物质及接种量、培养时间、装液量和初始pH值对芽胞杆菌B006摇瓶发酵产生表面活性素的影响;采用排油圈法测定发酵液中表面活性素的产量,采用HPLC-MS方法比较培养基优化前后surfactin的产量和组分含量。结果表明,适合芽胞杆菌B006摇瓶发酵产生表面活性素的培养基组成为:牛肉膏10 g/L、玉米粉15 g/L、硝酸铵3 g/L和氯化钠3 g/L;适合的培养条件为:初始pH值7.0、接种量10%、装液量60 m L/500 m L,发酵周期64 h。优化后surfactin的产量约为314.73 mg/L,比优化前提高了74.88%;surfactin各组分比例发生改变,其中C16和C17组分的含量明显提高,为优化前相应组分含量的1.64和8.34倍。优化的培养基组分和培养条件可明显提高芽胞杆菌B006菌株产生surfactin的产量,改变surfactin同系物组分的构成,为利用芽胞杆菌B006进行高活性表面活性素的工业生产和代谢调控研究奠定了基础。

生物表面活性素分离纯化技术进展

阐述了沉淀法、萃取法、色谱法、超滤、吸附、泡沫分离法、液膜分离法在生物表面活性素(surfactin)分离纯化中的应用进展,并强调了各分离纯化方法的选择与综合应用。原位分离技术(ISPR)是将分离纯化与生产发酵过程相耦合的技术之一,代表了生物表面活性素工业规模生产的发展方向。

生物表面活性素体外抗病毒活性

测定了表面活性素(Surfactin)的体外抗新城疫病毒(Newcastle disease virus,NDV)LaSota株、伪狂犬病病毒(Pseudorabies virus,PRV)作用,并对其可能的机理进行了初步的探讨。结果表明,生物表面活性素对鸡胚成纤维细胞(Chicken embryo fibroblasts,CEF)的TD50和TD0分别为62.5、16.125 mg/L;对猪肾(Porcine kidney,PK-15)细胞的TD50和TD0分别为31.25、4.03 mg/L;对NDV LaSota株、PRV株所致细胞病变效应有明显的抑制作用,可使细胞存活率显著升高;表面活性素可以直接作用于NDV LaSota株、PRV株,具有一定的抗病毒作用;同时还具有一定的预防NDV LaSota株感染及抑制其复制的作用。但对PRV病毒作用不显著。其抗病毒效果和相应的阳性对照抗病毒药物病毒唑(Ribavirin)、无环鸟苷(Acyclovir,ACV)相当,并且由于其细胞毒性较弱,可作为一种抗病毒药物进行开发研究。

高效液相色谱法测定发酵液中表面活性素的含量

建立一种以高效液相色谱法测定发酵液中表面活性素(surfactin)含量的新方法。采用COSMOSIL 5C18-AR-Ⅱ(4.6×250mm)色谱柱,以乙腈(含0.1%三氟乙酸)和水(含0.1%三氟乙酸)为流动相,流速0.84ml/min,梯度洗脱,紫外检测波长210nm,在20min内检测到表面活性素。结果表明,运用本方法在1～100mg/L范围内表面活性素浓度与积分面积之间具有良好的相关性(r=0.9998),精密度为1.5%,检出限为1mg/L,回收率达到91.36%。

饲料中添加表面活性素对吉富罗非鱼生长性能、血清生化指标及脂肪代谢的影响

本试验旨在研究饲料中添加表面活性素对吉富罗非鱼生长性能、血清生化指标及脂肪代谢的影响。将240尾吉富罗非鱼[平均体重为(12.0±0.1)g],随机分为4组,每组4个重复,每个重复15尾鱼,分别投喂表面活性素添加水平为0(对照组)、50、100和200 mg/kg的试验饲料7周。结果表明:饲料中添加表面活性素显著提高吉富罗非鱼的终末体重、增重率和特定生长率(P<0.05),且上述指标50 mg/kg添加组显著高于200 mg/kg添加组(P<0.05),同时显著降低饲料系数(P<0.05),但对摄食率和存活率无显著影响(P>0.05)。饲料中添加表面活性素显著提高肠道脂肪酶(50 mg/kg添加组除外)活性(P<0.05),对淀粉酶和蛋白酶活性无显著影响(P>0.05)。饲料中添加表面活性素后血清尿素氮水平降低,但仅50 mg/kg添加组与对照组有显著差异(P<0.05);各添加组血清白蛋白和游离脂肪酸水平显著高于对照组(P<0.05),总胆固醇(200 mg/kg添加组除外)、甘油三酯水平显著低于对照组(P<0.05);各组间血清酸性磷酸酶和碱性磷酸酶活性无显著差异(P>0.05);各添加组血清溶菌酶活性显著高于对照组(P<0.05),其中以50 mg/kg添加组活性最高。饲料中添加表面活性素显著提高肝胰脏脂肪酸合成酶水平(P<0.05),对肝胰脏乙酰辅酶A羧化酶水平无显著影响(P>0.05);各添加组肝胰脏肝脂酶和脂蛋白脂酶活性显著高于对照组(P<0.05),但各添加组之间2种酶活性无显著差异(P>0.05)。由此可见,饲料中添加表面活性素可提高吉富罗非鱼肠道脂肪酶活性、改善血清生化指标、调节脂肪代谢酶水平或活性,进而促进其生长。本试验条件下,建议吉富罗非鱼饲料中表面活性素添加水平为50 mg/kg。

芽胞杆菌工程菌株B9BD产表面活性素发酵培养基优化

生物农药“纹曲宁”的主要活性成分—枯草芽胞杆菌Bacillus subtilis Bs916可产生多种脂肽类抗生素。前期研究发现,degU和bmyA基因的突变株B9ΔdegUΔbmyA(B9BD)可以高效合成表面活性素(Surfactin)。本研究通过对培养基主要成分的单因素筛选并利用Design expert软件优化了工程菌株B9BD高效发酵产生Surfactin的培养基组分。通过Plackett-Burman试验、中心组合试验(CCD)和响应曲面法(RSM)优化了发酵Surfactin的最优培养基配方:葡萄糖24.27 g/L,黄豆粉29.05 g/L,牛肉浸膏3 g/L,NH_(4)NO_(3)4 g/L,L-亮氨酸2.36 g/L,KH_(2)PO_(4)3 g/L,NaCl 3 g/L,FeSO_(4)0.02 g/L。在优化培养基中,B9BD产生Surfactin的量高达到(934.25±32.67)mg/L,是其在LB培养基产量的5.6倍。以上研究结果将为Surfactin的高效发酵和应用提供理论基础和技术支撑。

表面活性素对不结球白菜叶片生长和硼吸收的促进

以不结球白菜为试验材料,对其叶面喷施不同浓度表面活性素和硼溶液,研究表面活性素对其叶片通透性、气孔开度、蜡质层厚度及生长和硼吸收的影响。叶片的通透性随着表面活性素浓度的增加而提高,当表面活性素浓度≥0.400 g/L时,膜透性增加显著;表面活性素浓度为0.400 g/L时,不结球白菜叶片气孔开度达到最大;蜡质层的溶解程度随表面活性素浓度的增加而逐渐增加。喷施表面活性素的不结球白菜根长、株高和叶绿素含量都明显增加,在喷施浓度为0.040 g/L和0.400 g/L的表面活性素不同次数后,不结球白菜根长、株高和总叶绿素最高增长率分别达到62.38%、22.63%、42.94%和48.95%、15.89%、24.07%;表面活性素促进了植株对硼的吸收率,且浓度越高,对硼的吸收越多。可见,表面活性素叶面喷施有利于不结球白菜的生长和光合作用的增强,并能提高植株对微量元素的吸收,不仅可作为作物的叶面有机营养剂直接施用,而且可作为水溶性肥料的增效剂。

复合诱变选育表面活性素(surfactin)高产菌株

为筛选抗菌脂肽表面活性素高产菌株,以枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis fmbJ224为出发菌株,先后采用氯化锂(LiCl)、亚硝基胍(NTG)、甲基磺酸乙酯(EMS)和链霉素(streptomycin)进行复合诱变。结果表明:经初筛、复筛选育得到1株高产抗菌脂肽菌株LN2-3,其Surfactin产量达到239.2mg/L,比出发菌株Bacillus subtilis fmbJ224(5.25mg/L)提高了44.56倍,且该菌株具有良好的遗传稳定性。提示采用LiCl-NTG复合诱变能较大幅度的提高诱变率,可以获得抗菌脂肽高产菌株。

饲料中添加表面活性素对罗非鱼肝胰脏生理生化指标的影响

为研究饲料中添加表面活性素对吉富罗非鱼与肝胰功能有关的生理生化指标的影响,将240尾吉富罗非鱼,平均体质量(12.01±0.12)g,随机分为4组,每组4个重复,每重复15尾鱼,分别投喂表面活性素添加水平为0、50、100和200 mg/kg的试验饲料7周。结果表明:饲料中添加50 mg/kg表面活性素可显著降低血清谷丙转氨酶和谷草转氨酶活性(P<0.05);显著降低肝胰丙二醛水平(P<0.05),显著提高总抗氧化能力(T-AOC)、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性(P<0.05),对谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性影响不显著(P>0.05)。因此,添加50 mg/kg表面活性素即可对罗非鱼与肝胰功能有关的生理生化指标产生有益作用。