背景技术
益生菌通常是指改善宿主微生态平衡而发挥有益作用,达到提高宿主健康水平和健康状态的微生物菌剂及其代谢产物。粪肠球菌(Enterococcus faecalis ),乳酸菌的一种,革兰氏阳性菌,是人和动物肠道内主要菌群之一。
粪肠球菌的益生作用机制包括:(1)作为乳酸菌的一种,粪肠球菌能够产生细菌素、有机酸或挥发性脂肪酸等来改善肠道内环境,达到竞争有害菌的应用成分或抑制其生长及活动的效果;(2) 粪肠球菌能够在动物肠道内形成生物薄膜附着在动物肠道粘膜上,进行正常发育、生长的繁殖,形成乳酸菌屏障,抵御外来毒素和致病菌侵入;(3)粪肠球菌能够能将多种碳水化合物的无氮浸出物转化为乳酸,完全被机体进行吸收利用;还能分解部分蛋白质;(4)粪肠球菌能够显著增强巨噬细胞的活性,促进免疫器官的发育,提高动物的免疫反应能力,促进抗体的产生及细胞因子的分泌,从而增强机体的免疫力(安玉亭,胡浩,王智刚,周新秀,粪肠球菌的生物学特性及其在养殖业中的应用,安徽农业科学,2015,43(27):115-117)。
在《饲料添加剂品种目录(2013)》中,粪肠球菌被归类于微生物饲料添加剂,适用范围为养殖动物。已有不少关于粪肠球菌在畜禽养殖中的应用报道。CN104293697B公开了一种含粪肠球菌的鸡饲料益生菌剂及其制备方法,其有益效果在于:提高动物的饲料利用效率,节约成本,大大改善动物体内消化道内环境的稳态,促进营养的吸收利用,促进动物生长,显著提高动物的生产性能、免疫性能和繁殖性能,降低生产成本,提高经济效益。CN110326706A公开了一种含粪肠球菌的复合型高活性饲用益生菌剂,其有益效果在于:益生菌剂能有效提高饲料利用率和养殖动物机体免疫能力,减少腹泻、下痢机率,改善动物皮毛色泽和肉的品质,降低动物粪便臭味,减少医疗用药次数,降低动物饲养成本。
大多数乳酸菌不能耐受动物消化道中胃酸、胆盐等不良环境条件的作用,并且在颗粒饲料加工中无法耐受制粒时的高温、压力和剪切力,以及运输和存储过程中易受温度、挤压、氧气的影响,致使活性大大降低甚至死亡,严重影响了活菌制剂的效价及其应有的益生特性(王建华,杨新建,腾达,王秀敏,毛若雨,郝娅,一种粪肠球菌微胶囊及其制备方法,CN107260704A)。粪肠球菌也存在同样问题。江文涛等考察了国内3家同类产品的室温稳定性,发现60天存活率最高不超过32% (江文涛,马加军,贾朋辉,卢刚,邱勇,微胶囊化粪肠球菌稳定性影响因素研究,饲料研究,2018 年01期:74-78)。
研究人员进行了大量尝试以增强粪肠球菌的稳定性。张琳等采用乳化凝胶化法制备微囊化粪肠球菌,发现微囊化粪肠球菌5个月的存活率由10.96%提升到30.42%,且对不良环境的抗性有显著提升(张琳,贠婷婷,綦文涛,李杰,王永伟,李爱科,乳化凝胶化法微囊化益生菌抗胁迫作用研究,动物营养学报,2015年11期:3636-3642)。杜志琳等研究了微囊化粪肠球菌的体外特征,发现微囊化粪肠球菌较菌粉样品的抗逆性有明显提高,6个月的存活率由31.5%增加至65.9%(杜志琳,尹望,李雪平,微囊化粪肠球菌的体外特征的研究,中国饲料添加剂,2018年第7期:36-39)。江文涛等选择合适的载体并控制水分,微囊化粪肠球菌的45天存活率达96.6%,较原菌粉的11.3%有显著提高;应用中试中,微囊化粪肠球菌的30天存活率和60天存活率分别可达88.7%和81.3% (江文涛,马加军,贾朋辉,卢刚,邱勇,微胶囊化粪肠球菌稳定性影响因素研究,饲料研究,2018 年01期:74-78)。
基于成本因素和加工便利,饲用益生菌不仅要求益生功能显著,还必须有良好的加工性能和储存性能。
具体实施方式
下面结合实施例,对本发明进行具体描述。
本发明粪肠球菌(Enterococcus faecalis )014于2019年12月31日保藏于位于中国武汉的中国典型培养物保藏中心,保藏编号为CCTCC NO:M 20191139。
实施例1
取粪肠球菌CCTCC NO:M 20191139发酵液进行耐酸性能评估。
粪肠球菌发酵液活菌数为50亿cfu/mL。取1mL粪肠球菌发酵液加入模拟胃液中,置于37℃培养。定时取样并测定粪肠球菌活菌数,与初始活菌数进行比较,计算存活率。
模拟胃液配制方法:配制pH1.5-3.0的稀盐酸溶液各100mL,分别加入1g胃蛋白酶,使其充分溶解,模拟胃液。
采用倾注平板法测定粪肠球菌活菌数。先以无菌生理盐水进行十倍逐级稀释,取1mL稀释液在培养皿上,将灭菌后冷却至45℃的MRS培养基倾注在培养皿上,迅速摇匀,置于37℃条件下培养24hr,计算粪肠球菌数量。MRS培养基配制方法:蛋白胨10.0g,牛肉粉5.0g,酵母粉4.0g,葡萄糖20.0g,吐温-801.0mL,七水磷酸氢二钾2.0g,三水醋酸钠5.0g,柠檬酸三铵2.0g,七水硫酸镁0.2g,四水硫酸锰0.05g,琼脂粉15.0g,将上述成分加入到1000mL蒸馏水中,加热溶解,调节pH6.2±0.2,121℃灭菌15~20min。
表1粪肠球菌CCTCC NO:M 20191139在不同模拟胃酸条件下存活率变化情况
人和的动物的胃液呈强酸性,采用模拟胃液评估了粪肠球菌CCTCC NO:M20191139的耐酸性能。 pH1.5-3.0范围内,随时间延长,粪肠球菌CCTCC NO:M 20191139的存活率逐步下降;pH越低,下降趋势越明显。即使这样,pH1.5、作用180min后,粪肠球菌CCTCCNO:M20191139的存活率依然达到58%,这说明粪肠球菌CCTCC NO:M 20191139有良好的耐酸能力。
实施例2
取粪肠球菌CCTCC NO:M 20191139发酵液进行耐胆盐性能评估。
粪肠球菌发酵液活菌数为50亿cfu/mL。取1mL粪肠球菌发酵液加入模拟胆盐中,置于37℃培养。定时取样并测定粪肠球菌活菌数,与初始活菌数进行比较,计算存活率。
模拟胆盐配制方法:氯化钠8g,氯化钾0.2g,十二水磷酸氢二钠3.63g,磷酸二氢钾0.24g,纯净水1000mL,猪胆盐0.1%~0.3%。
粪肠球菌活菌数测定方法和存活率计算方法同实施例1。
表2粪肠球菌CCTCC NO:M 20191139在不同模拟胆盐条件下存活率变化情况
胆盐对微生物有一定破坏性。要发挥益生作用,微生物必须能耐受胆盐。人体胆盐浓度一般 0.3%,动物有所不同。在模拟胆盐试验条件下,随时间延长,粪肠球菌CCTCC NO:M20191139的存活率逐步下降;胆盐浓度越高,下降趋势越明显。0.5%胆盐、作用6hr后,粪肠球菌CCTCC NO:M 20191139的存活率依然达到79%,这说明粪肠球菌CCTCC NO:M20191139有良好的耐胆盐能力。
实施例3
对粪肠球菌CCTCC NO:M 20191139单菌粉进行储存稳定性评估。
将粪肠球菌原菌粉与无水葡萄糖按比例混合,制备粪肠球菌单菌粉(规格:500亿cfu/g-2000 亿cfu/g);将单菌粉密封,分别储存于-18℃、4℃和室温,定期测定活菌数,计算存活率。
表3粪肠球菌CCTCC NO:M 20191139单菌粉不同储存温度下的存活率情况
不同规格的粪肠球菌单菌粉在不同储存温度下的存活率有细微差异,但结论一致:低温易于保存。从试验情况看,粪肠球菌CCTCC NO:M 20191139单菌粉室温下储存2个月,存活率保持在80%以上;储存3个月,存活率保持在70%左右;储存6个月,存活率不低于60%。由此可见,粪肠球菌CCTCC NO:M 20191139单菌粉成品货架期相对较长,便于客户应用。
实施例4
将粪肠球菌CCTCC NO:M 20191139单菌粉(规格:100亿cfu/g)用于仔猪饲喂。
选用28日龄平均体重为(7.82±0.75)kg“杜×长×大”断奶仔猪108头,随机分为3组,每组6个重复(公母各占一半),每个重复6头,每个重复为1栏。I组为空白组,基础饲粮中不添加任何益生菌和抗生素;II组为益生菌组,将粪肠球菌CCTCC NO:M 20191139单菌粉拌入基础饲粮,用量是投料量的1‰;III组为抗生素组,在基础饲粮中加入500mg/kg硫酸粘杆菌素。仔猪在封闭式猪舍中饲养,水泥地面,自由采食和饮水,驱虫、消毒及免疫均按养猪场常规饲养管理程序进行,试验期30天。仔猪腹泻率的计算方法按文献执行(史自涛,姚焰础,江山,肖融,刘作华,杨飞云,董国忠,郭致君,粪肠球菌替代抗生素对断奶仔猪生长性能、腹泻率、血液生化指标和免疫器官的影响,动物营养学报,2015,27(6):1832-1840),结果如下:
表4粪肠球菌CCTCC NO :M 20191139对仔猪腹泻率的影响
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I组 |
II组 |
III组 |
腹泻率 |
7.3% |
1.5% |
5.2% |
I组 II组 III组 腹泻率 7.3% 1.5% 5.2%
粪肠球菌CCTCC NO:M 20191139可显著降低仔猪腹泻率,对于促进仔猪健康生长具有积极作用。
实施例5
将粪肠球菌CCTCC NO:M 20191139单菌粉(规格:100亿cfu/g)用于宠物狗饲喂。
参考张明秀的方法(张明秀,高多不饱和脂肪酸含量犬粮的制备及应用研究[D],无锡:江南大学,2013年),选取45只符合实验动物健康要求的成年比格犬,10kg左右/只,随机分成3组,每组15只。饲养温度23±2℃,相对湿度55±5%,光照时间为7:00~19:00,一笼一只饲养。采用商品犬粮(宝路成犬中小型犬全价犬粮)按建议喂食量进行比格犬喂养,三周后随机分成3组(对照组、实验组一、实验组二)分别喂食。喂食时间为9周。对照组,正常饲喂商品犬粮;实验组一,按照1‰用量进行拌料饲喂;实验组二,按照0.5‰用量进行拌料饲喂。
犬毛发收集:第-21、-14、0、7、14、28和第63天。按张明秀的方法采用感官评定进行打分: 1-钝的、粗糙的、干燥的;2-不弯曲的、不柔软的;3-中等完全、中等柔软的;4-高度弯曲的、非常柔软的;5-油腻的。
表5粪肠球菌CCTCC NO:M 20191139对犬毛发的影响
在未添加粪肠球菌CCTCC NO:M 20191139前,对照组、实验组一、实验组二的打分非常接近,基本没有区分,说明犬只毛发没有差异。使用粪肠球菌CCTCC NO:M 20191139仅7天后,实验组一、实验组二的打分较对照组有所提升;使用粪肠球菌CCTCC NO:M2019113914天后,实验组一、实验组二的打分明显高于对照组。这说明粪肠球菌CCTCC NO:M20191139对改善犬毛发有明显促进作用。