CN117448213B - 一种抑制产气荚膜梭菌的植物乳杆菌及其后生元和应用 - Google Patents
一种抑制产气荚膜梭菌的植物乳杆菌及其后生元和应用 Download PDFInfo
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Abstract
本申请提供一种抑制产气荚膜梭菌的植物乳杆菌及其后生元和应用。所述植物乳杆菌命名为植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)BLCC2‑0072,该菌株已于2023年05月29日保藏于中国典型培养物保藏中心,保藏编号为:CCTCC NO:M 2023842。该菌株抑菌谱广,尤其对不同来源的A型产气荚膜梭菌均具有良好的抑制作用,其后生元也表现出优异的抑菌作用,并且该后生元能够有效地防治坏死性肠炎,能够保护或缓解CP导致的肠黏膜损害、肠道菌群改变等等,并且能够降低攻毒期间的料肉比以及改善蛋鸡产蛋品质、增加卵黄中多种抗体的水平,特别是,后生元的制备工艺简单,易于放大,且工艺稳定,尤其是在放大工艺中,无需额外进行灭活处理,具有良好的经济效益。
Description
技术领域
本申请涉及微生物领域,具体涉及一种抑制产气荚膜梭菌的植物乳杆菌及其后生元和应用。
背景技术
在整个说明书中对现有技术的任何讨论都不应被视为承认这些现有技术是广为人知的,或构成本领域公知常识的一部分。
产气荚膜梭菌(Clostridium perfringens,CP)是一种厌氧性细菌,能产生多种毒素,引起人和动物的多种疾病,如气性坏疽、食物中毒、坏死性肠炎等。根据产生的外毒素种类和致病性的不同,产气荚膜梭菌可以分为A、B、C、D、E五个型。A型:是最常见的型别,能产生α、β、θ和ε四种毒素。α毒素是最重要的毒素,能分解卵磷脂,损伤细胞膜,引起溶血和组织坏死。A型主要引起人类和动物的气性坏疽、胃肠炎型食物中毒和坏死性肠炎。由产气荚膜梭引起的坏死性肠炎(Necrotic enteritis,NE)是全球家禽业中最重要的肠道疾病之一,每年造成约6-7亿美元的损失。产气荚膜梭菌是一种革兰氏阳性杆状细菌,可形成孢子,是引起家禽临床和亚临床坏死性肠炎的主要病原体。NE发展的关键因素是胃肠道环境的变化,这为CP的生长创造了有利条件。目前,对CP的防治主要依赖于抗生素和疫苗,但由于抗生素的滥用和耐药性的增加,以及疫苗的保护效果不理想,这些方法存在很大的局限性和风险。
发明内容
本发明提供了一株植物乳杆菌,该菌具备良好的抑菌活性,尤其是对多种产气荚膜梭菌具备优异的抑制效果,同时本发明提供了该菌的后生元,该菌的后生元也具备优异的抑菌性能,能够良好的应用到产气荚膜梭菌导致的疾病中比如坏死性肠炎的防治中。
具体地,本发明提供了下述的技术方案。
在本发明的第一方面,提供了一株植物乳杆菌,其命名为植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)BLCC2-0072,该菌株已于2023年05月29日保藏于位于中国武汉武汉大学内的中国典型培养物保藏中心,保藏编号为:CCTCC NO:M 2023842。
本发明所述植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)BLCC2-0072具备良好的生长能力,特别是在pH2.5~8.5的环境下依然能够正常生长,其中,pH2.5条件下4h的存活率为0h时的61.11%;在pH4.5、6.5、8.5条件下4h活菌数均有明显提升,pH8.5条件下4h的存活率是0h时的1321%,这说明本发明所述植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)BLCC2-0072具有优异的耐酸、耐碱性能。
以及,本发明所述植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)BLCC2-0072的抑菌谱广泛,对大肠杆菌(禽源、兔源、猪源等)、金黄色葡萄球菌、嗜水气单胞菌、肠炎沙门氏菌、化脓性链球菌、粘质沙雷氏菌、蜡样芽孢杆菌、环状芽孢杆菌、溶藻弧菌、副溶血弧菌、产气荚膜梭菌(禽源、猪源等)和鸡白痢沙门氏菌等常见畜禽病原菌均具有良好的抑菌效果,并且本发明所述植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)BLCC2-0072在灭活(121℃处理30min)处理后,其依然对上述常见畜禽病原菌具备良好、甚至更好的抑菌效果。
在本发明的第二方面,提供了上述第一方面中所述植物乳杆菌(Lactobacillusplantarum)BLCC2-0072的发酵物。所述发酵物比如可通过将本发明所述植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)BLCC2-0072接种于微生物培养基中培养获得。
在本发明的第三方面,提供了上述第一方面中所述植物乳杆菌(Lactobacillusplantarum)BLCC2-0072的后生元,其包含:植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)BLCC2-0072和/或其发酵代谢产物。
本发明所述后生元(postbiotic)是由益生菌(在本发明中为植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)BLCC2-0072)经过灭活或加工后得到的无生命微生物和/或其成分,主要包括菌体与菌体的代谢产物。在本发明中,所述后生元具有一些益生菌的功能而又不需要活菌的存活和定殖,因此更稳定、安全和具有良好的耐受性。
特别是,在本发明的实施方式中,本发明所述后生元具有与植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)BLCC2-0072相当甚至更好的抑菌活性,特别是针对产气荚膜梭菌。
在本发明的一些实施方式中,后生元中植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)BLCC2-0072的细胞数不低于4.0×1010CFU/g。
在本发明的一些实施方式中,本发明所述的后生元,其组成中至少还含有乳酸、乙酸、脂磷壁酸和肽聚糖,比如,在本发明的一些实施方式中,后生元中具备高含量的乳酸、脂磷壁酸、肽聚糖等物质,其中,乳酸、乙酸含量分别不低于120g/kg、14.0g/kg,脂磷壁酸、肽聚糖含量分别在200mg/g、2.00mg/g以上,优选脂磷壁酸、肽聚糖的含量分别在230mg/g、2.10mg/g以上。
在本发明的一些实施方式中,本发明所述后生元通过将植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)BLCC2-0072的发酵液喷雾干燥获得;在一些优选的实施方式中,所述后生元通过将植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)BLCC2-0072的发酵液中添加糊精后喷雾干燥获得;其中,喷雾干燥的温度为180~220℃,糊精的加入量为5~15%(W/V),优选为10~15%。
在本发明的第四方面,提供了一种制备上述第三方面中所述的后生元的方法,其包括:将植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)BLCC2-0072的发酵液进行灭活处理和/或喷雾干燥。
在本发明的一些实施方式中,灭活处理的条件为121℃处理15~30min。
在本发明的一些实施方式中,喷雾干燥的温度为180~220℃。
在本发明的一些实施方式中,所述方法包括:将植物乳杆菌(Lactobacillusplantarum)BLCC2-0072的发酵液进行灭活处理和/或添加5~15%(优选10-15%)的糊精喷雾干燥。
比如,在本发明的一个实施方式中,所述方法包括:将植物乳杆菌(Lactobacillusplantarum)BLCC2-0072接种至斜面37℃培养20h,转接至MRS液体培养基37℃培养20h,121℃处理30min,在发酵液中添加12%(W/V)的糊精喷干(进风口温度210℃、出风口温度100℃)制备得到后生元。
在本发明的一些实施方式中,特别是在放大的生产工艺中,比如在以500L发酵罐进行的中试试验中,所述方法包括:接种培养植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)BLCC2-0072,发酵过程中pH自然不调控,发酵结束后,发酵液中直接添加5~15%(优选10-15%)的糊精喷雾干燥(进风口温度210℃、出风口温度100℃)制备得到后生元。
将本发明所述植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)BLCC2-0072制备成后生元的工艺简单,仅需将菌株发酵液灭活和/或喷干即可,尤其在大生产中无需调节pH,只需在发酵液中添加5~15%的糊精在180~220℃喷雾干燥即可制备得到后生元产品。
如前文中所述的,在本发明所述后生元(postbiotic)是由益生菌(在本发明中为植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)BLCC2-0072)经过灭活或加工后得到的无生命微生物和/或其成分,主要包括菌体与菌体的代谢产物。本发明所述植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)BLCC2-0072后生元具备良好的抑菌能力、能够良好的应用到产气荚膜梭菌导致的疾病比如坏死性肠炎的防治中,并且还能够增强蛋鸡对病原体的防御能力和提高鸡蛋品质包括增强蛋鸡的免疫反应、改善蛋鸡的肠道健康和优化蛋鸡的营养吸收等,这表明本发明所述植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)BLCC2-0072后生元能对宿主产生有益的生理效应。其制备工艺简单表明该菌株能够在简单的制备过程中制备后生元,具有较高的生产效率,可在较短的时间内或在较低的资源投入下制备后生元;制备工艺简单还意味着制备的后生元具有较好的稳定性,能够在不需要复杂的处理或保存技术的情况下保持其有效性;制备工艺简单能够降低生产成本,使得利用该菌株制备后生元更为经济,具有良好的经济效益。
在本发明的第五方面,提供了一种组合物,其包含上述第一方面中所述的植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)BLCC2-0072或其发酵液或其后生元。所述组合物比如为菌剂、饲料添加剂或包含该菌剂或饲料添加剂的饲料,或者为微生态制剂等等。
比如,在本发明的一些实施方式中,提供了一种菌剂,其包括植物乳杆菌BLCC2-0072菌泥和冻干保护剂。所述冻干保护剂比如脱脂奶粉等,比如在一个实施方式中,所述冻干保护剂由脱脂奶粉20份、蔗糖5份和水100份组成。菌泥与冻干保护剂的比例比如可以为体积比1:1。
在本发明的一些实施方式中,所述菌剂的制备方法包括:发酵植物乳杆菌BLCC2-0072后离心收获菌体(菌泥),将菌泥与等体积的冻干保护剂混合、真空冷冻干燥,制成菌粉,即得。
在本发明的第六方面,提供了上述第一方面中所述的植物乳杆菌(Lactobacillusplantarum)BLCC2-0072或其后生元或上述第五方面中所述的组合物在制备具有下述至少一种功能的产品中的应用:
1)在制备具有抑菌功能的产品中的应用;比如,在本发明的一些实施方式中,所述抑菌功能包括对选自大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、嗜水气单胞菌、肠炎沙门氏菌、化脓性链球菌、粘质沙雷氏菌、蜡样芽孢杆菌、环状芽孢杆菌、溶藻弧菌、副溶血弧菌、产气荚膜梭菌、鸡白痢沙门氏菌中的细菌具有抑制作用;
2)在制备预防和/或治疗与产气荚膜梭菌感染相关的疾病的产品中的应用;比如,在本发明的一些实施方式中,所述与产气荚膜梭菌感染相关的疾病包括禽坏死性肠炎和仔猪梭菌性肠炎;
3)在制备防治禽坏死性肠炎的产品中的应用;
4)在制备用于调节肠道菌群的产品中的应用;比如,在本发明的一些实施方式中,所述调节肠道菌群为调节禽类肠道菌群,包括提高粪便中乳酸菌(比如乳球菌、乳杆菌)的数量,以及降低大肠杆菌数量;
5)在制备用于提高蛋鸡产蛋品质的产品中的应用;比如,在本发明的一些实施方式中,所述提高蛋鸡产蛋品质包括提升单枚蛋重、加深蛋黄颜色和提高蛋壳厚度;和
6)在制备增强蛋鸡免疫功能的产品中的应用;比如,在本发明的一些实施方式中,所述增强蛋鸡免疫功能包括提高蛋鸡及鸡蛋中卵黄新城疫(ND)抗体和重组禽流感(H5-14)抗体的抗体滴度。
在本发明的一些实施方式中,所述产品为饲料、菌剂、微生态制剂。
在本发明的一些实施方式中,所述产品主要应用于禽类或猪,所述禽类尤其指鸡,特别是蛋鸡。
在本发明的第七方面,提供了一种抑制细菌的方法,包括向待抑菌物施用上述第一方面中所述的植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)BLCC2-0072或其后生元或包含该菌或其后生元的组合物以实现对细菌的抑制,所述细菌选自大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、嗜水气单胞菌、肠炎沙门氏菌、粘质沙雷氏菌、蜡样芽孢杆菌、环状芽孢杆菌、溶藻弧菌、副溶血弧菌和产气荚膜梭菌。
在本发明的一些实施方式中,所述产气荚膜梭菌尤其为A型产气荚膜梭菌。
在本发明的一些实施方式中,本发明所述植物乳杆菌(Lactobacillusplantarum)BLCC2-0072或其后生元能够对不同来源的A型产气荚膜梭菌均具有良好的抑制作用,比如,本发明所述植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)BLCC2-0072可同时抑制禽源A型产气荚膜梭菌和猪源A型产气荚膜梭菌,它们在一些基因序列和毒力因子方面往往存在差异,因此会表现出不同的特性和病原性,此外,由于它们在不同宿主中的生活环境和暴露源会有所不同,这些因素可能导致它们在生物学特性、耐药性和病原性上也会存在差异。比如,禽源A型产气荚膜梭菌可引起家禽的坏死性肠炎,猪源A型产气荚膜梭菌可导致仔猪坏死性肠炎。本发明所述植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)BLCC2-0072可同时抑制禽源A型产气荚膜梭菌和猪源A型产气荚膜梭菌,因而具备同时应用于禽类和家猪的潜力。
在本发明的第八方面,提供了一种防治坏死性肠炎的方法,其包括向受试者施用有效量的上述第一方面中所述的植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)BLCC2-0072或其后生元或包含该菌或其后生元的组合物。
在本发明中,所述“受试者”是指已经是或将要是治疗、观察或实验对象的动物,如家禽、哺乳动物等,比如鸡、猪、人等。本文描述的方法可用于人的治疗和/或兽医应用。在本发明中,优选地受试者为鸡或猪。
在本发明中,所述“有效量”是指施用本发明所述植物乳杆菌(Lactobacillusplantarum)BLCC2-0072或其发酵物或其后生元或者包含该菌或其后生元的组合物或产品能够引发受试者生物或医疗响应并足以有效地缓解机体不良状态、病症或紊乱等的量。所述有效量可以由考虑到自身知识、现有技术水平和本领域技术人员常规地确定,比如通过体内、体外或离体实验确定或展示该量。
相较于现有技术,本发明的优势包括:
本发明提供了一株植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)BLCC2-0072,其具备良好的抑菌性能,能够对多种病原菌产生抑制作用,特别是对不同来源的A型产气荚膜梭菌表现出优异的抑制效果。同时本发明提供了植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)BLCC2-0072的后生元,该后生元也表现出优异的抑菌作用,并且该后生元能够有效地防治坏死性肠炎,能够保护或缓解CP导致的肠黏膜损伤、肠道菌群改变等等,并且能够降低攻毒期间的料肉比以及改善蛋鸡产蛋品质、增加卵黄中多种抗体的水平,特别是,后生元的制备工艺简单,易于放大,且工艺稳定,尤其是在放大工艺中无需额外进行灭活处理,具有良好的经济效益。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解,本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请,并不构成对本申请的不当限定。以下,结合附图来详细说明本申请的实施方案,其中:
图1示出了5个不同批次的BLCC2-0072后生元对产气荚膜梭菌BLCC8-0044(左)、BLCC8-0136(右)体外抑菌结果,其中,5批次的BLCC2-0072后生元分别标注为HSY1、HSY2、HSY3、HSY4和HSY5。
具体实施方式
下面结合具体实施例,进一步阐述本申请。应理解,这些实施例仅用于说明本申请而不用于限制本申请的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法,通常按照常规条件或按照制造厂商所建议的条件。
除非另行定义,文中所使用的所有专业与科学用语与本领域熟练人员所熟悉的意义相同。本申请所使用的试剂或原料均可通过常规途径购买获得,如无特殊说明,本申请所使用的试剂或原料均按照本领域常规方式使用或者按照产品说明书使用。此外,任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本申请方法中。文中所述的较佳实施方法与材料仅作示范之用。在本发明中,如无特殊说明,activated均指灭活前或未经灭活,Inactivated均指进行了灭活或灭活后。
实施例1菌株的筛选
1材料与方法
1.1实验材料
供试菌种:植物乳杆菌BLCC2-0015、植物乳杆菌BLCC2-0072、植物乳杆菌BLCC2-0410共3株性能优越的乳酸菌,由山东宝来利来生物工程股份有限公司菌种保藏中心提供。
指示菌:常见畜禽病原菌(由山东宝来利来生物工程股份有限公司菌种保藏中心提供),明细如表1所示。
表1病原菌名称明细表
注:“-”代表没有其他编号。
试剂盒:细菌脂磷壁酸(LTA)酶联免疫分析试剂盒;细菌肽聚糖(PG)酶联免疫分析试剂盒,均购自上海江莱生物技术有限公司。
主要仪器设备:LC-20A高效液相色谱仪,日本岛津仪器有限公司。
1.2实验方法
1.2.1 3株乳酸菌发酵液活菌数测定
3株乳酸菌斜面复苏后接种于100mL盐水瓶,37℃培养24h,部分发酵液121℃条件下灭菌30min,MRS培养基平板计数,37℃培养48h,统计计数结果。
1.2.2体外抑菌性能检测
3株乳酸菌斜面接种于100mL盐水瓶,37℃培养24h,部分发酵液121℃条件下灭菌30min,牛津杯法检测发酵液灭菌前后抑菌性能(孔径约为8mm)。
1.2.3发酵液有机酸及总酸含量测定
发酵液离心(5000rpm处理3min)取上清,高效液相色谱法(HPLC)检测有机酸,滴定法测定总酸含量。
1.2.4菌悬液、上清液、发酵液灭活前后脂磷壁酸及肽聚糖含量测定
3株乳酸菌斜面接种于100mL盐水瓶,37℃培养24h,部分发酵液121℃条件下灭菌30min。操作流程严格按照试剂盒要求执行,样品处理如下:
菌悬液:发酵液于3000rpm离心20min,收集的细胞用pH7.2 PBS洗涤3次,稀释至106CFU/mL,反复冻融(-20℃冷冻,37℃解冻)三次,3000rpm离心20min仔细收集上清待检。
发酵液:发酵液用pH7.2 PBS稀释至106CFU/mL,反复冻融三次,3000rpm离心20min仔细收集上清待检。
上清液:发酵液3000rpm离心20min,仔细收集上清。
1.2.5性能优越菌株酸碱耐受性研究
植物乳杆菌BLCC2-0072斜面接种至MRS液体培养基,37℃培养20h,作为种子液,按5%(V/V)接种量接种至不同pH(2.5、4.5、6.5、8.5)的MRS发酵液,37℃培养不同时间(0h、2h、4h),取样梯度稀释,进行活菌计数。
2结果
2.1 3株乳酸菌发酵液活菌数测定
表2 3株乳酸菌发酵液灭活前后变化情况
如表2所示,3株乳酸菌发酵液以植物乳杆菌BLCC2-0072活菌数最高为39×108CFU/mL,这表明相同生长条件下,BLCC2-0072的生长能力更好。121℃处理30min灭活前后pH除BLCC2-0072有所升高外,其他两株pH有所降低,三株菌株灭活后的OD值均有所增大。
2.2 3株乳酸菌灭活前后(121℃处理30min)抑菌性能检测
表3 3株乳酸菌发酵液灭活前后对12株病原菌抑菌结果(均值:mm)
如表3所示,植物乳杆菌BLCC2-0072灭活前后对12株病原菌均具有良好的抑制作用,特别是对于猪源的产气荚膜梭菌BLCC8-0136及禽源的产气荚膜梭菌BLCC8-0044有良好的体外抑菌性能,且灭活后的抑菌能力优于灭活前。
2.3 3株乳酸菌发酵液有机酸及总酸含量测定
表4 3株乳酸菌发酵液灭活前后酸含量测定(g/L)
如表4所示,3株乳酸菌发酵上清液经HPLC检测,乳酸含量以植物乳杆菌BLCC2-0072灭活后含量最高,为19.57g/L。
2.4 3株乳酸菌菌悬液、上清液、发酵液灭活前后脂磷壁酸及肽聚糖含量测定
表5 3株乳酸菌灭活前后脂磷壁酸含量(μg/mL)
如表5所示,菌悬液与发酵液中脂磷壁酸含量显著高于上清液中含量。灭活前后对乳酸菌脂磷壁酸含量影响不大。脂磷壁酸含量最高的是灭活后的植物乳杆菌BLCC2-0072发酵液,含量为71624.86μg/mL。
表6 3株乳酸菌灭活前后肽聚糖含量(μg/mL)
如表6所示,菌悬液与发酵液中肽聚糖含量显著高于上清液。灭活后菌悬液中肽聚糖含量呈上升趋势。肽聚糖含量最高的是植物乳杆菌BLCC2-0072菌悬液,含量为617.53μg/mL。
2.5植物乳杆菌BLCC2-0072耐酸碱性能结果
表7植物乳杆菌BLCC2-0072酸碱耐受性结果
如表7所示,植物乳杆菌发酵液5%(V/V)接种量接种至不同pH值的MRS培养基,不同时间点取样测定活菌数,在pH2.5条件下处理4h活菌数为0.88×108CFU/mL,存活率为0h时的61.11%;pH4.5、6.5、8.5条件下处理4h活菌数明显提升,pH8.5条件下处理4h活菌数为18.50×108CFU/mL,说明菌株BLCC2-0072具有较好的耐酸、碱性能。
实施例2乳酸菌后生元制备工艺确定
1材料与方法
1.1实验材料
菌种:植物乳杆菌BLCC2-0072。
1.2实验方法
1.2.1乳酸菌后生元制备
植物乳杆菌BLCC2-0072接种至斜面37℃培养20h,转接至MRS液体培养基37℃培养20h左右至发酵液pH不再下降,121℃处理30min,添加12%的糊精喷干(进风口温度210℃、出风口温度100℃)制备得到后生元,共制备5批次植物乳杆菌BLCC2-0072后生元,分别标注为HSY1、HSY2、HSY3、HSY4、HSY5。
1.2.2乳酸菌后生元细胞数、有机酸、脂磷壁酸、肽聚糖等含量检测方法
细胞数检测方法:称取适量后生元,0.85%(W/V)生理盐水稀释至109CFU/mL,血球计数板进行细胞数统计;
有机酸、肽聚糖、脂磷壁酸等指标检测方法同本发明实施例1。
1.2.3不同批次的乳酸菌后生元对产气荚膜梭菌体外抑菌能力
产气荚膜梭菌BLCC8-0044、BLCC8-0136接种至硫乙醇酸盐培养基,37℃条件下培养18h,用0.85%(W/V)生理盐水稀释至适宜浓度,取0.5mL稀释菌液至培养皿,加入TSC培养基15mL稀释至106CFU/mL,冷凝后置入牛津杯,注入200μL待测菌液(5批次植物乳杆菌BLCC2-0072后生元稀释液,稀释至109CFU/mL),37℃过夜培养。
2结果
2.1植物乳杆菌BLCC2-0072后生元制备工艺确定
表8不同批次后生元活菌及细胞数测定结果
如表8所示,植物乳杆菌BLCC2-0072经高密度发酵后发酵液活菌数约为30亿CFU/mL,121℃处理30min,添加适量糊精喷雾干燥后细胞数可达400亿CFU/g以上。
2.2乳酸菌后生元组分测定结果
表9不同批次后生元有机酸含量检测结果(g/kg)
如表9所示,不同批次后生元添加相同剂量糊精(12% W/V),有机酸略有差别,但每批次后生元乳酸含量不低于120g/kg,乙酸含量不低于14.0g/kg。
表10不同批次后生元脂磷壁酸、肽聚糖含量检测结果
如表10所示,不同批次制备的后生元,脂磷壁酸、肽聚糖含量有所差别。脂磷壁酸含量可达230.00mg/g以上,肽聚糖含量可达2.10mg/g以上。
植物乳杆菌BLCC2-0072经液体高密度发酵后pH低于4.5,活菌数不低于3.0×109CFU/mL,121℃灭活处理30min后添加5%~15%糊精喷雾干燥(进风口温度210℃、出风口温度100℃),喷干粉细胞数不低于4.0×1010CFU/g。乳酸、乙酸含量分别不低于120g/kg和14.0g/kg,脂磷壁酸、肽聚糖含量分别在200mg/g、2.00mg/g以上。
2.3不同批次的乳酸菌后生元对产气荚膜梭菌体外抑菌能力
抑菌结果如图1所示,不同批次的植物乳杆菌BLCC2-0072后生元的稀释液对产气荚膜梭菌BLCC8-0044、BLCC8-0136均有良好的体外抑菌效果,同时也说明了本发明后生元的制备工艺具有良好的稳定性。
实施例3乳酸菌后生元体外抑菌性能检测
1材料与方法
1.1实验材料
病原菌:同本发明实施例1。
检测培养基:改良LB培养基(蛋白胨10g/L,酵母浸出物5g/L,NaCl 10g/L,琼脂20g/L,121℃灭菌20分钟);硫乙醇酸盐培养基、胰胨-亚硫酸盐-环丝氨酸琼脂基础(TSC)培养基(购自青岛海博青生物技术有限公司)。
1.2实验方法
1.2.1乳酸菌发酵液、灭活发酵液及后生元稀释液的制备方法
发酵液(简称R72)的制备:植物乳杆菌BLCC2-0072接种至斜面37℃培养20h,转接至MRS液体培养基37℃培养20h;
灭活发酵液(简称SR72)的制备:植物乳杆菌BLCC2-0072接种至斜面37℃培养20h,转接至MRS液体培养基37℃培养20h,发酵液于121℃灭菌处理30min。
后生元稀释液(简称HSY72)的制备:上述发酵液(R72)121℃处理30min,添加12%糊精喷干制得后生元(HSY),用0.85%生理盐水(W/V)稀释,调整细胞数与发酵液细胞数一致。
1.2.2乳酸菌发酵液、灭活发酵液及后生元稀释液对产气荚膜梭菌体外抑菌能力
产气荚膜梭菌BLCC8-0044、BLCC8-0136接种至硫乙醇酸盐培养基,37℃条件下培养18h,用0.85%(W/V)生理盐水稀释至适宜浓度,取0.5mL稀释菌液至培养皿,加入TSC培养基15mL稀释至106CFU/mL,冷凝后置入牛津杯,注入200μL待测菌液(乳酸菌发酵液、灭活发酵液、后生元稀释液),37℃过夜培养。
1.2.3乳酸菌发酵液、灭活发酵液及后生元稀释液对其他病原菌体外抑菌能力
1)取直径90mm的平底双碟,注入底层培养基15mL,水平放置使之凝固,作为底层。取指示菌悬液0.6mL(终浓度106CFU/mL)于底层培养基上,加上层培养基(冷至55℃左右)6mL,混匀,水平放置使之凝固,作为菌层。
2)加样品:用无菌镊子夹取已灭菌的牛津杯,打开皿盖,放在培养基上。在牛津杯中加满相同量的供试品溶液(260μL),每个样品三个重复。静置10min,将加完样的双碟小心于4℃冰箱静置2h,再于30℃恒温箱内(以陶瓷瓦盖替代培养皿盖),培养过夜后取出测量抑菌圈直径以作评价。
2结果
2.1乳酸菌发酵液、灭活发酵液、后生元稀释液对产气荚膜梭菌的体外抑菌能力
表11乳酸菌发酵液、灭活发酵液、后生元稀释液对产气荚膜梭菌的体外抑菌
如表11所示,植物乳杆菌BLCC2-0072发酵液灭活前后对产气荚膜梭菌BLCC8-0044、BLCC8-0136体外抑菌圈的直径的均值均在21.00mm以上,可高达23.38mm。
植物乳杆菌BLCC2-0072后生元的稀释液对产气荚膜梭菌BLCC8-0044、BLCC8-0136有良好的体外抑菌效果,牛津杯法抑菌圈直径达到23mm,与灭活发酵液的效果相当,且优于其发酵液,这表明植物乳杆菌BLCC2-0072后生元对产气荚膜梭菌有优越的体外抑菌效果。
2.2乳酸菌发酵液、灭活发酵液、后生元稀释液对11种病原菌的体外抑菌能力
表12乳酸菌发酵液、灭活发酵液、后生元稀释液对11种病原菌的体外抑菌能力结果
如表12所示,植物乳杆菌BLCC2-0072经高密度发酵灭活处理制备后生元,稀释至与发酵液细胞数同水平条件下对畜禽、水产病原菌体外抑菌性能优于发酵液,且抑菌谱较广。
实施例4乳酸菌后生元对肉鸡坏死性肠炎预防效果的研究
1材料与方法
1.1实验材料
肉仔鸡:1日龄肉仔鸡80只,购自山东金益农牧有限公司;
植物乳杆菌BLCC2-0072:由山东宝来利来生物工程股份有限公司菌种保藏中心提供。
1.2实验方法
(1)植物乳杆菌BLCC2-0072后生元(HSY)制备
植物乳杆菌BLCC2-0072接种至斜面37℃培养20h,转接至MRS液体培养基37℃培养20h,发酵液121℃处理30min,添加12%的糊精(W/V)喷干(进风口温度210℃、出风口温度100℃)制备得到后生元。其中,后生元中细胞数为6.25×1010CFU/g,乳酸、乙酸含量分别为153.3g/kg、16.9g/kg,脂磷壁酸、肽聚糖含量分别为315.56mg/g、2.44mg/g。
(2)植物乳杆菌BLCC2-0072菌剂制备
植物乳杆菌BLCC2-0072接种至斜面37℃培养20h,转接至MRS液体培养基37℃培养20h。离心收获菌体,按质量份计,100份菌泥与等体积的冻干保护剂(按质量份计,冻干保护剂的组成:脱脂奶粉20份、蔗糖5份和水100份)混合、真空冷冻干燥,制成菌粉。梯度稀释活菌计数,菌粉活菌数为5.01×1011CFU/g。
(3)攻毒菌液制备
取冻存的产气荚膜梭菌BLCC8-0044(CP)接种于100mL液体硫乙醇酸盐培养基(FT)中。于攻毒前一天,取种子液,按1%的比例接种于FT培养基中,37℃培养15h和23h,分别取新鲜制备的15h、23h菌液作为当天上午和下午拌料的攻毒菌液。
(4)试验分组
引进肉仔鸡预饲,于14日龄将鸡只按照体重平均分为5个处理组,即空白对照组(CK)、攻毒对照组(CP)、攻毒饲喂菌剂组(CP+0072)、攻毒饲喂低剂量后生元组(CP+LHSY)和攻毒饲喂高剂量后生元组(CP+HHSY),每组4个重复,每个重复4只鸡,对照组隔离饲喂。各组均自由采食和饮水,其中:
空白对照组(CK):既不饲喂菌剂及后生元、也不攻毒产气荚膜梭菌。
攻毒对照组(CP):不饲喂菌剂及后生元、只攻毒产气荚膜梭菌。
攻毒饲喂菌剂组(CP+0072):按1×106CFU/mL剂量饮水饲喂植物乳杆菌BLCC2-0072菌剂、且攻毒产气荚膜梭菌。
攻毒饲喂低剂量后生元组(CP+LHSY):按0.5×106CFU/mL剂量饮水饲喂植物乳杆菌BLCC2-0072后生元、且攻毒产气荚膜梭菌。
攻毒饲喂高剂量后生元组(CP+HHSY):按1×106CFU/mL剂量饮水饲喂植物乳杆菌BLCC2-0072后生元、且攻毒产气荚膜梭菌。
(5)后生元及菌剂饲喂
15日龄开始,即攻毒前六天开始饲喂菌剂或后生元,菌剂的饲喂为将BLCC2-0072菌剂按照1×106CFU/mL添加到饮水中,后生元的饲喂为分别按细胞数0.5×106CFU/mL、1×106CFU/mL添加到饮水中,均为自由饮用。
(6)攻毒方式
21日龄开始攻毒,连续5天拌料攻毒产气荚膜梭菌FT培养液,料:菌液(w:v)=1:1.5,每天早晚两次拌料,25日龄时攻毒结束,26日龄剖检,进行肠道病变评分;空白对照组用等量的生理盐水拌料。
(7)检测指标
记录每天加料、菌液量,统计各组肉鸡体重,计算各组肉鸡攻毒期间料肉比。26日龄,剖检观察肠道病变,并进行病变评分。评分标准:0分—肠道基本正常;1分—零星出血点,充血,充气;2分——散布出血点(16个左右),出血斑,可移动纤维蛋白沉淀,个别出血条带;3分——少量纤维蛋白沉淀,散布出血带;4分——严重出血或出血带,纤维蛋白沉淀。
2结果
表13各组鸡只料肉比
注:同列数据肩标不同小写字母表示差异显著(P<0.05),肩标有相同字母或无字母表示差异不显著(P>0.05)。
由表13可以发现,攻毒期间,除CP+LHSY组平均日进食量显著高于空白对照组(P<0.05)以外,各组肉鸡平均日进食量无显著性差异;攻毒对照组肉鸡平均日增重显著低于空白对照组(P<0.05),后生元饲喂组平均日增重均显著高于攻毒对照组(P<0.05),其中LHSY饲喂组肉鸡平均日增重与空白对照组之间无显著性差异;各攻毒组料肉比均高于空白对照组,攻毒对照组CP和LHSY饲喂组料肉比显著高于空白对照组CK(P<0.05);饲喂植物乳杆菌BLCC2-0072或其后生元可在一定程度上降低攻毒肉鸡料肉比,其中植物乳杆菌BLCC2-0072及HHSY饲喂组料肉比显著低于攻毒对照组CP(P<0.05),与空白对照组CK无显著差异(P>0.05)。综合以上,饲喂植物乳杆菌BLCC2-0072菌剂和植物乳杆菌BLCC2-0072后生元能够改善平均日增重并且降低料肉比。
根据肠道病变及制定的评分标准对不同肠道评分,评分结果见下表。
表14各肠段评分结果分析
注:同列数据肩标不同小写字母表示差异显著(P<0.05),肩标有相同字母或无字母表示差异不显著(P>0.05)。
由表14可以发现,攻毒造成十二指肠、空肠、回肠病变评分显著升高(P<0.05),CP+0072组十二指肠、空肠、回肠肠道病变评分与攻毒对照组相比较低,但无显著性差异(P>0.05);CP+LHSY组和CP+HHSY组十二指肠、空肠、回肠肠道病变评分均显著低于攻毒对照组(P<0.05),其中CP+LHSY组十二指肠病变评分显著低于CP+HHSY(P<0.05),与空白对照组无显著差异(P>0.05)。
根据以上结果分析,CP+LHSY和CP+HHSY饲喂后生元(LHSY、HHSY)对鸡坏死性肠炎具有一定的防治效果。综上,在饮水中添加0.5~1×106CFU/mL植物乳杆菌BLCC2-0072后生元,均可降低攻毒肉鸡料肉比,有效降低攻毒模型肠道病变评分,且后生元添加量以0.5×106CFU/mL效果较好。
实施例5乳酸菌后生元对蛋鸡饲喂功效影响
1材料与方法
1.1实验材料:
蛋鸡:品种,京粉8#,207日龄;
地点:新泰市,某蛋鸡养殖场;
植物乳杆菌BLCC2-0072后生元:制备方法同本发明实施例4。
1.2实验方法
后生元组日粮中每天添加0.5kg/t的植物乳杆菌BLCC2-0072后生元,连续饲喂20d;对照组饲喂不添加后生元的日粮。试验开始第0d、20d采集样品,随机收取鸡蛋30枚/
组,新鲜蛋鸡粪便3份/组。
2结果与分析
表15蛋鸡饲喂后生元不同时间粪便菌群
如表15所示,饲喂0.5kg/t的后生元20d与0d相比,除后生元组乳酸菌(乳杆菌和乳球菌)数量提高外,其余各组微生物数量均呈下降趋势,且后生元组大肠杆菌数量明显低于空白对照组。
表16蛋鸡饲喂后生元不同时间蛋品质测定结果
如表16所示,饲喂0.5kg/t的后生元20d,后生元组蛋重均值高于对照组蛋重均值,第20d相较于第0d,对照组蛋重几乎无变化,蛋重变化率为0.93%,后生元组的蛋重有明显提升,蛋重提升率为9.45%,该变化优于对照组;20d后生元组蛋黄颜色的变化率相较于对照组略高;20d后生元组哈氏单位(评价蛋白品质)相较于对照组有所提升,哈氏单位提升率达33.26%,略高于对照组的变化率26.27%;20d后生元组蛋壳厚度明显提升,提升率为4.15%,明显高于对照组的变化率-2.75%。说明饲喂后生元可以延长蛋鸡产蛋期,提高蛋品质。
表17蛋鸡饲喂后生元不同时间卵黄抗体滴度
如表17所示,20d结果表明,对照组中各种抗体的滴度无变化,但是饲喂0.5kg/t的后生元20d,蛋鸡卵黄新城疫(ND)抗体滴度和重组禽流感(H5-14)的抗体滴度均有所提升,特别是新城疫(ND)抗体滴度的提升率可达6.59%。
综合以上,对200日龄左右的蛋鸡饲喂0.5kg/t植物乳杆菌BLCC2-0072的后生元20d,与对照组相比可以提高蛋鸡粪便中乳酸菌的数量,降低大肠杆菌数量,调整肠道菌群,并且可以提高鸡蛋品质,提升单枚蛋重,加深蛋黄颜色,并且提高蛋壳厚度,以及提高卵黄新城疫(ND)抗体和重组禽流感(H5-14)抗体的抗体滴度。这表明,植物乳杆菌BLCC2-0072的后生元的补充,能够增强蛋鸡的免疫反应、改善蛋鸡的肠道健康和优化蛋鸡的营养吸收,这有助于增强蛋鸡对病原体的防御能力和提高鸡蛋品质。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已,并不用于限制本申请,尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (22)
1. 一株植物乳杆菌,其命名为植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)BLCC2-0072,该菌株已于2023年05月29日保藏于中国典型培养物保藏中心,保藏编号为CCTCC NO:M2023842。。
2.权利要求1所述的植物乳杆菌的发酵物。
3.权利要求1所述的植物乳杆菌的后生元。
4. 根据权利要求3所述的后生元,其特征在于,其包含:植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)BLCC2-0072和/或其发酵代谢产物。
5. 根据权利要求3所述的后生元,其特征在于,所述后生元中植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)BLCC2-0072的细胞数不低于4.0×1010CFU/g。
6.根据权利要求3所述的后生元,其特征在于,所述后生元中还至少包含乳酸、乙酸、脂磷壁酸和肽聚糖,其中,乳酸的含量不低于120g/kg,乙酸的含量不低于14.0g/kg,脂磷壁酸的含量在200mg/g以上,以及肽聚糖含量在2.00mg/g以上。
7. 根据权利要求3所述的后生元,其特征在于,所述后生元通过将植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)BLCC2-0072的发酵液进行灭活处理和/或喷雾干燥后获得。
8. 根据权利要求3所述的后生元,其特征在于,所述后生元通过将植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)BLCC2-0072的发酵液进行灭活处理和/或添加糊精后喷雾干燥获得。
9.根据权利要求7或8所述的后生元,其特征在于,灭活处理的条件为121℃处理15~30min。
10.根据权利要求7或8所述的后生元,其特征在于,喷雾干燥的温度为180~220℃。
11.根据权利要求8所述的后生元,其特征在于,糊精的加入量为5~15%(W/V)。
12. 一种制备权利要求3至11中任一项所述后生元的方法,其特征在于,包括:将植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)BLCC2-0072的发酵液进行灭活处理和/或喷雾干燥。
13.根据权利要求12所述的方法,其特征在于,灭活处理的条件为121℃处理15~30min;喷雾干燥的温度为180~220℃。
14. 根据权利要求12所述的方法,其特征在于,包括:将植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)BLCC2-0072的发酵液进行灭活处理和/或添加5~15%(W/V)的糊精喷雾干燥。
15.一种组合物,其包含权利要求1所述的植物乳杆菌或其发酵液或其后生元。
16.权利要求1所述的植物乳杆菌或权利要求3至11中任一项所述的后生元或权利要求15中所述的组合物在制备具有下述至少一种功能的产品中的应用:
1)在制备具有抑菌功能的产品中的应用;
2)在制备预防和/或治疗与产气荚膜梭菌感染相关的疾病的产品中的应用;
3)在制备用于调节肠道菌群的产品中的应用;
4)在制备用于提高蛋鸡产蛋品质的产品中的应用;和
5)在制备增强蛋鸡免疫功能的产品中的应用。
17.根据权利要求16所述的应用,其特征在于,所述产品为饲料、菌剂、微生态制剂。
18.根据权利要求16所述的应用,其特征在于,所述抑菌功能包括对选自大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、嗜水气单胞菌、肠炎沙门氏菌、化脓性链球菌、粘质沙雷氏菌、蜡样芽孢杆菌、环状芽孢杆菌、溶藻弧菌、副溶血弧菌、产气荚膜梭菌、鸡白痢沙门氏菌中的细菌具有抑制作用。
19.根据权利要求16所述的应用,其特征在于,所述与产气荚膜梭菌感染相关的疾病包括禽坏死性肠炎和仔猪梭菌性肠炎。
20.根据权利要求16所述的应用,其特征在于,所述调节肠道菌群为调节禽类肠道菌群,包括提高粪便中乳酸菌的数量,降低大肠杆菌数量。
21.根据权利要求16所述的应用,其特征在于,所述提高蛋鸡产蛋品质包括提升单枚蛋重,加深蛋黄颜色,提高蛋壳厚度。
22.根据权利要求16所述的应用,其特征在于,所述增强蛋鸡免疫功能包括提高蛋鸡及鸡蛋中卵黄新城疫抗体和重组禽流感抗体的抗体滴度。
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