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枯草芽孢杆菌发酵探讨

枯草芽孢杆菌发酵探讨
枯草芽孢杆菌发酵探讨

枯草芽孢杆菌是我国农业部允许作为饲料添加剂的两种芽孢杆菌之一,已被越来越多地研制成饲用微生态制剂。因其制剂是无毒、无残留、无污染的“绿色”添加剂,故具有广阔的发展前景,并已在畜牧业、饲料业广泛应用,显示巨大的社会效益和生态效益。枯草芽孢杆菌具有很强的蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶等活性,能产生抗菌素,在动物肠道内具有较强生物夺氧能力。这些特性对促进动物营养的消化吸收、提高动物的饲料转化率、防病和促进生长起到重要作用。鉴于此,国内外专家学者对研究开发枯草芽孢杆菌制剂用于畜禽养殖日趋关注,从而也促进了这一产业的迅猛发展,但在现阶段的工业化生产中,存在着制约枯草芽孢杆菌发酵的诸多因素。

1、枯草芽孢杆菌的生物学特点

杆菌:一般(0.7~0.8)×(2.0~3.0)μm,电子显微镜测量为(0.5~0.6)×(1.1~3.5)μm,革兰氏阳性,运动,有长而又丰富的周生鞭毛。

芽孢:椭圆形,中生或偏中生,即使孢囊膨大也不显著。

生长温度:最高温度45~55℃;最低温度5~20℃。

阳性反应:接触酶;V-P反应;在7%的氯化钠中生长;pH5.7生长;分解葡萄糖、阿拉伯糖、木糖和甘露醇产酸;水解淀粉;利用柠檬酸作为碳源;还原硝酸盐为亚硝酸盐;分解酪素;石蕊牛奶产碱胨化。

阴性反应:厌氧生长;

卵黄反应:在葡萄糖洋菜上或酪氨酸洋菜上形成可溶性黑色素;

28℃ 4星期水解马尿酸盐;利用丙酸盐并分解酪氨酸。在55℃生长的菌株被0.02%的叠氮化合物抑制。

变化的性质:在V-P液中产酸(pH5.0~8.0);对溶菌酶的抗性;在10%的氯化钠中生长。2、芽孢杆菌制剂的作用机理

2.1可产生酶类和营养物质

研究表明芽孢杆菌能够分泌大量的胞外酶,如蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶等,有助动物对饲料的降解、消化,提高饲料利用率。饲料中未被消化的蛋白质和一些含氮物质在肠道中被大肠杆菌和其他细菌脱梭生成具有潜在的毒性的腐胺、吲哚、酚类等物质。一些芽孢杆菌可产生氨基氧化、SOD酶、分解硫化氢的酶以及其他抗菌物质如过氧化氢,起到杀菌作用,从而减少动物体内有害物质的产生。研究表明一些芽孢杆菌产生SOD酶,SOD可以清除生物体内活性氧自由基,减少其对细胞的毒害作用,使生物体免受伤害。芽孢杆菌在生长繁殖过程中可以产生挥发性脂肪酸,如乙酸、丙酸、丁酸等,一些脂肪酸可降低动物肠道的pH,从而为乳酸菌的生长创造条件,并且抑制病菌的生长。其中丙酸还可以参与三梭酸循环,为动物的新陈代谢提供能量。同时,能够产生很高的维生素B和维生素C,为动物提供维生素营养。1996年Ozols对106株肠道菌进行研究发现芽孢杆菌是维生素Bl和维生素B6的主要生产者;1998年倪学勤等研究表明芽孢杆菌产生有机酸为机体提供能量营养的同时,还促进动物对钙、磷、铁的吸收利用。

2.2生物夺氧与生物拮抗作用

肠道原籍菌群是肠道的优势菌,大多厌氧,而致病菌多为需氧菌。人为引入的益生芽孢杆菌在肠道定植后,消耗大量的游离氧,造成厌氧环境,可减少需氧菌对肠道的定植,并有利于乳酸杆菌和双歧杆菌等厌氧菌的生长,致使体内的有益菌增加而致病菌减少,保持肠道微生态系统平衡。芽孢杆菌与有害菌竞争基本营养物质和肠道等黏膜结合位点,抑制有害菌从而减少肠道疾病,提高机体抗病能力。

2.3提高机体的免疫能力

近年来研究表明,芽孢杆菌能分泌活性抗菌物质,使肠道相关淋巴组织处于高度反应状态。同时T、B淋巴细胞的数量增多,动物体液和细胞免疫水平提高。1992年Jonsson等报道,芽孢杆菌分泌胞外酶系的同时还产生抗生素。

3芽孢杆菌饲料添加剂的应用优势

乳酸菌、芽孢杆菌、酵母菌作为益生菌的3种主要菌种来源,各自具有不同的生物学特性,在生产上也是各有不同。相对于另外两种微生物,尤其是应用最为广泛的乳酸杆菌,芽孢杆菌具有独特的优势,主要体现在以下三个方面。

3.1安全性

很多种类芽孢杆菌及其代谢产物已广泛应用于食品、饲料中,目前尚未发现毒副作用,是一种安全的菌种。许多芽孢杆菌及其代谢物很早就被人们有意无意地在食品、医药和饲料中使用,一些芽孢杆菌属于“公认安全(GRAs)”的菌种,芽孢杆菌代谢产生的多种酶,如纤维素酶、淀粉酶、蛋白酶已在食品与饲料中广泛应用。芽孢杆菌作为

益生菌对动物无毒害,生产出的肉蛋类食品也是安全的。

3.2代谢速度快

芽孢杆菌易于分离、培养与保存,一般对营养要求比较简单,代谢速度比较快,对于工业生产的要求不高。另外芽孢对热、紫外线、电离辐射和某些化学药品有很强的抗性,可忍受不良环境,比如可以在pH酸性环境生存,也可以在温度高达80℃甚至更高的环境中生长。

3.3分子加工操作简便

目前芽孢杆菌的分子生物学研究已比较深入,可以利用分子生物学工具和知识研发高产性能的菌种,提高微生态制剂的饲喂效果,比如可以把蛋白酶、木聚糖酶的基因转移到芽孢杆菌中进行表达等,更大程度地发挥芽孢杆菌的益生作用。

4枯草芽孢杆菌发酵研究

所谓发酵,是借助微生物大量生成积累特定的代谢产物的现象。发酵工程是指采用现代工程技术手段,利用微生物的某些特定功能,为人类生产有用的产品,或直接把微生物应用于工业生产过程的一种新技术。发酵工程的内容包括菌种的选育、培养基的配制。灭菌、扩大培养和接种、发酵过程和产品的分离提纯等方面。

早在1975年,美国用苏云金杆菌(Bacillus thuringiensis Berliner)发酵制各种杀虫剂,以后各种芽孢杆菌被应用进行发酵生产各种产物。如应用地衣芽孢杆菌产β-甘露聚糖酶;利用耐碱性芽孢杆菌制备碱性淀粉酶;以枯草芽孢杆菌为出发菌株发酵生产中性蛋白酶、木聚糖酶、D-核糖、A-乙酰乳酸脱羧酶、B2甘露聚糖酶、肌

苷、碱性果胶裂解酶。枯草芽孢杆菌可以以内生芽孢的形式发挥其功能。当前,研究人员已经开始对以芽孢作为发酵产物的发酵体系进行摸索和优化。张根伟等对发酵培养基的组分和其他发酵条件进行研究构建了枯草芽孢杆菌BS-6的液体发酵体系,使该菌的最后发酵水平为1.66×109CFU/mL。考虑到发酵培养基原料成本及获得途径便利等因素,麸皮、玉米粉、豆米粉等材料已经用于该类细菌的发酵生产,并获得较高的芽孢产量。

4.1影响芽孢杆菌发酵的因素

芽孢杆菌产生的对热、紫外线、电磁辐射和某些化学药品有强抗性的芽孢,可忍受各种不良环境,能防治多种植物病害,易定殖在植物表面。其芽孢可以制成粉剂、可湿性粉剂等各种剂型的生防制剂而应用于农业生产,此制剂具有与化学农药混用而不失活的特性。因此,有必要对芽孢杆菌的产孢特性进行研究,以期获得最佳产孢条件,最终获得商品化芽孢制剂。微生物发酵的生产水平不仅取决于生产菌种本身的性能,而且要提供合适的发酵条件,才能使它的生产能力充分发挥出来。优化发酵工艺可以充分发挥菌种的潜在能力,提高发酵过程的生产效率,降低生产成本。因此,工艺优化的研究尤其重要。

发酵工艺的研究可从以下两方面入手:

(1)培养基组分的影响:包括碳源、氮源、维生素和辅酶、无机盐及微量元素等。

(2)发酵条件的影响:包括温度、初始pH、初始接种量、装液量、转速等。

4.1.1 培养基对发酵的影响

培养基是人们提供微生物生长繁殖和生物合成各种代谢产物所需要的按一定比例配制的多种营养物质的混合物。培养基的组成对菌体生长繁殖、产物的生物合成、产品的分离精制乃至产品的质量和产量都有重要影响。发酵工艺可分为斜面种子培养、种子扩大培养、发酵罐内菌体培养、和产物合成等几个培养过程。种子培养基是供菌体生长繁殖用的,营养成分应是易被菌体吸收利用,比较丰富和完整,其中氮源和维生素的含量应略高些,但总浓度略低为宜,以便菌体的生长繁殖。发酵培养基是供菌体生长繁殖和合成大量代谢产物用的。发酵培养基的组成要考虑菌体在发酵过程中的各种生化代谢的协调,在产物合成期,使发酵液的pH不出现大的波动。采用的原材料质量相对稳定,同时不影响产品的分离精制,不影响产品的质量。每个过程都有其培养基组成和制备工艺条件的要求。因此必须按照不同培养阶段的微生物生理学特性提供适宜的培养基配方。

4.1.1.1 碳源对发酵的影响

碳源是组成培养基的主要成分之一,其主要作用是供给菌种生命活动所需要的能量和构成菌体细胞成分和代谢产物中的碳素来源。一般的微生物可以在含各种碳水化合物的培养基上良好生长,但它们产物的生产能力和碳源的种类有很大关系。碳源的种类及浓度,主要是由菌种耐渗透压高低和调节细胞膜渗透性的方法来决定,所以枯草芽孢杆菌发酵采用的碳源主要有葡萄糖、糖蜜、淀粉、玉米粉等。目前,国内外主要选用玉米粉。

4.1.1.2 氮源对发酵的影晌

氮源的主要作用是微生物细胞物质和含氮代谢物的氮素来源的营养物质。氮源作为枯草芽孢杆菌发酵培养基的另一个主要因素,在芽孢的形成上也发挥着重要作用。枯草芽孢杆菌在生产中常用豆饼粉、鱼粉以及(NH4)2S04等一些试剂作氮源。C/N直接影响菌体的生长和代谢,碳源转化为微生物自身的细胞物质和代谢产物,并且是能源物质。氮源是构成微生物细胞蛋白质和核酸的主要元素,而蛋白质和核酸是微生物原生质的主要组成部分。如果C/N偏小,会导致菌体生长过剩,易造成菌体提前衰老自溶;C/N过大,菌体繁殖数量少,发酵密度低,细菌代谢不平衡,不利于产物的积累;C/N合适,但C、N源浓度过低,则会影响菌体的繁殖,C、N浓度过高,则发酵起始导致菌体大量繁殖,代谢废物过多而增加发酵液的黏度,使溶解氧降低,引起菌体代谢异常,最终也影响产物的合成。

4.1.1.3 无机盐对发酵的影响

工业发酵中应用微生物的生长繁殖和产物合成中都需要无机盐和微量元素,如磷、硫、铁、锰、钙、镁等。许多金属离子对微生物生理活性的作用与其浓度相关,低浓度往往呈现刺激作用,高浓度却表现出抑制作用。锰是枯草芽孢杆菌生长的必需元素,当培养基中缺少Mn2+时,不适合枯草芽孢杆菌的生长,促进芽孢的生成。提高Mn2+浓度将会导致培养基成分比例失调,渗透压升高等一系列变化,从而诱导芽孢生成。

磷在菌体生长、繁殖和代谢活动中起着极其重要的作用。一方面,

磷是构成核酸、磷脂、许多辅酶或辅基(辅酶Ⅰ、辅酶Ⅱ、辅酶A、NAD和NADP等)以及高能磷酸化合物的重要原料,另一方面,磷在代谢调节方面也起着重要的作用,磷能促进糖代谢的进行,促进微生物的生长。因此,磷源是枯草芽孢杆菌发酵培养基中另一个重要的组成成分,它的浓度直接影响着枯草芽孢杆菌菌体的生长和芽孢的形成。

钾虽不参与细胞结构成分,但它是许多酶作用的激活剂,钾还对细胞原生质的胶体状态和细胞膜的透性起调控作用。

钙主要参与调节细胞的生理状态,如:维持细胞的胶体状态,降低细胞膜的通透性,调节pH等。

4.1.2 其他发酵参数对发酵的影响

4.1.2.1初始pH对发酵的影响

pH是微生物生长和产物合成的非常重要的状态参数,是代谢活动的综合指标。为了达到微生物的充分繁殖,培养基必须保持适当的pH。初始pH的变化对于枯草芽孢杆菌的生产发酵过程影响是非常显著的。因此,决定最佳初始pH对于细菌发酵液含菌量就显得尤为重要。

pH影响菌量的原因:1)pH会影响微生物的细胞原生质膜的电荷,使细胞原生质膜发生变化,引起原生质膜对个别离子渗透性的改变,从而影响到微生物对培养基中的一些营养物质的吸收利用以及代谢物的渗漏,进而影响微生物的生长和新陈代谢的正常进行。2)pH会直接影响到微生物细胞内的酶活性,在合适的pH下,微生物细胞内的酶才能发挥最大的活性;在不合适的pH下,微生物细胞内的某些

酶的活性受到抑制,从而影响微生物的生长繁殖和新陈代谢。3)pH 会影响到培养基中某些重要的营养物质和中间代谢产物的离解,从而影响微生物对这些物质的吸收和利用。

4.1.2.2温度对发酵的影响

在发酵过程中需要维持生产菌的生长和生产的适当发酵条件,其中之一就是温度。温度对微生物生长的影响,是综合影响各种代谢反应的结果。温度通过影响微生物膜的液晶结构、酶和蛋白质的合成与活性,以及RNA的结构和转录,从而进一步的影响微生物的生理活动。高温会使微生物细胞内的蛋白质发生变性或凝固,同时还破坏了微生物细胞内的酶活性,从而杀死微生物;而低温又能抑制微生物的生长。任何微生物的生长都有一个最适生长温度范围,在此温度范围内,微生物生长繁殖最快。温度过高过低,芽孢杆菌生长代谢缓慢,营养体都难以形成,芽孢则更难以在营养体内产生。

4.1.2.3溶氧对发酵的影响

溶氧(Dissolve Oxygen,DO)是需氧微生物生长所必需的。枯草芽孢杆菌是好氧细菌,它产孢需要有氧气的存在。Mohamed Ismail 等研究过的球形芽孢杆菌(Bacillus phaerlcus)芽孢形成与溶解氧的关系一样,发现随着溶解氧的浓度升高,芽孢形成量越高。但溶解氧浓度过高,反而使产孢量下降,这是因为对于好氧枯草芽孢杆菌来说,在其他发酵条件一定的情况下,特别是在对数生长期和芽孢形成期,保证足够的通气量有利于芽孢的产生,培养基中的溶解氧水平越高越有利于芽孢的产生。但通气量过大,溶解氧过量时,由于菌体自

溶反而使芽孢数下降。这与Youset的观点相同。研究发现,芽孢大量出现的时间均在枯草芽孢杆菌的对数生长末期和衰亡期以后的一段时间,但时间过长,芽孢数便会稳定在一个水平之上,符合芽孢形成规律。

4.1.2.4初始接种量对发酵的影响

接种量是指待接种的液体培养基与接入的培养液的体积百分比。由于各级种子培养时间较短,因此采用大接种量有利于菌体形成群体优势而缩短延迟期。接种量过小则可能使延迟期延长,不利于缩短发酵周期,但接种量过大也没有必要,因为过大的接种量不但不能缩短延迟期,反而会带进较多的代谢废物而不利于培养物的生长。不同的微生物由于其生理特性的不同,要求的最适接种量大小也不同。就某种特定的微生物而言,接种量的大小既取决于其自身生理特性,同时也与培养物中微生物所处的生长时期相关。

4.1.2.5装液量对发酵的影响

装液量的多少直接影响到菌体在生长过程中对氧的获得能力;同样摇床转速下,装液量少,菌体获得氧的含量高;装液量多,则菌体获得氧的含量低。氧是好氧性微生物不可缺少的营养物质之一,它参与某些物质代谢中的加氧反应。另外,氧是物质有氧降解最终的电子受体,在这个过程中,产生出微生物进行生命活动所需要的能量。对好氧性微生物来说,必须生长在有氧的环境中,供氧量的多少会直接影响到其生长或代谢作用。

总之,枯草芽孢杆菌的发酵过程中,上述的每一个因素都至关重

要。其中,培养基除具备微生物必要的营养要素外,还应具有合适的比例,所以应对发酵培养基进行优化。培养基优化方法多是在单因素水平试验的基础上进行正交实验设计或是在正交试验基础上应用均匀设计理论,或者采用通用旋转组合设计,均能对培养基优化取得较好的效果。在工业化生产中,还需要对接种量、pH、温度、转速、通风比、溶氧、以及消泡剂用量等一系列因素进行严格控制,才能保证枯草芽孢杆菌发酵活菌数达到最高、发酵效果最好、在动物饲料里的添加效果最理想。

枯草芽孢杆菌-MBS发酵工艺设计

课程设计 姓名: 学院:生命科学学院 系别:生物工程 班级: 学号: 指导教师: 日期:2011年4 月 19日~5月31日

在畜禽养殖中使用益生菌不仅可避免长期使用抗生素所引起的肠道微生态平衡被破坏、产生耐药性及药物残留等问题 ,还能提高动物的生产性能和免疫力。枯草芽孢杆菌能改善肠道微生态环境 ,促进动物生长和提高抗病力 ,而且分泌各种消化酶类 (如蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶和纤维素酶等 ) ,促进养分的消化、吸收 ,更重要的是枯草芽孢杆菌在不利环境条件下能形成芽孢 ,在饲料制粒、贮存及胃酸环境中仍能保持较高活性。因此 ,枯草芽孢杆菌比其他有益微生物有着更多的优点而得到广泛的研究和应用。试验选择在实际畜禽饲养生产中效果较好的 1株枯草芽孢杆菌 - MBS为研究对象 ,对其成长条件及培养基成分进行优化 ,为标准化生产提供依据。 利用实验获得的最优条件依次在摇瓶中及一级种子罐中扩大培养,发酵罐中扩大培养以获得所需菌体。所得菌体经过进一步的加工处理得到菌剂等产物,以获得经济效益。 本设计为单批次液体发酵1吨枯草芽孢杆菌-MBS的发酵工艺设计,通过设计得出实际生产所需的设备及其规格要求,各理论的配比系数等参数,旨在应用到实际生产当中去。

设计任务书 (3) 1 设计题目:单批次液体发酵1吨枯草芽孢杆菌-MBS的发酵工艺设计 (3) 2 基本工艺流程: (3) 3 设计依据: (3) 4 设计结果: (3) 设计正文 (3) 1枯草芽孢杆菌简介 (3) 1.1生理特性 (3) 1.2作用机理 (3) 1.3应用范围 (3) 2设计依据 (4) 2.1基本发酵工艺流程 (4) 2.2总体发酵规模 (4) 2.3发酵工艺设计理论参数与及工艺环节参数的选择原则 (4) 3 发酵工艺流程与设备流程设计 (5) 3.1工艺环节参数推算过程 (5) 3.1.1接种量及装液系数 (5) 3.2工艺流程简图 (5) 3.3设备选型推算过程 (5) 3.3.1种子罐及发酵罐 (5) 3.3.2蒸汽发生器 (6) 3.3.3空气压缩机 (6) 3.3.4冷冻干燥机 (6) 3.4实际设计的发酵工艺参数汇总表1 (6) 3.5实际确定的发酵设备选型推算结果参数汇总表2 (6) 3.6设备流程简图 (6) 4 发酵最优条件简述 (7) 5 设备汇总图表 (8) 5.1 (8) 5.2 (8) 6 参考文献 (9)

枯草芽孢杆菌在农业领域的应用研究进展

龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/b23346953.html, 枯草芽孢杆菌在农业领域的应用研究进展 作者:张洁朱仁胜王春芳千淋兆冯梦喜许鹏 来源:《现代农业科技》2019年第13期 摘要 ; ;本文綜述了近年来枯草芽孢杆菌在农业中的应用研究进展,包括提高作物抗性、促进作物生长、改良土壤、改良作物品质等方面内容,以期为枯草芽孢杆菌未来在农业上的应用提供一定的参考。 关键词 ; ;枯草芽孢杆菌;作物生长;土壤改良 中图分类号 ; ;S154.3 ; ; ; ;文献标识码 ; ;A 文章编号 ; 1007-5739(2019)13-0163- 01 ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; 开放科学(资源服务)标识码(OSID) 枯草芽孢杆菌是一种植物根际促生细菌,于1872年由Cohn正式命名[1],其广泛存在于 自然界中,便于筛选分离,其所需营养成分简单、生长繁殖速度快、适应性及抗逆性极强,利于大量培养。枯草芽孢杆菌能够分泌多种蛋白类和激素类活性物质,天然无毒害,是一种高效、经济、环保的微生物“工具”。近年来,枯草芽孢杆菌在提高作物抗性、促进作物生长、改良土壤、改良作物品质4个方面的研究不断深入,笔者对此进行了综述。 1 ; ;提高作物抗性 枯草芽孢杆菌通过降低作物病害、增加作物抗逆境能力以及克服作物连作障碍等3个方面综合提高作物的抗逆性。枯草芽孢杆菌具备定殖能力,可以在作物根、茎、叶内部和土壤中成功定殖,定殖量均可达到104 CFU/g以上的水平[2-3],从而抢占空间与营养,阻碍病原菌对作物的侵染与伤害。同时,枯草芽孢杆菌在定殖后可以产生抗生素[4]、抗菌蛋白等活性物质使 菌丝发生扭曲、肿胀和变形[5],进而抑制病原菌的生长,实现对病害的防治。郑小亮[6]通过分级沉淀,获得一种新的抗菌粗蛋白,可使菌丝生长的形态畸形、底端膨大并抑制孢子的萌发,实现对禾谷镰刀菌的抑制。 枯草芽孢杆菌还可以诱导作物在逆境中产生抗性,经枯草芽孢杆菌GB03菌液浸泡处理后的紫花苜蓿种子,发芽势与发芽率均显著提高,株高、根长和生物量在不同盐浓度处理下,均有不同程度提升[7]。尹汉文等[8]研究发现,在1 g/L NaCl胁迫下,添加枯草芽孢杆菌增加了苜蓿株高与叶面积,苜蓿产量较未添加菌剂处理增加18%且在一定程度上提高了苜蓿的耐盐性。

蛋白分泌表达 枯草芽孢杆菌来表达

枯草芽孢杆菌,学名Bacillus subtilis,是一种被广泛应用于工业生产的革兰氏阳性细菌。与大肠杆菌不同,枯草芽孢杆菌没有外层膜,分泌的蛋白能直接释放到培养基中,是一种理想的原核蛋白分泌表达菌株。那么作为一种潜能巨大的原核表达系统,它究竟强在哪些方面呢?且让AtaGenix为您一一道来。 枯草芽孢杆菌的安全性是食品级的,收录于FDA的GRAS菌中,欧洲食品安全局认为枯草芽孢杆菌可用于食品发酵。很多常用食品工艺中都能见到它的身影。与大肠杆菌相比,枯草芽孢杆菌的细胞壁组成简单,只含肽聚糖和磷壁酸,在分泌的蛋白质产品中不会混杂有类似革兰氏阴性菌细胞壁成分中的热源性脂多糖(内毒素)等物质。该表达系统用于药用蛋白的表达纯化时还可省掉去除内毒素这一步。 同为原核生物界的明星,虽然大肠杆菌和枯草芽孢杆菌都只需短时间就可表达和积累大量目标蛋白。但大肠杆菌在后续发酵工艺中需要对收集的菌体进行破胞处理,而枯草芽孢杆菌得益于其本身所拥有的一套高效分泌信号肽及分子伴侣系统,只要简单处理发酵上清就能得到较纯的蛋白,并且表达的蛋白在多数情况下具有天然构象和生物活性。 蛋白质组学研究表明,枯草芽孢杆菌中至少有四种蛋白质分泌途径,其中Sec 分泌途径是主要分泌途径。另外枯草芽孢杆菌拥有良好的发酵生产技术,目前大部分商业化的蛋白水解酶和淀粉酶都是由其发酵得到的。AtaGenix拥有的5 L、20 L、150 L及其他型号的发酵罐(上图就是真相),可满足各种大规模发酵的需求。 虽然枯草芽孢杆菌表达外源蛋白潜力无限,但也有其短板,如自身胞外蛋白酶对表达产物的降解、遗传操作相对困难、外源蛋白有时得不到有效的表达等等。但AtaGenix却能成功避免以上问题使外源目标蛋白在枯草芽孢杆菌表达系统中有效表达,这主要得益于以下三个方面的优势: ①丰富的表达宿主

浅谈枯草芽孢杆菌(参考内容)

浅谈枯草芽孢杆菌 1. 抗生作用 抗生作用是指拈抗微生物通过产生代谢产物在低浓度下就能够对病原微生物的生长和代谢产生抑制作用,从而来影响病原微生物的生存和活动。近半个世纪以来,人们从枯草芽孢杆菌不同菌株的代谢产物中分离纯化了多种有效的抗菌物质。 2 溶菌作用 枯草芽孢杆菌的溶菌作用主要表现在是通过吸附在病原菌的菌丝上,并随着菌丝生长而生长,而后产生溶菌物质造成原生质泄露使得菌丝体断裂;或者是产生抗菌物质通过溶解病原菌孢子的细胞壁或细胞膜,致使细胞壁穿孔、畸形等现象从而抑制孢子萌发。 3 诱导植物产生抗性及促进植物生长 诱导植物产生抗性作用是指枯草芽孢杆菌不但能够抑制植

物病原菌,而且还能够诱发植物自身抗病机制从而增强植物的抗病性能的作用。什么是PGPR国际上把土壤中能促进植物生长的根际自生细菌通称为植物促生根圈细菌(Plant growth promoting rhizobaceria),简称为PGPR。 其中以枯草芽孢杆菌的抗逆性最强、功能最多、适应性最广、效果最稳定。枯草芽孢杆菌能够产生类似细胞分裂素、植物生长激素的物质,促进植物的生长使植物抵抗病原菌的侵害。 4保护环境。 枯草芽孢杆菌大量应用于生物肥料。当作用于作物或土壤时,能够在作物根际或体内定殖,并起到特定肥料效应。目前,微生物肥料在培肥地力,提高化肥利用率,抑制农作物对硝态氮、重金属、农药的吸收,净化和修复土壤,降低农作物病害发生,促进农作物秸秆和城市垃圾的腐熟利用。提高农作物产品品质和食品安全等方面表现出了不可替代的作用。

5 枯草芽孢杆菌对土壤中的菲与苯并芘的吸附及生物降解功能 土壤与其相连的水环境称为土壤-水环境系统,其中存在着大量的土壤固有微生物,并在表面存在生物膜,因为生物膜形成了隔离层,有机污染物在接触到支撑生物膜的固体基底之前,必须首先到达并且穿过这个隔离层,这样就强烈地改变矿物颗粒或基底的吸附行为,对吸附作用有重要的影响,近年的研究表明,由于受污染影响,导致土壤中含有多环芳烃(PAHs),沉积物中PAHs主要为原油污染以及工业或民用煤不完全燃烧所致,枯草芽孢杆菌对菲与苯并芘的吸附及生物降解研究,研究表明以枯草芽孢杆菌为接种微生物,对菲与苯并芘都可进行吸附或生物降解,48h液相PAHs浓度达到平衡时,微生物对菲消除了98%,对苯并芘消除85%;接种的样品48h吸附等温线均呈线形,能较好地符合线性方程;在接种微生物情况下,沉积物与土壤对菲和苯并芘吸附特征均发生较大变化,对菲的吸附量增大约35倍,而对苯并芘的吸附量却降低了2/3左右;未接种微生物的土壤和沉积物对菲解吸率为20%,接种的样品组为2.9%,而对苯并芘的解吸结果与菲相反,未接种

地衣芽孢杆菌应用的研究进展-中国饲料

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地衣芽孢杆菌的研究进展 山东宝来利来生物工程股份有限公司张菊*李 金敏张志焱李伟谷巍 摘要:地衣芽孢杆菌是芽孢杆菌中较具应用潜力的菌种之一。近年来,国内外对于地农芽孢杆菌各方面应用的研究日益增多,主要对地衣芽孢杆菌的作用机理、饲料生产和环境防治中的应用做一综述。 关键词:地衣芽孢杆菌;作用机制;饲料;环境防治 Research Advances of Bacillus licheniformis Abstract: Bacillus licheniformis is one of more application potential in Bacillus strains. In recent years, all aspects of application to Bacillus are increasing. It was reviewed about main mechanism of action, feed production and environmental control applications of Bacillus licheniformis. Keywords: Bacillus licheniformis; mechanism; feed; environmental prevention 抗生素滥用引起的畜禽耐药性问题和食品安全问题日益严重,寻找安全可靠的抗生素替代

品成为人们关注的焦点。微生态制剂因其安全、无毒副作用及不污染环境等优点受到人们的关注,其中的有益菌能刺激肠道免疫器官生长发育,提高抗体水平,促进动物的生长,增加养殖效益。地衣芽孢杆菌是目前具有应用潜力的菌种之一,本文就地衣芽孢杆菌的作用机理、畜牧生产和环境防治中的应用做一综述。 1. 地衣芽孢杆菌的生物学特性 地衣芽孢杆菌为中生芽孢的革兰氏阳性需氧菌,它的最适生长温度大约为50℃,但也能在更高的温度下存活。酶分泌的最适温度为37℃。它可能以孢子形式存在,从而抵抗恶劣的环境;在良好环境下,则可以生长态存在。地衣芽孢杆菌是我国农业部2003年3l8号公告批准使用的饲料级菌株之一。与传统的益生菌、双歧杆菌和乳酸菌相比,地衣芽孢杆菌的活菌成份是芽孢休眠体,并具有耐高温、耐干燥、耐酸性、耐胆盐和人工胃液等特点(刘燕等,2002;全艳玲,2002)。 2. 地衣芽孢杆菌作用机制研究 地衣芽孢杆菌在医药和畜牧养殖方面具有较高的应用价值。具有调节动物微生态平衡,促

枯草芽孢杆菌的发酵

枯草芽孢杆菌的发酵学院:化工学院 专业:生物工程 班级:生物10-2 姓名:姜霞

摘要 枯草芽孢杆菌是我国农业部允许作为饲料添加剂的15种菌种之一,其已被越来越多地制成饲用微生态制剂。因其制剂是无毒、无残留、无污染的“绿色”添加剂,故具有广阔的发展前景,并已在畜牧业、饲料业广泛应用,显示巨大的社会效益和生态效益。通过摇床培养筛选出较适宜于枯草芽孢杆菌发酵的培养基配方,发酵培养基配方确定后,在摇床条件下,通过对温度、初始pH值、初始接种量、装液量、摇床转速等发酵条件的摸索,确定最佳发酵条件。在摇瓶条件下优化发酵培养基和发酵工艺后,采用发酵罐进行发酵培养,对枯草芽孢杆菌在液体发酵过程中的菌体数量、pH值、总糖含量和总氮含量四个因素随时间的变化进行了观察。 枯草芽孢杆菌,是芽孢杆菌属的一种。单个细胞0.7~0.8×2~3微米,着色均匀。无荚膜,周生鞭毛,能运动。革兰氏阳性菌,芽孢0.6~0.9×1.0~1.5微米,椭圆到柱状,位于菌体中央或稍偏,芽孢形成后菌体不膨大。菌落表面粗糙不透明,污白色或微黄色。枯草芽孢杆菌菌体生长过程中产生的枯草菌素、多粘菌素、制霉菌素、短杆菌肽等活性物质,这些物质对致病菌或内源性感染的条件致病菌有明显的抑制作用。枯草芽孢杆菌迅速消耗环境中的游离氧,造成肠道低氧,促进有益厌氧菌生长,并产生乳酸等有机酸类,降低肠道pH值,间接抑制其它致病菌生长。枯草芽孢杆菌菌体自身合成α-淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、纤维素酶等酶类,在消化道中与动物体内的消化酶类一同发挥作用,能合成维生素B1、B2、B6、烟酸等多种B族维生素,提高动物体内干扰素和巨噬细胞的活性,在饲料中应用广泛。它还可以用来改善水质,应用在污水处理和环境保护中。和其它微生物混合使用,还可以用于生物肥料和土地改良等 关键词:枯草芽孢杆菌生长发酵活菌数

饲用枯草芽孢杆菌研究进展

饲用枯草芽孢杆菌研究进展 崔东良 (北京昕大洋科技发展有限公司) 1.枯草芽孢杆菌介绍 枯草芽孢杆菌,是芽孢杆菌属的一种。单个细胞0.7~0.8×2~3微米,着色均匀。无荚膜,周生鞭毛,能运动。革兰氏阳性菌,芽孢0.6~0.9×1.0~1.5微米,椭圆到柱状,位于菌体中央或稍偏,芽孢形成后菌体不膨大。菌落表面粗糙不透明,污白色或微黄色,在液体培养基中生长时,常形成皱醭。好氧菌, 可利用蛋白质、多种糖及淀粉,分解色氨酸形成吲哚[1],广泛分布在土壤及腐败的有机物中,易在枯草浸汁中繁殖,故而得名。 2.枯草芽孢杆菌的益生作用 枯草芽孢杆菌的芽孢经食道进入胃后,能顺利通过胃酸环境到达肠道,在肠道中孢子萌发形成营养细胞,并开始大量繁殖。枯草芽孢杆菌为好氧菌,进入肠道后会消耗游离氧,有利于厌氧微生物乳酸菌和双歧杆菌的生长,从而调节肠道内微生态的菌群平衡,提高机体免疫和抗病能力,减少肠道疾病的发生;枯草芽孢杆菌在肠道内繁殖会分泌淀粉酶和蛋白酶,和消化道内的消化酶一起发挥作用,帮助对营养物质的消化和吸收;其产生的维生素、氨基酸、短链脂肪酸等物质能增加小肠蠕动速度,改善肠道消化功能[2]。 3.枯草芽孢杆菌的发酵研究 饲用枯草芽孢杆菌的发酵研究的目的是为了获得大量活菌体和抗逆性强的芽孢,发酵研究的重点主要集中在如何用廉价易得的原料通过优化组合得到得高浓度的菌体,没有复杂的代谢调控和次级代谢的研究。目前关于枯草芽孢杆菌的发酵只要有液体发酵和固体发酵两种工艺。 3.1液体深层发酵 深层液体培养目前发酵工业上常用的一种发酵方法。该方法在发酵罐内完成,设备利用率高、产品质量稳定,便于自动控制,已广泛用于食品、化工、环境行业。液态深层培养是当前饲用枯草芽孢杆菌发酵研究的主要方向。周映华[3]等对枯草芽孢杆菌的发酵培养基和发酵条件进行了筛选优化,通过单因素试验及正交试验方法,确定了该枯草芽孢杆菌的优化培养基和最适发酵条件,通过发酵罐放大培养获得的菌体数量约为1.58×109 cfu/mL。刘辉[4]等通过正交优化试验对一株枯草芽孢杆菌的发酵培养基进行了优化, 当培养基中2%豆粕液浓度为15g/L、红糖浓度为20g/L、硫酸铵浓度为10g/L时, 在接种量为5%的情况下, 采用此

生物制品与工艺习题(1)(精选.)

一、名词解释 生物制品:是以微生物、细胞、动物或人源组织和体液等为原料,应用传统技术或现代生物技术制成,用于人类疾病的预防、治疗和诊断的药品。 GMP: 是英文Good Manufacturing Practice 的缩写,中文的意思是“良好作业规范”,或是“优良制造标准”,是一种特别注重在生产过程中实施对产品质量与卫生安全的自主性管理制度。 疫苗:一切通过注射或黏膜途径接种,可以诱导机体产生针对特定致病原的特异性抗体或细胞免疫,从而使机体获得保护或消灭该致病原能力的生物制品。 抗原:在机体内能刺激免疫系统发生免疫应答,并能诱导机体产生可与其起特异反应的抗体或效应细胞物质。 灭活疫苗:又称死疫苗,是指利用加热或甲醛等理化方法,将人工大量培养的完整的病原微生物杀死,使其丧失感染性和毒性而保持其免疫原性,并结合相应的佐剂而制成的疫苗。 减毒活疫苗:又称弱毒疫苗,是指将微生物的自然强毒株通过物理的、化学的和生物学的方法,连续传代,使其对原宿主丧失致病力或只引起亚临床感染,但仍保持良好的免疫原性、遗传特性,由此制备的疫苗称为减毒活疫苗。 类毒素:细菌外毒素经甲醛作用及加温处理后可以除去毒性而保留其免疫原性。亚单位疫苗:指提取或合成细菌、病毒外壳的特殊蛋白结构及抗原决定簇制成的疫苗。因不是完整病毒而是病毒的一部分物质,故称亚单位疫苗。 基因工程疫苗:也称遗传工程疫苗,是指使用重组DNA技术克隆并表达保护性抗原基因,利用表达的抗原产物或重组体本身制成的疫苗。 抗原提呈细胞:指在免疫应答过程中,能将抗原物质提呈给T细胞的一类辅佐细胞。 免疫佐剂:能非特异地通过物理或化学的方式与抗原结合而增强其特异免疫性的物质。 细菌类疫苗:用细菌、支原体、螺旋体或其衍生物制成,进入人体后使机体产生抵抗相应细菌能力的生物制品。 病毒类疫苗:用病毒、衣原体、立克次体或其衍生物制成,进入人体后使机体产生抵抗相应病毒能力的生物制品。 正常人免疫球蛋白:又称丙种球蛋白或多价免疫球蛋白,是采用低温乙醇蛋白分离法或经批准的其他蛋白质分离方法从健康人血浆中分离制得的免疫球蛋白浓缩剂。 特异性免疫球蛋白:是由对某些病原微生物具有高滴度抗体的血浆制备的特异的高效价免疫球蛋白。 细胞因子:是一组由机体的免疫细胞和非免疫细胞合成和分泌的小分子或中等分子量的可溶性蛋白质(多肽)与糖蛋白。 血液制品:由健康人血浆或特异免疫人血浆分离、提纯或由重组DNA技术制成的血浆蛋白组分或血细胞组分制品,可用于疾病的诊断、治疗或被动免疫预防。基因治疗:通过基因转移技术将外源正常基因直接导入患者病变部位的靶细胞,通过控制目的基因的表达、抑制、校正、替代或补偿缺陷或异常基因,从而恢复受体细胞、组织器官的正常生理功能。 集落刺激因子(CSF):能刺激多能造血干细胞和不同发育阶段的造血干细胞进行增殖分化, 并在半固体培养基中形成相应的集落的细胞因子。 干扰素(IFN):机体在病毒感染时合成释放的,能干扰病毒DNA或RNA的复制,

枯草芽孢杆菌实验报告

微生物技术综合实验 年级:13级生物工程(专升本)班级:2013011201 学号:1301014026 姓名:徐红贞 指导老师:刘凤霞教授 日期:二零一三十月五号

目录 1实验目的及原理 (1) 1.1实验目的 (1) 1.2实验原理 (1) 2实验材料 (1) 2.1实验仪器 (1) 2.2实验试剂 (1) 2.3培养基 (2) 2.3.1 生长培养基 (2) 2.3.2鉴定培养基 (2) 2.3.3摇瓶培养基 (2) 3试验方法 (2) 3.1仪器的准备 (2) 3.2培养基的配置 (2) 3.3初步筛选及鉴定 (2) 3.3.1采集土样 (3) 3.3.2富集培养 (3) 3.3.3稀释分离、纯化 (3) 3.3.4初筛 (3) 3.4复筛及鉴定 (4) 3.4.1革兰染色 (4) 3.5酶活力的测定 (4) 3.5.1摇瓶培养 (4) 3.5.2酶液稀释 (4) 3.5.3酶液测定 (4) 4结果分析 (5) 4.1平板涂布分离 (5) 4.2平板划线分离 (5) 4.3初筛 (5) 4.4复筛 (5) 4.5摇瓶培养 (6) 4.6酶活力测定 (6) 5参考资料 (7) 6附录 (8)

微生物上游技术综合实验 枯草芽孢杆菌的分离、纯化、筛选及鉴定 1.实验目的及原理 1.1实验目的 (1)学习从土壤中分离、纯化枯草芽孢杆菌的原理和方法。 (2)学习掌握枯草芽孢杆菌的鉴定方法。 (3)掌握微生物的摇瓶培养方法及淀粉酶活力的测定的原理和方法。 (4)培养学生综合应用微生物实验方法的能力。 (5)培养学生自行设计实验流程、综合分析问题解决问题和判断实验结果的能力。 1.2实验原理 选择合适与待分离微生物的生长条件,如营养成分、酸碱度、温度和氧等要求,或加入某种抑制剂造成只利于该微生物生长,而抑制其他微生物的环境,从而淘汰一些不需要的微生物。 将土壤稀释液倒在不同类型的培养基平板上,在适宜的环境中培养几天,细菌或是其他的微生物便能在平板上生长繁殖,形成菌落。将初次筛选得到的微生物接到淀粉培养基上培养,因为只有能够产生淀粉酶的细菌才能够利用培养基中的淀粉成分来完成自身的生命活动,才能够生存。故在淀粉部分不显现蓝色,出现透明圈,可以通过透明圈的大小来初步判断培养物中是否有产淀粉酶微生物及产淀粉酶的能力。 2. 实验材料 2.1实验仪器 无菌玻璃涂棒无菌移液管接种环无菌培养皿土样电子天平三角瓶烧杯试管酒精灯擦镜纸载玻片吸水纸恒温摇床恒温培养箱高压蒸汽灭菌锅玻璃珠显微镜无菌铲胶头滴管记号笔试管架棉塞牛皮纸报纸细绳无菌纸袋电炉搪瓷缸分光光度计恒温水浴锅白瓷皿等。 2.2 实验试剂 ○1碘液储备液:称取22.0g碘化钾溶于约300mL水中,加入11.0g碘,搅拌溶液,移入500mL容量瓶,用水定容,贮于棕色瓶中备用(每月配制一次)。 ○2碘液使用液:称取20.0g碘化钾,溶于约300mL水中,移入500mL容量瓶中,

地衣芽孢杆菌文献综述

地衣芽孢杆菌的研究进展 应用生物科学一班,卜亚平,01142102 摘要:地衣芽孢杆菌在作用机理,饲料中应用,医药研究,环境污染防治研究,病虫害防治研究方面做一综述。 关键词:地衣芽孢杆菌,作用机理,饲料,医药,环境污染,病虫害防治。 地衣芽孢杆菌为中生芽孢的革兰氏阳性需氧菌,是芽孢杆菌中目前较具有应用潜力的菌种之一,具有调节动物微生态平衡,促进肠道有益菌生长,降低病原菌的数量,增加动物机体的抗病力,提高机体的免疫功能。在自然界分布非常广泛, 生理特性丰富多样 , 是土壤和植物微生态优势种群之一。它可产生多种抗生素, 包括脂肽类、肽类、磷脂类、多烯类、氨基酸类、核酸类物质, 对多种动、植物及人类病原菌起到很好的抑制作用。而且芽孢杆菌还具有很强的蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶活性[ 1] 。因此, 芽孢杆菌被广泛应用于医药、农药、食品、饲料加工、环境污染治理等各个行业。本文就地衣芽孢杆菌在作用机理,饲料中应用,医药研究,环境污染防治研究,病虫害防治研究方面做一综述。 地衣芽孢杆菌( Bacillus licheniformis) 是芽孢杆菌中较具应用潜力的菌种之一。近年来, 国内外对于地衣芽孢杆菌各方面应用的报道日益增多。在医药、饲料加工、农药等行业 , 取得了较好的研究成果。根据文献显示, 关于地衣芽孢杆菌的专利有: 用地衣芽孢杆菌生产生物农药的方法; 地衣芽孢杆菌新菌株及其微生态制剂; 地衣芽孢杆菌 T1 菌株的术, 改变地衣芽孢杆菌 NCIB8061 a- 淀粉酶的耐温性和耐酸性酶的性质等。 1地衣芽孢杆菌的生物学特性 地衣芽孢杆菌是兼性厌氧菌,属于益生菌。细胞形态排列呈杆状,单生,细胞内无聚PHB颗粒芽孢形态,产生近中生的椭圆形芽孢,孢囊稍膨大;在肉质培养基上菌落为扁平,边缘不整齐,白色,表面皱褶,24小时后菌落直径3mm,适生长温度大约为 50℃但也能在更高的温度下存活。酶分泌的最适温度为37℃。可能以孢子形式存在,从而抵抗恶劣的环境;在良好环境下,则可以生长态存

枯草芽孢杆菌发酵培养基的优化

枯草芽孢杆菌发酵培养基优化 作者姓名 专业 指导教师姓名 专业技术职务

目录 摘要 (1) ABSTRACT (2) 第一章绪论 (3) 1.1枯草芽孢杆菌简介 (3) 1.2枯草芽孢杆菌的应用 (3) 1.2.1枯草芽孢杆菌在工业酶生产中的应用 (3) 1.2.2枯草芽孢杆菌在生物防治领域中的应用 (3) 1.2.3枯草芽孢杆菌在微生物添加剂领域中的应用 (4) 1.2.4 枯草芽孢杆菌在医药方面的应用 (4) 1.2.5 枯草芽孢杆菌在水产中的应用 (4) 1.2.6枯草芽孢杆菌是微生物学与分子生物学研究的良好试验材 料 (5) 1.2.7枯草芽孢杆菌在环境保护方面的应用 (5) 1.3 国内外的研究现状与发展趋势 (6) 1.4研究的思路、目的及意义 (7) 第二章材料与方法 (7) 2.1实验材料 (7) 2.1.1 菌株鉴定 (7) 2.1.2 培养基 (7)

2.1.3 主要设备 (8) 2.2 培养基的优化 (9) 2.2.1 培养方法 (9) 2.2.2实验流程 (9) 2.2.3实验方法 (10) 2.2.4正交试验 (11) 第三章结果和分析 (11) 3.1 鉴定结果如下 (11) 3.2 枯草芽孢杆菌最优化培养基正交实验结果 (16) 3.3 pH变化曲线(以G18为例) (19) 3.4 实验总结 (25) 致谢 (27)

摘要 枯草芽孢杆菌是主要的饲用益生菌菌株,本论文以两株枯草芽孢杆菌G18和G21培养的延滞期和倍增时间为评价指标,通过三角瓶摇床培养,进行了两因素三水平的正交试验,对发酵培养基主要组分进行了优化,豆粕处理的蛋白酶加量2u/g 豆粕、5u/g豆粕、10u/g豆粕和玉米浆添加量0.5%、1.0% 、1.5% 做两个因素三水平的正交实验,研究表明:G18最佳培养基是:葡萄糖0.5%,淀粉3%,豆粕3%,玉米浆1.0%,破壁酵母0.5%,磷酸氢二钠0.2%,硫酸镁0.1%,硫酸锰0.01%,普通a淀粉酶2u/g淀粉,蛋白酶添加量10u/g豆粕。G21的最佳培养基是:葡萄糖0.5%,淀粉3%,豆粕3%,玉米浆1.5%,破壁酵母0.5%,磷酸氢二钠0.2%,硫酸镁0.1%,硫酸锰0.01%,普通a淀粉酶2u/g淀粉,蛋白酶添加量5u/g豆粕。[关键词] 枯草芽孢杆菌培养基优化正交试验

枯草芽孢杆菌表达手册 个人翻译中文版

枯草芽孢杆菌表达载体 产品信息和说明 2005年11月

目录 1.简介 (3) 2. pHT 载体 (3) 2.1. pHT01载体图谱 (4) 2.2. pHT43载体图谱 (5) 2.3. pHT01衍生物中标签的定位 (5) 3. 实验方案 (6) 4. 参考文献 (6) 5. 订单信息,运输和存储 (6) 本载体系统由德国拜罗伊特大学遗传研究所的沃尔夫冈·舒曼实验室 开发。 仅用于科研! 本手册由wy135033405翻译百度文库首发任何意见请PM

枯草芽孢杆菌表达载体 通过质粒在枯草芽孢杆菌中高效表达胞内/胞外重组蛋白 1.简介 革兰氏阳性菌因其在农业,医疗和食品生物技术和重组蛋白生产等方面的贡献而广为人知。在所有革兰氏阳性菌中,枯草芽孢杆菌载体因下列原因尤为引人瞩目。(一)无致病性,且一般认为安全的有机体;(二)无明显的密码子偏好性;(三)可直接将功能性胞外蛋白分泌到培养基中(目前,大约60%的市售酶由芽孢杆菌生产);(四)具备包含转录,翻译,蛋白质折叠、分泌机制,遗传操作和大规模发酵的大信息量机体。 但是下述两个障碍减少了枯草芽孢杆菌的使用:(一)产生一定数目的识别并降解外源蛋白的胞外蛋白酶;(二)载体质粒稳定性。第一个障碍已因蛋白酶缺失株的构建而基本解决。第二个因引入使用θ-复制模式质粒被完全克服,如由天然质粒pAMβ1和pBS72衍生的一些质粒(Jannière等,1990;Titok等,2003)。 最近,基于大肠杆菌 - 枯草杆菌穿梭质粒pMTLBS72的四种不同表达载体的构建和使用展示出全面的结构稳定性,业已出版(Nguyen等,2005)。 两个新的载体pHT01和pHT43允许在细胞质中高水平表达重组蛋白,其中pHT43载体引导重组蛋白到培养基。这两个载体基于强σA-依赖性启动子的枯草杆菌gro E操纵子通过添加lac操纵子改造成为一种高效可控的(IPTG诱导的)启动子。pHT01衍生载体可与8×His 标签(pHT08),链球菌标签(pHT9)或C - Myc的标签(pHT10)相结合。 2. pHT 载体 所有在枯草芽孢杆菌的gro ESL操纵子之前使强启动子与lac操纵子融合的载体都可通过加入IPTG进行诱导。尽管当未添加诱导物时表达组件的背景表达水平很低,还是成功从约1300种诱导因子中筛选出一种来使用bga B报道基因(Phan等,2005)。当分别将htp G 和pbp E基因融合到gro E启动子时,加入IPTG后,表达的重组蛋白可能分别占细胞总蛋白的10%和13%(Phan等,2005)。热纤梭菌的amyQα-淀粉酶和纤维素酶A、B的高水平表达实验证实。该载体还插入了一个高效SD序列以及一个多克隆位点(BamH I, Xba I, Aat II, Sma I)。编码α-淀粉酶的amyQ基因的信号肽编码区域与pHT01的SD序列融合,构成了pHT43,以此获得分泌的重组蛋白。

地衣芽孢杆菌发酵豆粕的工艺优化及其应用

地衣芽孢杆菌发酵豆粕的工艺优化及其应用凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)病毒性疾病频发,严重影响了对虾养殖业在世界各地的发展。水产养殖业如今正遭受着水生动物病害带来的巨大损失,在一系列养殖水生动物病害的防治方法中,益生菌已取得广泛的应用。 基于本实验室的前期菌种筛选工作,得到了一株分离自凡纳滨对虾消化道的地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis),编号LV005,该菌株添加到对虾饲料中能有效提高对虾抗WSSV感染能力。豆粕经微生物发酵后其营养价值得到提高,可作为饲料当中鱼粉的替代物。 益生菌发酵豆粕可作为一种经济、实用、高效的新型益生菌饲料添加技术。本文对该株地衣芽孢杆菌发酵豆粕的工艺进行了优化,并考察了发酵豆粕在对虾养殖中的应用前景,主要包括以下研究内容:1豆粕实验室小试发酵工艺优化对 地衣芽孢杆菌LV005的豆粕固态发酵实验室小试工艺中豆粕的粒度和容器内堆料条件进行初步优化。 比较不同混匀方式对发酵豆粕中菌量计数的影响;比较不同发酵容器,豆粕粒径,堆料厚度对发酵豆粕菌浓度的影响。得到最佳条件:发酵后豆粕在PBS震荡1min能最大程度地释放其中的细菌以便后续计数;以4层报纸封口的50 ml离心管为发酵容器,采用经80目筛孔的豆粕颗粒和1.5 cm堆料厚度能获得最优的实验室小试发酵效果,豆粕菌浓度可达1.65×1010—1.76× 1010 cfu/g。 本研究为发酵豆粕实验室小试方法提供了技术支持。2地衣芽孢杆菌发酵豆粕条件的优化通过单因素实验和响应面实验对地衣芽孢杆菌LV005的固态发酵豆粕条件进行优化,得到最佳发酵条件:料水比1:0.8、浸泡水盐度0、发酵温度

枯草芽孢杆菌的应用现状概述

生物学教学2019年(第44卷)第2期枯草芽孢杆菌的应用现状概述 闫杨刘月静陈芳!(山东聊城大学药学院聊城252059) 摘要枯草芽孢杆菌属革兰氏阳性菌#其细胞壁较厚,不含内毒素。枯草芽孢杆菌是一种应用广泛的益生菌,具有对环境友好、 对粮食安全、对人体及动植物无危害的优良特点,被广泛应用于动物饲料、净化水质、医药和植物病害的生物防治中。枯草芽孢杆 菌作为益生菌在微生物益生制剂中的应用也已展现出巨大的发展潜力。本文概述枯草芽孢杆菌应用的现状和发展趋势。 关键词枯草芽孢杆菌益生菌水质净化生物防治 芽孢杆菌是人们最早开始接触并研究的益生菌类 群,而枯草芽孢杆菌是其属中比较受关注的一种细菌。枯草芽孢杆菌是一种分布广泛、能生成抗逆性孢子、可 厌氧繁殖的革兰氏阳性菌[1]。枯草芽孢杆菌具有液化 明胶、还原硝酸盐以及水解淀粉的功能[2],对动植物及 人体均有益无害。研究表明,枯草芽孢杆菌在动物饲 料、水产养殖业及植物病害防治等方面展现了优良的 特性,具有广阔的应用前景。 1枯草芽孢杆菌在动物饲料生产中的应用 枯草芽孢杆菌是动物饲料中常添加的益生菌种,它以芽孢的形式添加于动物饲料中。芽孢是处于休眠 状态的活细胞,能够耐受饲料加工过程中的不良环境,制备成菌剂后稳定且易存储,并且在进人动物肠道后 能够迅速复苏和繁殖。枯草芽孢杆菌在动物肠道中复 苏增殖后就可发挥其益生特性,包括改善动物肠道菌 群、增强机体免疫力以及提供多种动物所需的酶类等[3],可以弥补动物体内源酶的不足,促进动物的生长 发育,具有显著的益生作用。例如,徐登峰等[4]的研究 表明,在动物饲料中添加枯草芽孢杆菌可以有效抑制 动物肠道中有害病原菌的生长,营造良好的肠道环境,保护了幼兔的肠黏膜,幼兔的腹泻发生率明显下降;赵 效南等[5]的研究表明,在动物饲料中添加的枯草芽孢 杆菌,能够有效调节动物肠道中菌群的种类结构,增加 肠道微生物菌群的多样性,能在抑制动物肠道中有害 菌生长的同时促进有益菌生长,进而达到促进家禽健 康生长的目的;华洵璐等[)]的研究表明,在动物饲料中 添加芽孢杆菌组合制剂后,仔猪对饲料中营养物质的 消化和吸收水平明显提高;赵玉超等[*]的研究表明,在 饲料中添加枯草芽孢杆菌能够显著影响三疣梭子蟹免 疫相关酶的活力,并能有效提高幼年三疣梭子蟹的存 活率。研究表明,在禽类、牲畜和水产动物的饲料中添 加枯草芽孢杆菌,可明显升高饲料的利用率,有效提高 动物的肠道菌群多样性,增强消化机能,有利于提高肉 品质量。 #枯草芽孢杆菌在水质净化中的应用 枯草芽孢杆菌可以作为微生物调节剂,起到改善 水质、抑制有害微生物的作用,能够创造优良的水生生态环境。水产养殖的水体由于长期高密度养殖动物,有大量的饵料残余、动物残骸和粪便沉积等污染物积 累,容易引起水质恶化进而危害养殖动物的健康,甚至 削减产量引起亏损,对水产养殖业的可持续发展危害 巨大。而枯草芽孢杆菌可以定殖在水体中,并通过营 养竞争或空间位点竞争形成优势菌群,抑制有害病原 菌(如弧菌、大肠杆菌)等有害微生物在水体中的生长 繁殖,从而改变水体和底泥中的微生物数量和结构,有 效预防水产动物因水质恶化而引起的疾病。同时,枯 草芽孢杆菌作为一种可以分泌胞外酶的菌种,其分泌 的多种酶类能够有效分解水体有机物,改善水质。例 如,枯草芽孢杆菌产生的活性物质几丁质酶、蛋白酶和 脂肪酶等,可以分解水体中的有机物,降解动物饲料中 的营养素,不但使动物充分吸收和利用饲料中的营养 物质,而且能大大改善水质;枯草芽孢杆菌还能调节养 殖水体的pH值。 $枯草芽孢杆菌在医药生产中的应用 枯草芽孢杆菌分泌的多种胞外酶已应用到许多不 同领域中,其中脂肪酶和丝氨酸纤溶蛋白酶(即纳豆激 酶)被广泛应用于医药行业。脂肪酶具有多种催化能 力,其在动物或人体的消化道中与原本存在的消化酶 类共同发挥作用,使消化道处于健康的平衡状态。纳 豆激酶是纳豆枯草芽孢杆菌分泌的一种丝氨酸蛋白 酶,该酶具有溶解血栓、改善血液循环、软化血管以及 增加血管弹性等作用。 枯草芽孢杆菌制剂能够有效促进成纤维细胞和血 管内皮细胞的增生,加速烧伤创面肉芽增生,对于预防 和治疗烧伤创面感染以及促进烧伤创面愈合具有良好 的作用[-]。早期新生儿常见高胆红素血症,目前临床 上常用蓝光照射治疗,但是黄疸程度重者常需要反复 照射,所需住院时间较长。黄永昌等[9]的研究发现,枯 草芽孢杆菌活菌胶囊的安全性较高、基本无不良反应,且口感较好,在临床上使用枯草芽孢杆菌活菌胶囊加 蓝光照射共同治疗早期新生儿高胆红素血症得到了很 好的效果,而且具有住院时间短、复发率低等特点。此 外,枯草芽孢杆菌的芽孢可作为黏膜佐剂用于疫苗的 制备,能有效刺激动物机体产生特异性的免疫反应。

枯草芽孢杆菌的介绍

目录 第一章芽孢杆菌的简要介绍 (1) 第一节芽孢杆菌种类 (1) 第二节芽孢杆菌表达系统发展简史 (2) 第二章枯草芽孢杆菌的转化系统 (3) 第一种方法:电转化 (3) 第二种方法:Spizizen转化 (3) 第三种方法:原生质体法(Takashi) (4) 第四种方法:原生质体转化之二 (4) 第五种转化方法:质粒混合法(BGSC推荐) (5) 第三章芽孢杆菌表达系统发展简史 (6) 第一节芽孢杆菌表达系统的优点(相对于大肠杆菌) (7) 第二节芽孢杆菌的缺点 (7) 第三节助表达系统 (7) 第四节芽孢杆菌基因表达的主要特点 (7) 第四章枯草芽孢杆菌转录翻译系统 (8) 第一节:转录系统 (9) 第二节:翻译系统 (9) 第五章芽孢杆菌常用的宿主和载体 (10) 第六章芽孢杆菌表达系统应用实例 (11) 1 中国 (11) 2 日本 (12) 3 加拿大 (12) 第七章芽孢杆菌其他产品 (13) 第一节核苷类产品 (13) 第二节核黄素 (13) 第三节微生物制剂/益生菌 (13) 第八章结语 (14) 附录一. 芽孢杆菌的相关经典文章 (14) 附录二. 枯草芽孢杆菌相关数据库 (15) 致谢及参考文献 (15)

第一章芽孢杆菌的简要介绍 芽孢杆菌作为一个属,于1872年被首次提出,至今已有一百多年。目前人们对芽孢杆菌的研究几乎涉及到了革兰氏阳性可生孢细菌的各个领域。尤其是在感受态、芽孢形成及其调控、遗传操作、菌种改良、生物技术等领域进行了大量的工作。芽孢杆菌是一个泛泛的概念,而科学研究中应用最多的当属枯草芽孢杆菌,例如168菌株及其大量的衍生菌株。枯草杆菌的研究之所以领先于其他芽孢杆菌的种,主要是由于他的转化、转导方法较完善,以及大量的衍生菌株。 目前应用最多的芽孢杆菌属菌种有枯草芽孢杆菌、嗜碱芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、短芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、短小芽孢杆菌、球形芽孢杆菌、嗜热脂肪芽孢杆菌、苏云金芽孢杆菌和耐碱的芽孢杆菌以及病原菌炭疽芽孢杆菌等12种。 第一节芽孢杆菌种类 目前,芽孢杆菌属很多菌株的全基因组序列已经报道,截至2011年10月,在KEGG 上公布全基因组序列的芽孢杆菌属菌种有: 简称菌种名称测序时间测序链接 bsu Bacillus subtilis1997RefSeq bss Bacillus subtilis subsp. spizizenii W232010RefSeq bst Bacillus subtilis subsp. spizizenii TU-B-102011 RefSeq bsn Bacillus subtilis BSn52011RefSeq bha Bacillus halodurans2000RefSeq ban Bacillus anthracis Ames2003RefSeq bar Bacillus anthracis Ames 05812004RefSeq bat Bacillus anthracis Sterne2004 RefSeq bah Bacillus anthracis CDC 6842009 RefSeq bai Bacillus anthracis A02482009 RefSeq bal Bacillus cereus biovar anthracis CI2010RefSeq bce Bacillus cereus ATCC 145792003RefSeq bca Bacillus cereus ATCC 109872004RefSeq bcz Bacillus cereus ZK2004RefSeq bcr Bacillus cereus AH1872008 RefSeq bcb Bacillus cereus B42642008 RefSeq bcu Bacillus cereus AH8202009 RefSeq bcg Bacillus cereus G9******* RefSeq bcq Bacillus cereus Q12009RefSeq

微生物生理生化反应实验报告

山东大学实验报告2012年 12 月 4日 姓名系年级 2011级生科2班组别四 科目微生物学实验题目微生物的生理生化反应 微生物的生理生化反应 一、【实验目的】 1. 证明不同微生物对各种有机大分子物质的水解能力不同,从而说明不同微生物有着不同的酶系统。 2.掌握进行微生物大分子物质水解试验的原理和方法。 3.了解糖发酵的原理和在肠细菌坚定中的重要作用。 4.掌握通过糖发酵鉴别不同微生物的方法。 5. 了解吲哚和甲基红试验的原理以及其在肠道细菌鉴定中的意义和方法。 二、【实验仪器与试剂】 菌种:枯草芽孢杆菌、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌、普通变形杆菌、产气肠杆菌培养基:培养基:固体淀粉培养基、固体油脂培养基(大分子水解试验);葡萄糖发酵培养基、乳糖发酵培养基(内装有倒置的德汉氏小管)(糖发酵试验);蛋白胨水培养基(吲哚试验);葡萄 糖蛋白胨水培养基; 试剂:卢戈氏碘液、乙醚、吲哚试剂、甲基红试剂、蒸馏水、 仪器:酒精灯、接种针、培养皿、试管、试管架、烧杯、量筒、德汉氏小管 三、【实验原理】 1.在所有生活细胞中存在的全部生物化学反应称之为代谢,代谢过程主要是酶促反应过程,由于各种 微生物具有不同的酶系统,所以他们能利用的底物不同,或虽利用相同的底物但产生的代谢产物却不同,因此可以利用各种生理生化反应来鉴别不同的细菌,尤其是在肠杆菌科细菌的鉴定中,生理生化试验占有重要的地位。 2.淀粉的水解:由于微生物对淀粉这种大分子物质不能直接利用,必须靠产生的胞外酶将大分子物质 分解才能被微生物吸收利用.胞外酶主要为水解酶,通过加水裂解大的物质为较小的化合物,使其能被运输至细胞内.如淀粉酶水解淀粉为小分子的糊精,双糖和单糖;而淀粉遇碘液会产生蓝色,因此能分泌胞外淀粉酶的微生物,则能利用其周围的淀粉,在淀粉培养基上培养用碘处理其菌落周围不呈蓝色,而是无色透明圈,据此可分辨微生物能否产生淀粉酶。 3.油脂的水解:在油脂培养基上接种细菌,培养一段时间后观察菌苔的颜色,若出现红色斑点,则说 明此中菌可产生分解油脂的酶。 4.糖发酵试验:糖发酵试验是常用的鉴别微生物的生化反应,在肠道细菌的鉴定上尤为重要.绝大多数 细菌都能利用糖类作为碳源和能源,但是它们在分解糖类物质的能力上有很大的差异.有些细菌能分解某种糖产生有机酸(如乳酸,醋酸,丙酸等)和气体(如氢气,甲烷,二氧化碳等);有些细菌只产酸不产气. 例如大肠杆菌能分解乳糖和葡萄糖产酸并产气。产酸后再加入溴甲酚指示剂后会使溶液呈黄色,且德汉氏小管中会收集到一部分气体。若细菌不能使糖产酸产气,则最后溶液为指示剂的紫色,且德汉氏小管中无气体。 5.IMVC实验主要用于快速鉴别大肠杆菌和产气肠杆菌。 (1)吲哚试验:是用来检测吲哚的产生,在蛋白胨培养基中,若细菌能产生色氨酸酶,则可将蛋白胨中的色氨酸分解为丙酮酸和吲哚,吲哚与对二甲基苯甲醛反应生成玫瑰色的玫瑰吲哚。但并 非所有的微生物都具有分解色氨酸产生吲哚的能力,所以吲哚实验可以作为一个生物化学检测

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