耐热木聚糖酶水解法制备木寡糖的研究

为探讨耐热木聚糖酶水解自制甘蔗渣木聚糖制备木寡糖的工艺条件和分析水解液的寡糖成分,试验以产耐热木聚糖酶的基因工程菌1020为原料,水解自制的甘蔗渣木聚糖,分别研究水解过程中酶的用量、木聚糖的浓度及酶解温度对酶解反应的影响,并采用高压液相色谱和质谱联用技术对水解液成分进行分析。试验结果表明,2%的木聚糖浓度,水解温度95℃,酶液用量100U/g,酶解3h后DP值可降至2.94,满足生产木寡糖对聚合度的要求;并且水解液的成分主要为木糖、木二糖和木三糖,没能检测到木四糖。耐热木聚糖酶在高温下酶解木聚糖对酶法制备木寡糖具有重要的应用价值。     

枯草芽孢杆菌(克洛生~对感染致病性大肠杆菌肉鸡生长性能及肠道菌群的影响

试验选取400羽1日龄肉鸡随机分为2个处理组,每个处理组分两小组:A和B组,A组为健康鸡只组,B组肉鸡人工感染致病性大肠杆菌(1 0~8cfu/mL)。每个小组5个重复,每个重复20羽肉鸡,探讨枯草芽孢杆菌对人工感染致病性大肠杆菌肉鸡生长性能及肠道菌群的影响。结果表明:未感染致病性大肠杆菌的肉鸡组中(A组),枯草芽孢杆菌组的FCR较对照组降低0.1(P<0.05),42日龄体重提高97g,而在感染了致病性大肠杆菌的肉鸡组中(B组),枯草芽孢杆菌组的FCR较对照组则降低0.1 5(P<0.05),42日龄体重提高了1 52g,且死亡率由14%下降到8%。此外,A组枯草芽孢杆菌组肉鸡肠道乳酸杆菌的数量较对照组有增长的趋势(1.4～4.5×10~7cfu/g),而枯草芽孢杆菌B组肉鸡肠道乳酸杆菌的数量达到甚至高于健康对照A组肉鸡乳酸杆菌的数量。     

木聚糖酶基因的分子生物学与基因工程

广义的木聚糖酶是指能够降解半纤维素木聚糖的一组酶的总称 ,主要包括三类 :( 1 )内切 - β -1 ,4-木聚糖酶 ( 1 ,4- β -Ｄ -木聚糖木聚糖水解酶 ,ＥＣ 3,2 ,1 ,8) ,优先在不同位点上作用于木聚糖和长链木寡糖 ,从 β - 1 ,4-木聚糖主链的内部切割木糖苷链 ,从而使木聚糖降解为木寡糖 ,其水解产物主要为木二糖与木二糖以上的寡聚木糖 ,也有少量的木糖和阿拉伯糖。 ( 2 )外切 - β -ｌ,4-木聚糖酶 ( 1 ,4- β -Ｄ -木聚糖木聚糖水解酶 ,ＥＣ 3,2 ,1 ,92 ) ,作用于木聚糖和木寡糖的非还原端 ,产物为木糖。 ( 3) β -木糖苷酶 ( 1 ,4- β -Ｄ …     

4种芽孢杆菌来源木聚糖酶基因在大肠杆菌中的表达及酶活分析

研究旨在比较4种不同来源木聚糖酶基因在大肠杆菌E.coli BL21中表达后的酶活等性质,为生产中筛选高表达量及耐极性木聚糖酶基因提供依据。根据已发表的木聚糖酶基因序列设计引物,分别扩增出浸麻芽孢杆菌(B.macerans)B3、地衣芽孢杆菌(B.licheniformis)B6、蜡样芽孢杆菌(B.cereus)B10和枯草芽孢杆菌(B.subtilis)B12的木聚糖酶基因片段,经克隆表达后获得4种工程菌。经培养和IPTG诱导后进行SDS-PAGE电泳检测及酶特性分析。测序结果表明,4个基因的开放阅读框均为642 bp。其中前3种木聚糖酶基因均为首次报道。4种重组木聚糖酶在55℃下的酶活分别为:36.16、3.85、7.22、98.98 U/ml。4种重组木聚糖酶的最适反应温度均在50~60℃,且枯草芽孢杆菌木聚糖酶最为耐热。结果提示,枯草芽孢杆菌来源的木聚糖酶具有较高的酶活和较好的耐热性。     

耐碱性短小芽孢杆菌木聚糖酶在枯草杆菌中的表达及发酵条件优化

研究耐碱性短小芽孢杆菌木聚糖酶在枯草芽孢杆菌中异源表达。从耐碱性木聚糖酶高产短小芽孢杆菌BYG5-20中克隆得到带有自身启动子的木聚糖酶基因xynA,将其构建在大肠杆菌-枯草芽孢杆菌穿梭载体pGJ148中得到重组质粒pGJ148-xynA。采用电转化法将重组质粒pGJ148-xynA转入枯草芽孢杆菌1A747中,得到重组菌B.GJ148-xynA,然后进行诱导表达以及培养基的优化。重组菌GJ148-xynA发酵上清液中木聚糖酶酶活可达93.32IU/ml。耐碱性短小芽孢杆菌木聚糖酶基因xynA可以在枯草芽孢杆菌中实现异源表达,为枯草芽孢杆菌木聚糖酶分泌表达系统的进一步优化奠定了基础。     

不同功能性寡糖对细菌增殖与黏附性影响

本试验旨在研究不同功能性寡糖对乳酸杆菌、大肠杆菌和沙门氏菌增殖的影响及大肠杆菌、沙门氏菌对猪空肠上皮细胞(IPEC-J2)黏附性的影响。试验用8种功能性寡糖以0.25%的添加量分别增殖干酪乳杆菌、植物乳杆菌、大肠杆菌和沙门氏菌,测定其对增殖的影响;并以IPEC-J2作为体外模型,通过菌落计数的方法,研究不同功能性寡糖对大肠杆菌、沙门氏菌黏附IPEC-J2的影响。结果表明:1) 8种功能性寡糖对细菌的增殖作用有差异,果寡糖对有益菌的增殖效果最显著,且对有害菌增殖效果最低并有一定抑制生长的趋势。2) 8种功能性寡糖均能显著降低大肠杆菌和沙门氏菌对IPEC-J2的黏附性(P<0.05),其中甘露寡糖对沙门氏菌的黏附抑制作用最好,果寡糖则对大肠杆菌黏附抑制作用最明显。由此可见,在本试验条件下,功能性寡糖不仅能够促进有益菌大量增殖,而且对有害菌增殖也有一定促进作用,且不同功能性寡糖对细菌的促进作用差异显著; 8种功能性寡糖能够显著抑制大肠杆菌、沙门氏菌对肠道上皮细胞黏附的作用。     

复合益生菌对大肠杆菌的抑制作用

面对抗生素作为饲料添加剂的毒副作用和禁用问题,研究高效复合益生菌来替代抗生素已变得越来越重要。为了获得抑制大肠杆菌生长的高效益生菌组合,本研究首先选用3种枯草芽孢杆菌(芽孢菌-1、芽孢菌-2、芽孢菌-3)进行组合,获得最佳配比后再与乳酸杆菌和酵母菌进行组合。通过测定菌液的pH值及大肠杆菌数来判断不同配比的复合菌对大肠杆菌抑制作用的强弱。结果表明,芽孢菌组合(芽孢菌-2和芽孢菌-3的比例为1∶1)、乳酸杆菌、酵母菌按0∶1∶1、1∶3∶0、2∶2∶3和2∶3∶2来制备复合菌剂时,对大肠杆菌的抑制效果最好,而且优于抗生素。而没有添加乳酸杆菌的几组复合菌对大肠杆菌的抑制效果明显较弱,说明乳酸杆菌的抑菌作用较好。     

低聚木糖与产酶益生素合用对生长猪生长性能的影响

低聚木糖是一种新型饲料添加剂，又称木寡糖，其主要功效成分是木二糖、木三糖、木四糖。产酶益生素是一种新型活菌饲料添加剂，主要活菌是枯草芽孢杆菌。低聚木糖主要作用是特异性地增殖双歧杆菌等有益菌，产酶益生素本身是饲喂给动物的一种活菌制剂。从理论上讲，低聚木糖与产酶益生素二者合用，能够起到协同作用。本试验旨在探讨低聚木糖和产酶益生素合用对生长猪生产性能的影响。     

混菌固态发酵白酒酒糟制备多酶生物饲料的工艺优化

利用白酒酒糟配合其他饲料原料,通过微生物发酵制备多酶生物饲料。优化3株枯草芽孢杆菌的产酶条件:玉米粉与豆粕粉的含量33%(二者比例为7∶3)、酒糟含量37%、麸皮含量30%和接种量5%;3株枯草芽孢杆菌的接种比例为2∶2∶1,植酸酶产生菌提前接种12 h;发酵温度34℃;料水比1∶1;p H 8.0;添加硫酸铵3%、尿素1.5%和氯化钙0.3%;培养时间5 d。甘露聚糖酶活9.69、木聚糖酶活4.86和植酸酶活5.81 U/g,优化前后分别提高213.90%、78.94%和19.57%。发酵结束后,甘露聚糖、木聚糖和植酸磷降幅分别为66.29%、12.23%和35.14%,粗蛋白增幅82.80%。     

木聚糖酶的作用机理及其在饲料中的应用

木聚糖酶是一种可以将木聚糖水解为木二糖、少量木糖和阿拉伯糖的组酶。文章综述了木聚糖酶的作用机理及其在饲料中的应用。     

Partial characterization of structure and function of a xylanase gene from the rumen hemicellulolytic bacterium Eubacterium ruminantium

A gene encoding for xylanase activity in the rumen hemicellulolytic bacterium Eubacterium ruminantium was cloned into pBR322 in Escherichia coli (E. coli ). The primary clone had a 5.7 kb insert produced by Eco RI partial digestion. Subcloning followed by sequencing allowed for the discovery that this enzyme has a glycosyl‐hydrolase family 10 catalytic domain with a family 9 carbohydrate binding module at C‐terminus and a region partially homologous to a family 22 carbohydrate binding module at N‐terminus. Cloned xylanase is specifically active against xylan and oligoxyloside to produce xylobiose and xylotriose, showing optimal pH and temperature at 7.0 and 50°C, respectively. Molecular size of the xylanase (91 kDa) was confirmed by zymogram analysis of the E. coli clone, which agreed with the predicted size from the DNA sequence. Functions of the two modules at C‐ and N‐termini were evaluated by using xylanase variants with and without the respective module and the C‐terminal module was found to be functional in binding to acid‐swollen cellulose and insoluble oat‐spelt xylan, whereas the N‐terminal module was inactive for binding them.     

螺旋藻对仔猪生长性能、免疫性能及粪便菌群的影响

为开拓螺旋藻饲料资源,本试验研究了螺旋藻单独及其与含有枯草芽孢杆菌和乳酸菌的益生菌联用对仔猪生长性能、免疫性能以及粪便菌群的影响。按2×2析因试验设计,将80头平均体重为(8.85±0.20)kg、口蹄疫(FMD)母源抗体为阴性的断奶仔猪随机均分为对照组、螺旋藻组(添加0.5%的螺旋藻)、益生菌组(添加0.5 kg/t的益生菌)以及藻菌组(添加0.5%的螺旋藻与0.5 kg/t的益生菌),每组5个重复,每个重复4头猪,饲粮以粉料形式饲喂。试验期28 d。第8日免疫猪O型及A型FMD疫苗,第7日及第28日采集血清及新鲜粪便。结果显示:1)螺旋藻显著提高了仔猪平均日增重(P0.05),显著降低了料重比(P0.05)。2)第7日和第28日螺旋藻对O型和A型FMD抗体滴度皆无显著影响(P0.05)。3)第28日螺旋藻极显著提高了仔猪血清免疫球蛋白G(Ig G)、免疫球蛋白M(Ig M)及补体3含量(P0.01),对血清补体4含量无显著影响(P0.05)。4)第7日和第28日螺旋藻对仔猪粪便中乳酸菌、大肠杆菌数量无显著影响(P0.05)。除第28日Ig G、Ig M和补体3含量外,螺旋藻与益生菌无互作(P0.05)。结果表明,FMD疫苗免疫期间饲粮中添加0.5%的螺旋藻可以促进仔猪的生长,与益生菌配伍能够提高仔猪的体液免疫性能。     

枯草芽孢杆菌对肉仔鸡生长性能、肠道形态和菌群数量的影响

本试验旨在研究枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)对肉仔鸡生长性能、屠宰性能、肠道形态和菌群数量的影响。试验选取健康、体重相近的1日龄爱拔益加(AA)肉仔鸡公雏320只,随机分为4个组,每组8个重复,每个重复10只。对照组饲喂基础饲粮,试验组在基础饲粮中分别添加500 mg/kg枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis,BS组)、20 mg/kg硫酸黏杆菌素(colistin sulfate,CS组)和500 mg/kg枯草芽孢杆菌+10 mg/kg硫酸黏杆菌素(BS+CS组)。试验期6周。结果表明:1)与对照组相比,BS组、CS组能显著提高42日龄肉仔鸡体重(P0.05),提高后期(22~42日龄)平均日增重,显著降低后期和全期(1~42日龄)料重比(P0.05);BS+CS组未对各试验阶段肉仔鸡的生长性能产生显著影响(P0.05)。2)各试验组肉仔鸡的屠宰性能未见显著变化(P0.05)。3)与对照组相比,BS组可显著提高肉仔鸡十二指肠绒毛高度和十二指肠绒毛高度/隐窝深度(P0.05)。4)与对照组相比,BS组、CS组、BS+CS组均能显著提高肉仔鸡42日龄时盲肠乳酸杆菌数量(P0.05),BS组和BS+CS组可显著提高42日龄时盲肠中乳酸菌/大肠杆菌(P0.05)。可见,枯草芽孢杆菌可改善肉仔鸡肠道形态,增加肠道中乳酸杆菌数量,促进肉仔鸡生长。综合考虑以上因素,枯草芽孢杆菌效果优于硫酸黏杆菌素,但联合使用效果不佳。     

Dietary supplementation of Bacillus subtilis influenced intestinal health of weaned pigs experimentally infected with a pathogenic E. coli

Background: There is growing evidence to support the beneficial effects of supplementing direct-fed microbials(DFM) on performance, health status, and immune responses of weaned pigs. Therefore, the objective of this study was to investigate dietary supplementation of Bacillus subtilis(DSM 25841) on growth performance, diarrhea, gut permeability and immunity of weaned pigs experimentally infected with a pathogenic F-18 Escherichia coli(E. coli).Results: The F18 E. coli infection reduced(P 0.05) growth performance and intestinal villi height, whereas increased(P 0.05) diarrhea and transcellular and paracellular permeability in the jejunum compared with non-challenged control. Supplementation of Bacillus subtilis linearly enhanced average daily gain of E. coli infected pigs from d 0 to 5 post-inoculation(PI)(P 0.05) and d 0 to 11 PI(P = 0.058). Supplementation of high dose of Bacillus subtilis reduced(P 0.05) both transcellular and paracellular permeability on d 5 and d11 PI compared with the E. coli infected pigs fed with control diet. E. coli infection up-regulated(P 0.05)the m RNA expression of SLC5 A10(soluble carrier family 5 member 10) and MUC2(mucin 2) on d 5 PI, but down-regulated(P 0.05) expression of SLC5 A10, MUC2, and CLDN1 on d 11 PI in jejunal mucosa when pigs were fed with the control diet. Supplementation of Bacillus subtilis linearly up-regulated(P 0.05) the m RNA expression of CFTR and ZO1 on d 5 PI and SLC5 A10 and MUC2 on d 11 PI in jejunal mucosa of E. coli infected pigs. In addition, E. coli infection increased(P 0.05) the m RNA expression of several immune genes(IL1 A, IL1 B, and IL7 on d 5 PI, and IL1 B, IL6, IL7, and TNF on d 11 PI) in the ileal mucosa of weaned pigs. Inclusion of Bacillus subtilis to control diet linearly down-regulated gene expression of IL1 A on d 5 PI(P = 0.07) and IL6 on d 11 PI(P 0.05) in ileal mucosa of E. coli infected pigs.Conclusions: Supplementation of Bacillus subtilis(DSM 25841) enhanced growth rate and improved gut barrier function of weaned pigs experimentally infected with a pathogenic E. coli.     

预防犊牛腹泻复合微生态制剂3株菌种的配比优化

试验旨在研究预防犊牛腹泻复合微生态制剂3株菌种的配比优化。通过研究嗜酸乳杆菌、布氏酵母菌、枯草芽孢杆菌不同浓度人工胃液、人工肠液、牛胆盐的耐受性及其对大肠杆菌、沙门氏菌、金黄色葡萄球菌的抑菌性,确定其生物学特性;以大肠杆菌K99为指示菌,研究3种益生菌不同配比对大肠杆菌K99的抑菌效果,以确定其最佳组合。结果表明:(1)3种益生菌在不同pH人工胃培养条件下都具有较好的耐受性,其中嗜酸乳杆菌、芽孢杆菌在pH为5时,存活率达到了118.75%、142.24%,布氏酵母菌对不同pH均表现成活率达到了100%以上。(2)3种益生菌在人工胃液中9 h存活率较高,与0 h的OD600相比,布氏酵母菌、枯草芽孢杆菌、嗜酸乳杆菌存活率分别为108.7%、129.73%、96.37%。(3)在含有不同浓度的牛胆盐培养基中,布氏酵母菌、嗜酸乳杆菌、枯草芽孢杆菌存活率较对照组的存活率最高为60.49%、85.1%、47.42%。(4)3株益生菌按照不同配比在培养12 h后,试验组第2、4、8组较对照组相比差异显著(P<0.05);培养24 h后,试验组第3、4、5、6较对照组差异显著(P<0.05),组间差异不显著(P>0.05);第8个处理组在培养12 h后对大肠杆菌K99的抑菌效果较好。综合分析,3株益生菌对人工胃液、人工肠液、牛胆盐具有较好的耐受性,并具对大肠杆菌K99、沙门氏菌、金黄色葡萄球菌等致病菌均有一定的抑菌特性。嗜酸乳杆菌、枯草芽孢杆菌、布氏酵母菌最佳的优化配比为3:3:1。     

纤维素分解菌与乳酸菌复合发酵条件的响应曲面优化分析

为给今后复合发酵添加剂的开发提供新的途径,研究了纤维素分解菌与乳酸菌复合发酵情况下二者数量均达到最优值的发酵剂量。采用响应曲面设计法,设计乳酸菌(LAB)和真菌的数量为响应值,求出响应值均为最大时的自变量值。自变量为同、异型发酵LAB和纤维素分解菌添加比例及添加剂量,其中同型[植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)+戊糖片球菌(Pediococcus acidilactici)]、异型[布氏乳杆菌(Lactobacillus buchneri)]发酵LAB的添加量均为1×105、3×105和5×105cfu·g~(-1)(即5、5.48、5.70 lg cfu·g~(-1)),纤维素分解菌的比例为黑曲霉(Aspergillus niger)∶绿色木霉菌(Trichoderma viride)∶枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)=1∶1∶2、1∶2∶1和2∶1∶1,纤维素分解菌的添加剂量为0.1%、0.2%和0.3%。LAB和真菌的数量的测定采用传统菌种计数法计数。结果表明:建立的LAB和真菌数量的二次多项式模型显著性分别为P0.01和P=0.03,R2分别为0.95和0.74。其中同、异型发酵LAB的添加量及其交互作用对LAB数量的曲面效应影响显著(P0.05)。真菌的添加量以及同、异型发酵LAB的交互作用对真菌数量的曲面效应影响显著(P0.05)。最终优化结果为同型发酵LAB添加量为5×105cfu·g~(-1)(5.70 lg cfu·g~(-1)),异型发酵LAB添加量为4.7×105cfu·g~(-1)(5.67 lg cfu·g~(-1)),纤维素分解菌比例为2∶1∶1,添加量为0.3%。     

枯草芽孢杆菌及其发酵豆粕对蛋鸡肠道菌群和粪便中N、S含量的影响

研究旨在探讨枯草芽孢杆菌及其发酵豆粕对海兰褐蛋鸡日粮、胃肠道内容物和粪便中pH、微生物菌群数量和N、S含量的影响。选取486只健康海兰褐蛋鸡,随机分为对照组(玉米-豆粕基础日粮)、试验1组(添加0.05%枯草芽孢杆菌)和试验2组(添加2.5%枯草芽孢杆菌发酵豆粕),采集胃肠道内容物和粪便样本,以稀释涂平板法测定菌群数量,并分别以凯氏定氮法和硝酸镁法测定N、S含量。结果显示,枯草芽孢杆菌及其发酵豆粕能减少日粮中大肠杆菌等有害菌群数量,显著增加枯草芽孢杆菌和乳酸菌等有益菌群数量(P<0.05),降低pH值(P<0.05);饲喂56d后,蛋鸡胃肠道内容物和新鲜粪便中大肠杆菌等有害菌群数量显著下降(P<0.05),乳杆菌、枯草芽孢杆菌和乳酸菌等有益菌群数量显著增加(P<0.05),pH值显著下降;将粪便自然放置7d后,其N损失显著下降(P<0.05)。结果表明,枯草芽孢杆菌及其发酵豆粕能增加蛋鸡日粮中有益菌群数量,改善肠道微生态系统,减少粪便放置过程中的N损失。     

枯草芽孢杆菌对肉鸡肠道消化酶活性、黏膜结构及肠道菌群组成的影响

将216羽1日龄罗斯308肉鸡随机分成对照组和处理组,每组设3个重复,每个重复36羽。对照组饲喂基础日粮,处理组饲喂基础日粮加枯草芽孢杆菌制剂。饲养期42d。结果显示：与对照组相比,处理组肉鸡十二指肠内容物中胰蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶和总蛋白水解酶的活性均显著提高（P〈0.05）;十二指肠、空肠和回肠绒毛高度显著增加（P〈0.05）,绒毛高度和隐窝深度的比值（VH/CD）显著升高（P〈0.05）;空肠和盲肠内容物中乳酸菌数量显著增加（P〈0.05）,大肠杆菌数量显著降低（P〈0.05）。结果表明,肉鸡日粮中添加适量的枯草芽孢杆菌能显著提高肉鸡消化酶活性,改善肉鸡肠黏膜结构及菌群组成,从而提高肉鸡的生长性能。