凝结芽孢杆菌培养条件
凝结芽孢杆菌特性及其功能
凝结芽孢杆菌特性及其功能
朱俊荣丶杨湘锋
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什么是凝结芽孢杆菌？
凝结芽孢杆菌的性状
C
目录
ONTENTS
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凝结芽孢杆菌的生理功能
凝结芽孢杆菌的作用机理
1、什么是凝结芽孢杆菌？
凝结芽孢杆菌（Bacillus coagulans）呈杆状，两端 钝圆，革兰氏阳性菌，过氧化氢酶阳性，芽胞端生， 无鞭毛。最适生长温度为 45 ～ 50 ℃ ，最适 pH 值为 6.6～7.0。凝结芽孢杆菌既产乳酸又产芽孢，具有一 般乳酸菌维持肠道微生态平衡，刺激免疫，提高动物 消化功能等益生作用，还具有芽孢菌抗酸碱、抗胆碱、 抗热和抗干燥等件下仍保持稳定且不
受 α - 淀粉酶、酯酶和有机溶剂 （ 10% ， V/V ） 的影响，对肠球菌、明串珠球菌、李斯特菌、
小球菌等有抑制作用。
2、凝结芽孢杆菌的性状
凝结芽孢杆菌（ Bacillus Coagulans）为革兰 氏阳性菌，胞体呈杆状，两端钝圆，单个、成 对、少数呈短链状，芽孢端生，无鞭毛，最适 生长温度为37～45℃，最适 pH 值为 6.6～7.0， 其能分解糖类生成 L- 乳酸，为同型乳酸发酵菌。 该菌可以产生芽孢，对环境有很强的抗性。凝
肠埃希氏菌、沙门氏菌、志贺氏菌、变形杆菌
等常见的 肠道病原菌有一定抑制作用。经实验 推测，抑菌物质是乳酸和一些低分子量一级胺 类混合物，而非过氧化氢和有机酸。此外，凝 结芽孢杆菌还能分泌抗菌肽物质—凝 结素。凝 结素是由44个氨基酸残基组成，中间氨基酸形
成 α - 螺旋结构，两端为无规则卷曲，是质粒 pI4 DNA 编码，与乳酸片球菌分泌的片球菌素 （ pediocin ）相似，仅在 C 末端存在一个氨基 酸差异，能穿透细胞的细胞膜。凝结素经 60 ℃
凝结芽孢杆菌高产芽孢的优化培养控制
成分与 条 件, 发 现 凝 结 芽 孢 杆 菌 最 适 培 养 温 度 为
培养的实验, 结 果 发 现 葡 萄 糖 与 乳 酸 钠 的 质 量 比 为
发 现 40 ℃ 为 凝 结 芽 孢 杆 菌
15 ∶ 5 不仅使凝结芽孢 杆 菌 生 长 的 最 好 ( 图 4) ,而 且
环 境 工 程
80
率没有明显 改 善, 但 因 生 物 量 大 活 芽 孢 量 也 明 显 提
图 5 不同葡萄糖与乳酸钠质量比对凝结芽孢杆菌形成芽孢的效应
高,因此后续实验均采用碳氮比为 1 ∶ 1。
环 境 工 程
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2020 年第 38 卷增刊
凝结芽孢杆菌高产芽孢的优化培养控制
李锴骁 李 淼 李帅彪 杨婉秋 马鸿飞 赵真真 许倩倩 闫 海
( 北京科技大学 化学与生物工程学院生物科学与工程系,北京 100083)
摘要:针对凝结芽孢杆菌培养过程中不易形成芽孢的问题,采用单因素批量培养实验,研究了不同温度、碳源、氮 源、碳
obtained at day 4,which have an important research significance on both basic research and application.
Keywords: Bacillus coagulans; spores; culture medium; control
1. 2 研究方法
1. 2. 1 温度与生物量检测
分别在不同温度下采用摇床在转速 200 r / min 好
氧培养凝结芽孢杆菌。 通过在 680 nm 下测定培养物
的光密度( OD 680 nm ) 代表生物量,将培养物直接稀释涂
板计数菌落形成单位( CFU) [ 16] ,同时将培养物放入水
凝结芽孢杆菌增殖条件及抗性的研究
凝结芽孢杆菌增殖条件及抗性的研究姚勇芳;廖延智;陈玉锋;谭才邓;邝哲师【摘要】The study was conducted to investigate the proliferation and resisitance of Baclillus coagalans. The results showed that:the optimum medium formula included sodium chloride 2 g/L,peptone 5 g/L,yeast powder 25 g/L,maltose 6 g/L,magnesium sulfate 1.2 g/L,manganese sulfate 0.3 g/L,sodium phosphate dibasic:sodium dihydrogen phosphate 3.0 g/L:5 g/L;the optimum culture conditions were as folbous: the initial pH value of 7.4,180 r/min,at 37℃ for 20 h speed training,th e total number of colonies can reach 3.8×1011CFU/mL. B. coagulans resistance values:D80℃= 82.24 min,R280℃= 0.9943,D90℃= 47.92 min,R290℃= 0.9955,D100℃=16.92min,R2100℃= 0.9944. The thermal death curve equation was y = -3.266x + 342.96. In the environment of pH value of 2~6 and 0.2%~1.4% pig bile salt solution,the survival rate of B. coagulans was 100%. The aim of this experiment is to provide basis for the application of this strain in feed fermentation industry.%试验以凝结芽孢杆菌活菌数为指标,对凝结芽孢杆菌的增殖条件及抗性能力进行研究.结果表明,培养基最适配方为:氯化钠2 g/L,蛋白胨5g/L,酵母粉25 g/L,麦芽糖6 g/L,磷酸氢二纳:磷酸二氢钠= 5 g/L:8 g/L,硫酸镁1.2 g/L,硫酸锰0.3 g/L;最适培养条件为:初始pH值7.4、转速180 r/min、37℃培养20 h,菌落总数可达到3.8×1011CFU/mL.凝结芽孢杆菌耐热性值:D80℃= 82.24 min,R280℃= 0.9943, D90℃= 47.92 min,R290℃= 0.9955,D100℃= 16.92 min,R2100℃= 0.9944,凝结芽孢杆菌的热力致死曲线方程为y= -3.266x +342.96.在pH值为2~6及0.2%~1.4%猪胆盐溶液环境中存活率超过100%.试验旨在为该菌种能广泛应用饲料发酵行业提供依据.【期刊名称】《广东农业科学》【年(卷),期】2017(044)011【总页数】8页(P138-145)【关键词】凝结芽孢杆菌;增殖条件;热力致死曲线;耐酸;耐胆盐【作者】姚勇芳;廖延智;陈玉锋;谭才邓;邝哲师【作者单位】广东轻工职业技术学院食品与生物技术学院,广东广州 510300;广东轻工职业技术学院食品与生物技术学院,广东广州 510300;广东轻工职业技术学院食品与生物技术学院,广东广州 510300;广东轻工职业技术学院食品与生物技术学院,广东广州 510300;广东省农业科学院蚕业与农产品加工研究所,广东广州510610【正文语种】中文【中图分类】S182凝结芽孢杆菌（Bacillus coagulans）又称为芽孢乳酸菌，属于硬（或厚）壁菌门肠道乳酸菌，是一类革兰氏阳性、兼性厌氧、可产芽孢的特殊乳酸菌。
一株凝结芽孢杆菌产芽孢条件的研究
2010No．5Serial No．218China BrewingFPA 分别达到7105.92U/g 和1463.97U/g 。
参考文献：[1]李亚澜，张建强.纤维素高效降解菌的分离鉴定及固态发酵条件的研究[D].西南交通大学硕士论文，2005.[2]姜绪林，张星元.绿色木霉固态发酵产纤维素酶的研究[D].江南大学硕士论文，2005.[3]马旭光，张宗舟，刘星斌.航天诱变黑曲霉菌株ZM-8产纤维素酶的固态发酵条件研究[J].中国酿造，2008（23）：37-40.[4]邬敏辰，李江华.里氏木霉固体发酵生产纤维素的研究[J].江苏食品与发酵，1998（2）：2-6.[5]GHOSE T K.Measurement of cellulose activities[J].Pure and ApplyChem,1987,58(2):257-268.[6]范艳丽，邵林广.纤维素降解菌的筛选及特性研究[D].武汉科技大学硕士论文，2004.[7]王艳昆，张建强.纤维素高效降解混合菌的筛选及其糖化发酵条件研究[D].西南交通大学硕士论文，2007.乳酸菌是一类能利用发酵糖产生大量乳酸的细菌的通称[1]。
普通乳酸菌（保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌、嗜酸乳杆菌等）不易存活，不能耐受强酸、强碱和高温，不是理想的微生物制剂。
于是，寻找一种抗逆性强的乳酸菌便成了研究的重点。
其中最突出的是凝结芽孢杆菌（Bacilluscoagulans ），1989年美国FDA 公布的41种可用于饲料的安全菌株及1992年再次批准42种中包括的5种芽孢杆菌中，凝结芽孢杆菌排在第一位，其是一种可以产生乳酸的芽孢杆菌，兼具芽孢杆菌和乳酸菌的优点，且抗逆性强，能调节动物肠道微生态平衡，促进动物消化和提高动物免疫力等，现已应用于饲料工业中[2-3]。
由于最终制成的菌剂要有芽孢的形式才具有高抗性，芽孢没有新陈代谢，能耐热、紫外线、多种溶剂、酸、碱等，是较为理想的微生物制剂[4]。
凝结芽孢杆菌
• 6、凝结芽孢杆菌经90℃，60min 湿热处理和 、凝结芽孢杆菌经 ℃ 120℃，60min 干热处理，其活菌数只下降了 干热处理， ℃ 一个数量级；将其置于pH 值大于2.42 的酸性 一个数量级；将其置于 值大于 溶液中，存放一年后，其存活率仍高达105； 溶液中，存放一年后，其存活率仍高达 ； 凝结芽孢杆菌在1%～ 凝结芽孢杆菌在 ～7% NaCl 溶液中均可存活 4 周以上，其在 NaCl 溶液中能存活一个月。 周以上，其在8% 溶液中能存活一个月。 但凝结芽孢杆菌在低pH 值条件下， 但凝结芽孢杆菌在低 值条件下，其抗逆性 会下降。例如在酸性条件下(pH4.0)，凝结芽孢 会下降。例如在酸性条件下 ， 杆菌孢子对热几乎没有耐受性， 杆菌孢子对热几乎没有耐受性，而且生长受到 抑制。此外， 等也发现在pH 值小于4.5 抑制。此外，Cerrutti 等也发现在 值小于 和水活度0.96 条件下，凝结芽孢杆菌的生长受 条件下， 和水活度 到抑制。 到抑制。
• 2、接斜面：将分离的菌种转接到种子斜面 接斜面： 接斜面 培养基, 培养24 备用。 培养基 40 ℃培养 h, 备用。 • 3、种子液的制备：取一环活化的菌种 接入 、种子液的制备：取一环活化的菌种, 装液量为50 液体培养基的250 mL 三 装液量为 mL YPD液体培养基的 液体培养基的 角瓶中, 培养18 。 角瓶中 40 ℃, 180 r/min,培养 h。 培养 • 4、摇瓶培养：分别取 mL( 接种量为 , V/ 接种量为2% 、摇瓶培养：分别取1 V) 种子液 接入盛有 mL 培养基的 种子液,接入盛有 接入盛有50 培养基的250 mL 三角瓶中。置摇床中, 振荡培养12 三角瓶中。置摇床中 30 ℃ 振荡培养 h, 转速为160 r/ min。 转速为 。
凝结芽孢杆菌
凝结芽孢杆菌TBC169经人工胃液（PH1.4）处理2小时后的存活率为95.29%（162/170），双歧杆菌存活率 为5.20%（7.7/148），乳酸杆菌的存活率为5.50%（8.69/158）。研究表明凝结芽孢杆菌TBC169对人工胃液的酸 性条件耐受性极强，其存活不受影响，明显优于其它微生态制剂，能顺利通过胃进入肠道，从而保证药效的正常 发挥。
适应症
适应症
治疗因肠道菌群失调引起的急、慢性腹泻、慢性便秘、腹胀和消化不良等症。
性质
性质
编 号 Strain Number IFFI 拉丁学名 Latin Name Bacillus coagulans Hammer 中文菌名 Chinese Name凝结芽孢杆菌 拉丁别名 Other Strain Name 菌株来源 History ← AS 1.152 分离基物 Habitat 参考文献 reference 用 途 Usage 培养温度 Temperature 28-30 C 培养基 M化特性
凝结芽孢杆菌是兼性厌氧菌，在有氧及无氧的环境下都可生长，能适应低氧的肠道环境，对酸和胆汁有较高 的耐受性，能够进行乳酸发酵，产生的L-乳酸能降低肠道pH值，抑制有害菌，并能促进双歧杆菌等有益菌的生长 和繁殖。凝结芽孢杆菌能够形成芽孢，与其他不产乳酸的芽孢杆菌相比有利于恢复胃肠道的微生态平衡。凝结芽 孢杆菌芽孢在人体中约4-6h便可萌发，其中85%的菌体可顺利通过消化系统，最终于肠道中萌发并繁殖 。但值得 的是，凝结芽孢杆菌不同于其它的益生菌，由于菌体在肠道上皮细胞的粘附性较弱，所以在自然条件下一般很难 在肠道中存在 。因此，作为肠道内的“移民”，凝结芽孢杆菌只能在肠道内做短暂的停留，一次性口服凝结芽 孢杆菌后，经过大约4~7d时间肠道内的凝结芽孢杆菌便会通过排便而消失殆尽 。所以只有持续服用凝结芽孢杆 菌菌剂，才能使得该菌在肠道中充分发挥其益生作用。
凝结芽孢杆菌发酵条件的优化
优点 ,且抗逆性强 ,能调节动物肠道微生态平衡 , 促进动物消化和提高动物免疫力等 ,因而已应用 于饲料工业中[4 ,5] 。影响益生菌作用效果的因 素有 :菌种 、活菌含量 、使用阶段 、制剂的稳定性 等 ,其中提高活菌数是发酵生产微生态制剂的关 键技术 ,也是微生态制剂发挥生物学作用的重要 因素[4] 。本研究以提高活菌数为目标 ,初步探讨 凝结芽孢杆菌摇瓶液体发酵条件 ,为其规模化生 产提供依据 。
试验 葡萄糖 号 / g·L - 1
1 1 (5) 21 31 4 2 (10) 52 62 7 3 (15) 83 93 K1 15. 68 K2 17. 06 K3 18. 43 k1 5. 23 k2 5. 69 k3 6. 14 R 0. 92
酵母浸出物 + 胰蛋白胨 +
氯化铵/ g·L - 1
( Institute of Feed Science , College of Animal Science , Zhejiang University , Hangzhou 310029 , China)
Abstract :The single2factor and orthogonal design were used to optimize the medium of shake flask for B acillus coagulans in the paper. The results showed that the optimal medium was glucose (15 g/ L) ,complex nitrogen source (5 g/ L) which composed of yeast extract (2 g/ L) , pancreatic peptone (2 g/ L) and NH4Cl (1 g/ L) ,calcium chloride (5 g/ L) . The opti2 mal culture conditions were determined by single2factor test as follows :40 ℃, initial pH 6. 0 ,3 % inoculation amount ,20 mL/ 250 mL liquid volume , fermentation time for 14 h. Key words : B acillus coagulans ; fermentation ;optimization of medium ;orthogonal design
凝结芽孢杆菌发酵条件的优化
凝结芽孢杆菌发酵条件的优化高书锋;任杰;张德元;陈薇;许丽娟;魏小武【摘要】对一株畜禽用凝结芽孢杆菌菌株进行了发酵条件的优化,通过单因素实验对培养条件、培养基成分进行了筛选,通过正交实验对培养基组成进行了优化.结果表明,该菌株的最佳发酵条件:温度35℃、转速220 r/min、装液量10%、接种量3%、初始pH=7.0、发酵时间42 h;最佳培养基组成:葡萄糖8.0 g/L,酵母膏12.5 g/L,KH2PO43.0 g/L,MnSO4·H2 0.18 g/L,MgSO4·7H2O0.125 g/L.在此最佳发酵条件和培养基组成下,发酵液活菌数达38×108cfu/mL.【期刊名称】《湖南农业科学》【年(卷),期】2010(000)023【总页数】5页(P34-38)【关键词】发酵条件;正交设计;凝结芽孢杆菌;益生菌【作者】高书锋;任杰;张德元;陈薇;许丽娟;魏小武【作者单位】湖南省微生物研究所,湖南,长沙,410009;湖南省微生物研究所,湖南,长沙,410009;湖南省微生物研究所,湖南,长沙,410009;湖南省微生物研究所,湖南,长沙,410009;湖南省微生物研究所,湖南,长沙,410009;湖南省微生物研究所,湖南,长沙,410009【正文语种】中文【中图分类】Q939.97近年研究表明，益生菌可改善动物肠道菌群的平衡，增强动物机体免疫力，提高动物消化功能，促进动物生长发育和提高动物生产性能等益生作用，其作为绿色饲料添加剂取代抗生素已得到广泛应用[1]。
凝结芽孢杆菌既产乳酸又产芽孢，具有一般乳酸菌维持肠道微生态平衡，刺激免疫，提高动物消化功能等益生作用，还具有芽孢菌抗胃酸、抗胆碱、抗热和抗干燥等抗逆能力[2]。
李国建[3]研究证实生长肥育猪饲料中添加凝结芽孢杆菌制剂可显著提高猪的平均日增重，降低饲料成本；Adami and Cavazzoni[4]发现凝结芽孢杆菌对仔猪粪中的微生物区系有明显的影响，且这种益生菌有利于改善动物的生产性能。
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凝结芽孢杆菌
用途
•1、对胃肠道炎症有一定治疗作用。
•2、调节动物消化道的微生态平衡。
•3、促进动物机体的消化作用。
•4、改善动物机体免疫功能, 提高抗病能力。
•5、促进动物生长、降低死亡淘汰率和饲料增重比。
•6、人体保健作用包括：提高消化道对膳食纤维的有效利用率，防止脂肪分子的过度吸收（降脂作用）；减少患冠心病的危险；抗便秘；预防沙门氏菌、轮状病毒、副溶血弧菌等致病微生物引起的腹泻。
种子培养基：
酵母粉3g/L，蛋白胨5g/L，牛肉膏2g/L，MnSO40.005g/L，NaCl 2g/L，K2HPO4 3g/L，MgSO4 0.02g/L。
种子培养条件：
温度40℃，初始pH值为7.0，转速210r/min，装液量为30mL（250mL的三角瓶），接种量为6%（v/v），发酵时间48h。
发酵培养基：
麸皮4 %、豆粕粉1. 5 %、NaCl 0. 5%、K2HPO4 4%、MnSO4 30.8mg/ L, pH 7. 2~ 7. 4。
发酵条件：37 ℃,培养56 h。