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肠酸宁®


肠酸宁菌株的发现

 

一次微生物课的野外采样,?#24187;?#20113;师大生命科学院的学生,在西双版纳原始森林中无意间拿回了一棵酸味很浓的腐烂野果;

后来,从这颗野果中分离出了一株产L-乳酸的菌株,根据16SrDNA 序列测定结果,结合其形态特征及生理生化性质,确定该菌株为凝结芽孢杆菌;

通过云师大生命科学院专?#19994;?#36827;一步驯化、改良,该菌株的抗逆性、抗菌性、增殖能力等进一步提升,进而被开发为新一代微生态产品“肠酸宁”。

凝结芽孢杆菌(Bacillus coagulans),革兰氏阳性,兼性厌氧,属于硬(或厚)壁菌门、芽孢杆菌纲、芽孢杆菌目、芽孢杆菌科、芽孢杆菌属;

1992年美国FDA批准的一种普遍认为安全的芽孢杆菌类乳酸菌;

我国食品药品监督管理局(SFDA)于2005年批准作为人用整肠药物;

我国农业部于2004年批准在饲料中添加。

 

肠酸宁菌株的主要特点

 

产抗菌凝结素

L-乳酸、乙酸

反硝化试验为阳性

耐高温、耐胃酸、耐胆盐

胃内活化,30分钟繁殖一代

产多种维生素、酶、?#34987;?#37240;

在肠道内的定植保留期为7天左右

 

肠酸宁菌株的部分生物学特性

肠酸宁菌株可分解日粮中的多糖为寡糖,为乳酸杆菌、双歧杆菌等提供营养来源,大多数的多糖、寡糖均可作为肠酸宁菌株的碳源,与其他细菌不同的是,肠酸宁菌株还可利用动物不能利用的木糖、阿拉伯糖等5碳糖及其聚合物;

肠酸宁菌株代谢产物?#35874;?#37240;组分分析:(按普通日粮构成制作菌株培养基,接种肠酸宁菌粉,进行摇床发酵24小时后测定发酵液中?#35874;?#37240;的组成)

?#35874;?#37240;

乳酸

乙酸

丙酸

丁二酸

含量(g/L

8.05

2.6

0.34

0.82

注:L-乳酸含量为2g/L时即可抑制有害菌,肠酸宁菌株在肠道缺氧条件下乳酸产量更高,按肠酸宁推荐用量在正常情况下所产L-乳酸可达到抑制有害菌的浓?#21462;?/span>

肠酸宁菌株不产气、不产吲哚;在普通饲料营养环境下易?#26438;?#22686;殖?#29615;?#30813;化试验为阳性,可将池?#20102;?#20307;或动物肠道中的含氮化合物还原为分子氮N2或一氧化二氮(N2O

肠酸宁菌株可产40多种酶,这些酶包括葡萄糖异构酶、α-淀粉酶、木糖异构酶、支链淀粉酶、α-半乳糖苷酶、?#23435;?#32032;酶、半?#23435;?#32032;酶、果胶酶、过氧化物酶,以及多种蛋白酶、脂酶、核酸酶等,可以?#34892;?#22320;?#33322;?#21644;消除腹胀、消化不良和食欲不振;

肠酸宁?#34892;?#25104;分凝结芽孢杆菌能够产多种维生素,如叶酸、烟酸、VB1VB2VB6VB12等,可促进宿主对蛋白质、钙、锌、铁和维生素D的消化吸收和利用,可促进双歧杆菌、乳酸杆菌等肠道有益菌增殖,同时还能提高机体抵抗力,具有良好的生理保健作用;

 

肠酸宁的抗逆性

 

◆ 耐 热 性
肠酸宁菌株耐热能力大于110℃,100℃高温下处理10分钟,存活率达99%85℃处理2小时或55℃处理60小时后,测定活菌数没有降低。

◆ 过?#25913;?#21147;
肠酸宁菌株经人工胃液(PH1.4)处理2小时后的存活率为95.29%,双歧杆菌存活率为5.20%,乳酸杆菌的存活率为5.50%

◆ 
肠酸宁菌株最高耐受胆?#38395;?#24230;为3.0%,猪小肠内胆?#38395;?#24230;一般在0.03%~0.3%的范围, 该菌株能顺利在小肠环境中发挥作用。

 

肠酸宁的抗菌机理

 

L-乳酸、乙酸的抗菌作用:

◆ 乳酸,又名2-羟基丙酸,酸?#35748;?#25968;pka=3.86,与乙酸(pka=4.76)、丙酸(pka=4.87)、丁酸(pka=4.82)等小分子酸相?#20154;?#28982;均属弱酸类,但其酸?#35748;?#25968;值最小,相对而?#20113;?#37240;性最强,可更?#34892;?#30340;降低肠道PH值,同时保护其他?#35874;?#37240;不被离解;

◆ 未解离的乳酸具有高脂溶性, 能融入细胞膜并以分子乳酸的形式渗透入特定肠道致病菌细胞质, 由于细菌细胞质的PH值相对较高,当非离解的乳酸通过细胞膜进入细胞质后,就发生离解使细胞质酸化并释放酸性阴离子,从而起到杀菌、抑菌的作用,故而单纯的低PH值环境并不一定有好的抑菌效果;

◆ 肠酸宁菌株可分泌乳酸和乙酸,乳酸乙酸混合使用的抑菌能力大于等量乙酸或乳酸的单独使用,这是由于两者混合后,乳酸除了其本身的抗菌作用外还降低了介质的pH值,这就减少了乙酸离解,使?#37238;?#22810;非离解状态的乙酸进人细菌细胞发?#21491;?#33740;作用。

◆ 不同酸对肠道微生物的控制效果的比较(乳酸安全性最高)
各种酸对不同细菌的抑制浓度:

不同酸

肠道菌

磷酸

乳酸

丙酸

丁酸

大肠杆菌

0.2%

0.2%

0.3%

0.3%

乳酸杆菌

0.3%

1.5%

1.0%

1.0%

安全范围

0.2-0.3

0.2-1.5

0.3-1.0

0.3-1.0

酸浓度过高同样会对有益菌群造成破坏,乳酸抑制大肠杆菌的浓度小于丙酸、丁酸,但对乳酸杆菌的抑制浓度远大于其他酸,故乳酸的安全使用范围最大。

 

凝结素的抗菌作用:

◆ 凝结素是一种由44个?#34987;?#37240;残基组成的蛋白质,属于抗菌肽类,带正电荷,具有阳离子的特性,含有两性区或疏水区;凝结素在60℃能够稳定90分钟,在pH 48时保持稳定,不受淀粉酶、脂酶或?#35874;?#28342;剂的影响;

◆ 细菌的细胞膜含有磷脂,其细胞壁呈酸性,凝结素带有正电荷的、高度保守的N端折叠片通过静电?#20174;Γ?#35843;节其与靶细胞表面的初始阶段的结合;而具有疏水性或两性的C端发卡样结构域则穿透靶细胞的细胞膜中疏水性区域 ,从而导致靶细胞膜的渗漏而杀死细菌。

 

肠酸宁的综合抗菌性

 

◆ 由于L-乳酸、乙酸、凝结素等的综合作用,肠酸宁菌株对革兰氏阴性菌、革兰氏阳性菌均有抗菌作用,具有较广泛的抗菌谱和良好的抗菌效果,肠酸宁可抑制下列病原微生物:大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、沙门氏菌、痢疾杆菌、变形杆菌、铜?#30899;?#21333;胞菌、产气荚膜梭菌、艰难梭菌、?#25343;?#34746;杆菌、布氏杆菌、白色假丝酵母、热带假丝酵母、表皮葡萄球菌、明窜珠菌、李斯特菌、足球菌、黑曲霉、EB疱疹病毒、酒球菌属以及须毛癣菌?#21462;?/span>

◆ 肠酸宁对大肠杆菌的抑制
将肠酸宁与大肠杆菌混合培养24h后,大肠杆菌活菌数从单独培养时的108CFUml下降到103CFUmlpH下?#25269;?/span>4.60,呈现明显抑制作用。

培养方法

大肠杆菌活菌数、PH

培养时间(h

0

6

12

18

24

单独培养

活菌数(CFU/ml

9.0×103

2.3×105

1.71×108

8.2×108

9.2×108

PH

6.32

6.33

6.3

5.74

5.48

混合培养

活菌数(CFU/ml

1.06×104

6.0×104

6.6×104

4.4×104

4.6×103

PH

6.28

5.2

4.69

4.63

4.6

 

◆ 肠酸宁对沙门氏菌的抑制
将肠酸宁与伤寒沙门菌混合培养,18h后伤寒沙门菌从单独培养时的108CUFml下?#25269;?/span>103CUFml24h后下降为0pH下?#25269;?/span>4.90,呈现出极强的抑制作用。

培养方法

沙门氏菌活菌数、PH

培养时间(h)

0

6

12

18

24

单独培养

活菌数(CFU/ml)

1.30×106

2.80×108

3.90×108

1.80×108

3.80×108

PH

6.65

6.45

5.8

5.7

5.5

混合培养

活菌数(CFU/ml)

1.20×106

2.20×107

1.00×105

1.00×103

0

PH

6.55

6.3

4.9

4.9

4.9

 

◆ 肠酸宁对铜?#30899;?#21333;胞菌(绿脓杆菌)的抑制
将肠酸宁与铜?#30899;?#21333;胞菌混合培养24h,铜?#30899;?#21333;胞菌活菌数从单独培养的1010CFUml下降到101CFUmlpH下?#25269;?/span>4.80,呈现明显抑制作用。

培养方法

铜?#30899;?#21333;胞菌活菌数、PH

培养时间(h)

0

6

12

18

24

单独培养

活菌数(CFU/ml)

4.80×104

3.60×107

1.07×108

1.98×109

1.01×1010

PH

6.68

6.68

6.76

7.62

8

混合培养

活菌数(CFU/ml)

4.80×104

2.43×107

1.60×108

1.74×106

2.00×101

PH

6.68

6.65

5.41

4.98

4.8

 

◆ 肠酸宁对痢疾杆菌的抑制
将肠酸宁与对痢疾杆菌混合培养24h,痢疾志贺菌活菌数从单独培养时的108CFUml下降到103CFUmlpH下?#25269;?/span>4.83,呈现明显抑制作用。

培养方法

痢疾杆菌活菌数、PH

培养时间(h)

0

6

12

18

24

单独培养

活菌数(CFU/ml)

7.49×103

1.49×105

2.13×106

7.10×107

5.90×108

PH

6.65

6.61

6.61

6.18

6.24

混合培养

活菌数(CFU/ml)

1.00×104

1.17×105

7.40×104

3.2×104

1.2×103

PH

6.6

5.78

4.81

4.8

4.83

 

L-乳酸的营养作用

 

◆ 乳酸存在两种光学对映体L-乳酸和D-乳酸,动物只能分泌L-乳酸脱氢酶,故只能代谢L-乳酸,肠酸宁菌株在肠道中可分泌大量L-乳酸。

◆ L-乳酸的利用途?#19969;?#30452;接氧化供能是肠细胞的快速能量源
在氧充足的情况下,肠细胞及其他组织细胞摄取血液中的L-乳酸,在L-乳酸脱氢酶的作用下将乳酸转化为丙酮酸;然后进入线粒体,被彻底氧化为水、二氧化碳。该过程中,储存在乳酸中的能量被彻?#36164;?#25918;,参与生命活动。
乳酸+氧气+ADP→二氧化碳++ATP

◆ L-乳酸的利用途?#19969;?#31995;肠道中丁酸产生菌的重要营养源
L-乳酸系肠道中丁酸产生菌的重要营养源,其不仅为丁酸的合成提供必要的营养,同时也促进丁酸产生菌的大量增殖。

◆ L-乳酸的利用途?#19969;?#32463;糖异生途径生成葡萄糖和糖原
血液中L-乳酸浓度较高?#20445;?#28608;活肝脏和骨骼细胞中的糖异生途径,将大量乳酸转化为葡萄糖,或是补充血糖的消耗,或是用于糖原的合成。

◆ L-乳酸的利用途?#19969;?#29992;于脂肪、丙氨酸等物质的合成
在肝脏细胞中,乳酸经由丙酮酸、乙酰辅酶A途径转变为脂肪酸、胆固醇、酮体和乙酸等物质,亦可经由丙酮酸,通过?#34987;?#37240;转换作用生成丙氨酸,参与蛋白质代谢。

 

肠酸宁的综合优势

 

肠酸宁菌株的抗逆性超过一般芽孢杆菌,具有耐制粒、耐存储、耐胃酸、耐胆盐等特性,可抵抗加工、存储、使用中的各?#21046;?#22351;,安全抵达动物肠道发挥整肠作用;

由于L-乳酸、乙酸和抗菌凝结素等的综合作用,其抗菌性优于普通乳酸菌类,具有较广泛的抗菌谱以及更优良的抗菌效果;

肠酸宁在胃内活化,30分钟繁殖一代,且在饲料营养环境下增殖较快,因而可以确保产生足够的活菌,同时肠酸宁为兼性厌氧菌?#21494;?/span>PH的适应范围较广,?#31034;?#32676;可分布至整个肠道,有利于对肠道全面的保护;

肠酸宁?#34892;?#28155;加量远低于普通芽孢杆菌,为普通芽孢杆菌的五至十分之一,同时其可利用木糖、阿拉伯糖等动物不能利用的五碳糖及其聚合物,不仅?#19978;?#23545;减少对肠道中营养物质的消耗,而且可增加动物对日粮中木聚糖的利用;

肠酸宁菌株通过生物夺氧、降低肠道PH值、抑制有害菌、分解多糖为寡糖、为丁酸产生菌提供L-乳酸营养源等作用,综合促进肠道有益菌群的增殖;

肠酸宁菌株可分解池?#20102;?#20307;或动物肠道中的含氮化合物,将其还原为分子氮N2或一氧化二氮(N2O,从而降低氨氮水平,避免氨氮对动物的危害;

L-乳酸可促进动物肠道的蠕动,增强肠动力,且凝结芽孢杆菌的表层蛋白具有保水性,可润肠通便,同时肠酸宁对有害菌的抑制可降低肠道毒素,解除肠麻痹,从而对肠道功能失调造成的便秘有治疗作用;

L-乳酸可直接向肠细胞提供能量促进肠黏膜的修复和发育,同时L乳酸可促进丁酸产生菌的产酸和增殖,故肠酸宁对动物腹泻以及肠道炎症的恢?#20174;?#36739;好的?#32435;?#20316;用。

 

肠酸宁对小猪的影响:

 

选三元杂保育出栏小猪60头,A组为对照组不设重复,BC为试验组各设3个重复,B组加肠酸宁(50亿含量)100g/吨,C组加某产酶益生素1000g/吨,试验期30天。

项目

组别

平均耗料量

kg/

平均增重

kg/

料肉比

A

42.33

17.42

2.43

B

42.13

19.52

2.16

C

41.20

17.75

2.32

试验表明肠酸宁组平均增重以及料肉?#35748;?#33879;优于其他各组。

 

肠酸宁对肉仔鸡生产性能的影响:

 

    选取出生重相近的1日龄?#23376;?#32905;鸡300只,?#36136;?#39564;组和对照组,每组三个平行,分别于同一大棚内地面养殖,试验组肠酸宁?#34892;?#25104;分凝结芽孢杆菌浓度为106cfu/g,试验期49天:

组别

平均增重

采食量

料肉比

成活率

空白对照组

2120

4664

2.20

94.67%

肠酸宁试验组

2375

4650

1.96

98.67%

从试验数据来看,试验组料肉?#35748;?#33879;下降,成活率明显提高。

 

肠酸宁对池?#20102;?#36136;的影响:

 

选取水源一致的邻近两个养殖池塘,将各项氨氮指标调为一致,试验组按凝结芽孢杆菌1×104cfu/ml的浓度加入肠酸宁,3天后测定水质情况(水温23℃左右):

组别

氨氮

亚硝酸盐氮

硫化氢

化学需氧量

可溶性总磷

各组初始值

1.32mg/L

0.66mg/L

5.92ug/L

14.55

2.25mg/L

对照组

1.40mg/L

0.61mg/L

5.84ug/L

15.32

2.17mg/L

试验组

0.46mg/L

0.10mg/L

1.52ug/L

6.20

0.99mg/L

从试验数据来看,肠酸宁有明显?#32435;?#27700;质的效果,可作为水质改?#25216;?#29992;于水产养殖。

 

肠酸宁的综合效用

 

增加日增重、提高饲料利用率、降低养殖成本;

延长产蛋高峰期,?#32435;?#34507;品质;

提高种禽受精率、孵化率;

提高反刍动物产奶量,降低隐性乳房炎的发生;

?#32435;?#32928;道功能,预防肠炎、便秘、腹泻的发生;

增强动物免疫力、增强抗应激能力;

降低肠道、粪便中的氨浓?#21462;⒏纳?#20859;殖环?#24120;?/span>

降低氨氮、亚硝酸盐、硫化氢等,?#32435;?#27700;环境。

 

肠酸宁的使用:

 

用法用量:

肠酸宁产品

使?#20204;?#20917;

50亿CFU/克产品

推荐用量(克/吨全价料)

一般成年畜禽

60-100

一般幼龄畜禽

100-200

水产养殖

100-200

反刍动物

100-300

预防或?#33322;?#24212;激

100-200

母猪怀孕/泌乳期

100-200

仔猪断奶期间

200-400

畜禽病后康复

200-400

畜禽饮水

1×106-107cfu/ml浓度配制,根据情况长期或阶段使用

池?#20102;?#36136;?#32435;?/span>

每亩100-200克,首次使用可加倍

 

使用建议:

长期性低剂量(60-100g/T)可增加畜禽日增重,提高饲料转化率;

阶段性中剂量(100-200g/T)可抗应激、防失衡;当动物受到各种应激侵袭?#20445;?#31283;定肠道正常菌群,加固动物自身免疫力;如母猪怀孕及泌乳期、调换饲料品种、接种疫苗前后、气候突变、肉鸡高密度饲养等?#21462;?/span>

阶段性高剂量(200-400g/T)可帮助畜禽快速建立肠道正常菌群,保护肠道黏膜,促进肠道绒毛发育或修复,提高机体免疫力;适用于断奶仔猪饲养和畜禽病后康复。

 

与抗生素的配合:

芽孢状态的肠酸宁,因芽孢的保护,对大多抗生素均?#24187;?#24863;;

活化?#38498;?#30340;肠酸宁:

对?#21069;?#31867;、多肽类(杆菌肽锌、粘杆菌素、恩拉霉素、维吉尼亚霉素)、林可酰胺类(林可霉素)等抗生素敏感度低,可与之配合使用;

对大环内酯类(红霉素、吉他霉素、泰乐菌素)、四环素类(土霉素、金霉素)、喹恶林类(喹乙醇、喹唏酮)、?#34987;?#31958;苷类(新霉素、?#24443;?#38665;素、卡拉霉素)等敏感度中等,在低剂量添加?#20445;?#22914;饲料中的常规保健剂量)可同时使用;

对青霉素类(青霉素、氨苄青霉素、阿莫西林、美洛西林)、头孢类(头孢氨?#23567;?#22836;孢克洛、头孢克肟、?#30830;?#38665;素)等高度敏感,应避免同时使用,使用时间须间隔2小时以上。

将肠酸宁分别添加到含保健剂量中敏抗生素(金霉素、新霉素、吉他霉素、土霉素等)的饲料中?#20445;?#22312;动物粪中仍可检出大量凝结芽孢杆菌,且菌落数量与未加抗生素的动物粪便菌落数无显著差异,这?#24471;?#20013;度敏感的抗生素在低剂量时对肠酸宁影响不显著。

 

 

昆明三正生物科?#21152;?#38480;公司

地址:云南 昆明国家经济技术开发区万裕路                                ?#26102;啵?/span>650217

电话:0871-7266056,58,59            传真:0871-7265672         http://www.gqkpac.tw

 


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