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芽孢杆菌作为益生菌具有帮助动物消化和维持肠道微生态平衡的效果,并具有在饲料日粮中部分替代抗生素的潜力。研究探讨芽孢杆菌的发酵水平及其可能的体内特性,对于益生菌的应用和推广具有重要价值。本论文以先前分离并表现出良好益生潜力的菌株Bacillus subtilis MA139为基础,探讨了其固体发酵工艺及可能在动物胃肠特异性的抗菌活性。 在芽孢杆菌的固体发酵研究中,以B. subtilis MA139和L.reuteri G8-5为发酵剂,基于豆粕:玉米粉:麦麸=1:1:2的基质上相继优化了基质含水量、初始pH值、接种量、基质装量、灭菌类型、发酵时间、发酵类型等相关发酵参数,得到的最适工艺为:含水量为50%,20倍糖蜜稀释液的初始pH=6.5,接种量为2%,摇瓶发酵基质装量为30~35 g/250 g且无需灭菌,发酵时间为2 d。耦合发酵最后得到了罗伊氏乳杆菌G8-5最大浓度约为9.01±0.15 log CFU/g,枯草芽孢杆菌孢子最大浓度约为10.30±0.08 log CFU/g。相对于L. reuteri G8-5单菌发酵,加入B. subtilis MA139的耦合发酵显著增加了G8-5的活菌浓度,促进了固体基质中还原糖快速消耗和pH值的显著降低(P<0.05)。同时,添加B.subtilis MA139显著增加了L. reuteri G8-5对E.coli K88+的抗菌活性(P<0.05)。 本试验进一步探讨了B.subtilis MA139对动物胃肠道健康保护的抗菌作用机理。72只SD大鼠被分为三个处理,分别为阳性对照组、芽孢组和阴性对照组,每个处理1只大鼠,8个重复。通过饮水添加的方式使芽孢组大鼠每日摄入约107 CFU B. subtilis MA139芽孢,动物实验后第6天分别给芽孢组和阳性对照组大鼠一次性灌服1010CFU肠毒性的E. coli K88-pGFP,分别在攻毒后第12 h、24 h、36 h及48 h在阳性PC组和芽孢BT组随机取8只断颈处死,分别测定胃肠内容物(十二指肠、空肠、回肠、盲肠及结肠)中E. coli K88-pGFP的数量。结果表明,在攻毒后的第12 h、24 h、36 h,B. subtilis MA139在SD大鼠十二指肠中对E. coli K88-pGFP活性有显著的抑制作用(P<0.05);在攻毒后12 h,B. subtilis MA139在空肠段对E. coli K88-pGFP活性有显著的抑制作用(P<0.05);在攻毒后12 h和36 h,B. subtilis MA139在回肠段对E. coli K88-pGFP活性有显著的抑制作用(P<0.05);在攻毒后12 h和48 h,B. subtilis MA139在盲肠段对E. coli K88-pGFP活性有显著的抑制作用(P<0.05);在攻毒后12 h和24 h,B. subtilis MA139在结肠段对E. coli K88-pGFP活性有显著的抑制作用(P<0.05)。此结果表明B. subtilis MA139在特定的时间和特定的肠段表现出对E.coli K88+的抗菌活性。 综上,本试验研究提出了一种新的芽孢杆菌固体发酵工艺,并部分证实了B. subtilis MA139对大鼠胃肠道中的病原菌具有特异性的抑制作用,为B. subtilis MA139的进一步的推广应用奠定了一定的基础。