鼠李糖乳酸杆菌发酵工艺及其在断奶仔猪日粮中的应用研究

论文摘要

论文主要研究了鼠李糖乳酸杆菌的发酵工艺及其在断奶仔猪日粮中的应用效果。试验一鼠李糖乳酸杆菌发酵培养基的筛选与优化1.以MRS培养基为基础,通过单因子试验分别研究了4种碳源:无水葡萄糖、玉米糖浆、甘蔗糖蜜和蔗糖和6种氮源:酵母粉、蛋白胨、大豆蛋白胨、酪蛋白胨、柠檬酸氢二铵、硫酸铵对菌体增殖的影响。结果表明,菌体增殖所需最佳碳源及氮源分别为:无水葡萄糖、蛋白胨、酵母粉和大豆蛋白胨。2.N=12的Plackett-Burman试验研究了8个因子:蛋白胨（X1）、酵母粉（X2）、无水葡萄糖（X3）、柠檬酸氢二铵（X4）、硫酸锰（MnSO4.H2O）（X5）、硫酸镁（MgSO4.7H2O）（X6）、磷酸氢二钾（KH2PO4.3H2O）（X7）、醋酸钠（CH3COONa.3H2O）（X8）对菌体增殖的影响,结果表明,培养基中影响菌体增殖的主要效应因子（P<0.05）有3个,分别为酵母粉、无水葡萄糖和醋酸钠,其中酵母粉为正效应因子,无水葡萄糖和醋酸钠为负效应因子。3.根据JMP7.0软件的DOE程序进行中心组合设计并对数据进行二次回归拟合,通过对响应面极值分析,确定的发酵培养基配方为（g/L）:葡萄糖27.1,蛋白胨15,酵母浸粉8.7, CH3COONa.3H2O 1.5,柠檬酸氢二铵4,MgSO4.7H2O 0.4,KH2PO4.3H2O 2,MnSO4.H2O 0.5,吐温80 1ml。通过单因子试验及生长曲线的测定来优化发酵培养基的发酵条件,结果表明,发酵培养基的最佳发酵条件为:pH5.5,接种量2%,37OC发酵培养时间为16h,培养基优化发酵后的OD600值达2.054,发酵液活菌数由初始的3.2×108 CFU/ml增加到7.8×109 CFU/ml（P<0.01）。试验二鼠李糖乳酸杆菌的冷冻干燥、冷冻保护剂及喷雾干燥特性的研究1.以10%蔗糖、10%а-乳糖、10%海藻糖、10%葡萄糖、3%谷氨酸钠、5%酵母粉、5%山梨糖醇、5%甘露糖醇、pH6.5PB缓冲液、0.85%氯化钠、10%脱脂奶粉为冷冻干燥保护剂,研究了保护剂类型对菌体的保护效果,结果表明,不同的冷冻干燥保护剂对菌体的冷冻效果不一致,总的来说,各种糖类、脱脂奶粉及酵母粉等对菌体的冷冻保护效果较好,10%蔗糖、10%а-乳糖、3%谷氨酸钠、5%酵母粉、10%脱脂奶粉的保护率分别达24.5%、46.5%、36.8%、28%和48%。2.通过对加入了10%的а-乳糖保护剂的细胞悬浮液进行-20OC缓慢冷冻和-80OC快速冷冻,研究冷冻温度对菌体存活率的影响。结果表明,-80OC快速冷冻较-20OC慢速冷冻存活率高,冷冻存活率分别为48%和32%（P<0.01）。3.通过对加入了30%比例麦芽糊精的菌体悬浮液进行喷雾干燥,控制进风温度在180OC,出口温度分别在70、75、80、85和90OC。结果表明,喷雾干燥时控制进风口温度为180OC时,出风口适宜温度应控制在70OC,此时喷雾干燥后菌体的存活率最高。试验三鼠李糖乳酸杆菌对断奶仔猪生产性能的影响及对腹泻的治疗效果1.对断奶仔猪生产性能的影响选取28d断奶、均重为（8.48±0.13）kg健康正常的杜×（长×大）仔猪216头,随机分配到4处理中,每个处理6个重复,每重复9头猪,试验期28天,分别饲喂基础日粮（对照组）、基础日粮+0.1%鼠李糖乳酸杆菌制剂（Ⅰ组）、基础日粮+0.2%鼠李糖乳酸杆菌制剂（Ⅱ组）、基础日粮+0.3%鼠李糖乳酸杆菌制剂（Ⅲ组）。结果表明:试验前期Ⅱ组与对照组相比,日增重极显著提高（P<0.01）,为123.33g;饲料转化率得到极显著改善（P<0.01）,前期为1.93,后期为1.57,而全期与对照组差异显著（P<0.01）,为1.70;采食量方面,试验前后期Ⅱ组与对照组差异不显著（P>0.05）,但试验后期较对照组减少耗料15.93%;全期腹泻发病率试验Ⅱ组最低,为0.4%。2.试验选取30头具有腹泻症状的哺乳及保育猪,随机分为3个试验处理组,每个处理组10头腹泻仔猪,试验期7天。Ⅰ组（对照组）按猪场常规的抗生素治疗方法进行随意治疗;Ⅱ组以2.5g/头.次投服鼠李糖乳酸杆菌冻干粉,日服2次,早晚各一次;Ⅲ组以5g/头.次投服,投服时间及次数同处理Ⅱ组,冻干菌粉保证活菌数≥7.5×1010个/克。结果表明,不同剂量投服鼠李糖乳酸杆菌冻干粉对仔猪腹泻起到了很好的治疗效果,都优于对照组,治愈率Ⅱ组和Ⅲ组分别为70%和60%,对照组为10%,分别相对于对照组的2.33倍和2倍。在仔猪腹泻的持续期上,Ⅱ组（P<0.05）和Ⅲ组（P<0.01）都较对照组明显缩短了腹泻持续的时间。通过对仔猪腹泻治疗效果的对比试验可知,日投服5g（食入活菌数达1011个/天）鼠李糖乳酸杆菌冻干粉,对于治疗仔猪腹泻较对照组起到了很好的疗效。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文章综述
• 前言
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究进展
• 1.2.1 益生素的概念沿革
• 1.2.2 益生素的分类和特点
• 1.2.3 益生素的作用机理
• 1.2.4 影响益生素作用效果的因素
• 1.2.5 益生素菌种的安全性评价
• 1.2.6 益生素在猪上的实际应用效果
• 1.2.7 益生素的发展趋势及前景
• 1.3 试验菌种的选择
• 1.4 试验目的及意义
• 1.5 试验技术路线
• 第二章 鼠李糖乳酸杆菌最佳增殖培养基的筛选及参数优化
• 前言
• 2.1 材料与方法
• 2.1.1 菌种
• 2.1.2 培养基
• 2.2 培养条件
• 2.2.1 种子培养条件
• 2.2.2 发酵培养条件
• 2.3 结果测定方法
• 2.4 培养基优化筛选试验设计
• 2.4.1 最佳碳、氮源的确定
• 2.4.2 Plackett-Burman 设计
• 2.4.3 最陡爬坡试验
• 2.4.4 中心组合设计
• 2.5 培养条件的确定
• 2.5.1 初始pH 对LGG 增殖的影响
• 2.5.2 接种量对LGG 菌体浓度的影响
• 2.5.3 测定生长曲线，确定最佳菌体收获时间
• 2.6 结果与讨论
• 2.6.1 菌体增殖所需最佳碳源
• 2.6.2 菌体增殖所需最佳氮源
• 2.6.3 影响菌体增殖的主要因子
• 2.6.4 最陡爬坡分析
• 2.6.5 中心组合设计
• 2.7 培养条件的单因子优化试验及发酵时间的确定
• 2.7.1 不同接种量对菌体的影响
• 2.7.2 初始pH 值对菌体生长的影响
• 2.7.3 在优化培养基及条件下的生长曲线
• 2.8 优化培养基及条件下试验结果的验证
• 2.9 小结
• 第三章 鼠李糖乳酸杆菌喷雾干燥、冷冻干燥特性及冷冻干燥保护剂的研究
• 前言
• 3.1 材料与方法
• 3.1.1 菌种
• 3.1.2 菌体细胞准备
• 3.1.3 保护剂类型对冷冻干燥存活率的影响
• 3.1.4 喷雾干燥
• 3.1.5 冷冻温度对菌体存活率的影响
• 3.1.6 选用的保护剂的种类
• 3.1.7 活菌计数
• 3.2 结果与分析
• 3.2.1 不同保护剂类型对菌体冷冻后活率的影响
• 3.2.2 冷冻温度对菌体存活率的影响
• 3.2.3 喷雾干燥对稳定期菌体存活率的影响
• 3.3 讨论
• 3.3.1 冷冻干燥保护剂对菌体冷冻保藏效果影响
• 3.3.2 冷冻温度对菌体存活率的影响
• 3.3.3 喷雾干燥对菌体存活率的影响
• 3.4 小结
• 3.4.1 冷冻干燥保护剂的保护效果
• 3.4.2 冷冻温度的影响
• 3.4.3 喷雾干燥的影响
• 第四章 鼠李糖乳酸杆菌制剂在仔猪日粮中的应用研究
• 前言
• 4.1 材料与方法
• 4.1.1 生产性能试验动物与分组
• 4.1.2 生产性能试验设计
• 4.1.3 基础日粮配方及营养水平
• 4.1.4 饲养管理
• 4.1.5 生产性能试验测定指标与方法
• 4.1.6 腹泻治疗效果试验动物选用与分组
• 4.1.7 腹泻试验选用冻干菌粉
• 4.1.8 数据统计分析
• 4.2 结果与分析
• 4.2.1 鼠李糖乳酸杆菌对断奶仔猪前期生产性能的影响
• 4.2.2 鼠李糖乳酸杆菌对断奶仔猪后期生产性能的影响
• 4.2.3 鼠李糖乳酸杆菌对断奶仔猪全期生产性能及腹泻的影响
• 4.2.4 腹泻治疗效果观察
• 4.3 讨论
• 4.3.1 对断奶仔猪生产性能的影响
• 4.3.2 生产性能试验中对断奶仔猪腹泻率的影响
• 4.3.3 对仔猪腹泻的治疗效果
• 4.4 小结
• 第五章 结论与创新点
• 5.1 结论
• 5.2 本研究的创新点
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介