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CN109511783A - 一种含特征抗菌蛋白肽的枯草芽孢杆菌饲料添加剂及其制备方法 - Google Patents

一种含特征抗菌蛋白肽的枯草芽孢杆菌饲料添加剂及其制备方法 Download PDF

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CN109511783A
CN109511783A CN201811647413.3A CN201811647413A CN109511783A CN 109511783 A CN109511783 A CN 109511783A CN 201811647413 A CN201811647413 A CN 201811647413A CN 109511783 A CN109511783 A CN 109511783A
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CN
China
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peptide
bacillus subtilis
antibacterial protein
antibacterial
feed addictive
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Application number
CN201811647413.3A
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English (en)
Inventor
宋士良
陆克文
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Bang Cheng Bioengineering Co Ltd
Original Assignee
Shanghai Bang Cheng Bioengineering Co Ltd
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Publication date
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Abstract

本发明公开了一种含特征抗菌蛋白肽的枯草芽孢杆菌饲料添加剂及其制备方,该含特征抗菌蛋白肽的枯草芽孢杆菌饲料添加剂按质量份数计算,其组成和含量如下:碳源1‑25%;氮源0.1‑10%;无机盐和微量元素0.05‑5%;生长因子0.001‑2%;水58‑95%。本发明提供的枯草芽孢杆菌饲料添加剂所含两种抗菌蛋白肽分别为分子量5.8‑7.8KDa和22KDa以上的抗菌物质,根据其分子量大小判断,不在现有技术中所述已报道的枯草芽孢杆菌产生的两类抗菌物质范围之内,不属于肽类抗生素,分别属于两种新的抗菌肽或抗菌蛋白,且作为饲料添加剂,可替代抗生素在饲料中添加使用,用以促进养殖动物生长,提高养殖生产性能。

Description

一种含特征抗菌蛋白肽的枯草芽孢杆菌饲料添加剂及其制备 方法
技术领域
本发明涉及微生物制剂领域,尤其涉及一种含特征抗菌蛋白肽的枯草芽孢杆菌饲料添加剂及其制备方法。
背景技术
自1945年Johnson等报道枯草芽孢杆菌产生抗菌物质后,人们从枯草芽孢杆菌的不同菌株中发现了60多种抗菌物质,有环状肽或环状脂肽,也有线状肽,也有一些为蛋白类拮抗物。
枯草芽孢杆菌产生的抗菌物质主要分为两大类,一类为非核糖体途径产生的,主要包括Iturin、Surfactin、Fengycin三大抗菌脂肽,属于肽类抗生素;一类为核糖体途径产生的,主要包括Subtilin、Ericin、Mersacidin、Sublancin、Bacillocin、Subtilosin和TasA等,属于抗菌肽或抗菌蛋白。
非核糖体途径产生的抗菌物质:主要包括Iturin、Surfactin、Fengycin三大抗菌脂肽,分子量在1000-1500Da之间,根据其结构上的差异分为伊枯草菌素(Iturin)家族、表面活性素(Surfactin)和丰原素(Fengycin)。伊枯草菌素是由枯草芽孢杆菌产生的一大类脂肽类化合物,家族成员包括IturinA、B、C、D、E,芽孢菌素(Bacillomycin)D、F、L以及抗霉枯草菌素(Mycosubtilin)等,它们都是由7个氨基酸残基组成的一个肽环,其中包括一个不变的DTyr2以及一个稳定的手性顺序LDDLLDL,最后连接一个C14-C17的β-氨基脂肪酸(βAA,β-amino Fatty Acides),它们对大多数的致病酵母和霉菌具有强烈的抗菌能力。1968年,Arima等首次发现枯草芽孢杆菌产生的脂肽类表面活性剂,呈晶状,商品名为表面活性素(Surfactin)。生物表面活性素为分子量约1000Da的环脂肽类物质,具有抗菌、抗病毒和生物表面活性剂作用。1978年台湾植物病理学家陈升明教授在丰原市郊马铃薯田中分离出Bacillus subtil F29-3,该菌株在田间试验中可有效抑制并预防由Pyricularia oryzae、Alternaria kikuchiana所造成的植物病害。Vanittanakom等经纯化和化学分析发现,Bacillus subtilis F29-3能产生一种抑制许多丝状真菌生长的脂肽类抗菌物质,命名为丰原素(Fengycin)。丰原素在分子结构上含有一个由10个氨基酸所组成的环状部分及1个长链的脂肪酸支链,其合成基因由fenC、fenD、fenE、fenA、fenB所组成,丰原素合成酶共包含10个间隔区(Module),每个间隔区均能活化一种氨基酸,这些被活化的氨基酸再依次连接,形成脂肽链。
核糖体途径产生的抗菌物质:主要包括Subtilin、Ericin、Mersacidin、Sublancin、Bacillocin、Subtilosin和TasA等,其中细菌素Mersacidin、SubtilinUK4、EricinA、Sublancin168、Bacillocin22、SubtilosinA等分子量在1.8-3.8KDa之间,大分子抗菌蛋白TasA分子量大小为31KDa。
而上述现有技术中的枯草芽孢杆菌产生的两类抗菌物质均属于肽类抗生素,如何制备一种全新抗菌物质且其分子量大小与现有技术公开完全不同成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明为解决现有枯草芽孢杆菌产生的两类抗菌物质均属于肽类抗生素等问题,提供了含特征抗菌蛋白肽的枯草芽孢杆菌饲料添加剂及其制备方法。
为实现上述目的,本发明采用以下技术方案:
本发明的第一个方面是提供了一种含特征抗菌蛋白肽的枯草芽孢杆菌饲料添加剂的制备方法,包括以下步骤:
步骤1、将碳源、氮源、无机盐和微量元素、生长因子以及水按比例进行混合以制备菌株发酵培养基,所述菌株发酵培养基的发酵条件为:温度18-42℃,通气比1:0.1-1:2.0,搅拌转速50-800rpm,pH范围3-10,溶解氧(DO)0-100%,接种量0.5-5%;
步骤2、对步骤1制得的所述菌株发酵培养基进行培养基灭菌;
步骤3、对灭菌后的所述菌株发酵培养基中加入诱导剂以进行抗菌蛋白肽的培养,所述抗菌蛋白肽的培养条件为:温度20-40℃,通气比为1:0.1-1:1.5,搅拌转速60-600rpm,pH范围3-9,溶解氧(DO)10-90%;同时控制步骤一中所述菌株发酵培养基的发酵时间与所述抗菌蛋白肽的培养时间之和为12-36h,然后得到含有抗菌蛋白肽的菌株发酵培养基;
步骤4、对步骤3中所述含有抗菌蛋白肽的菌株发酵培养基进行喷雾干燥,干燥后加入载体,即得含有抗菌蛋白肽的枯草芽孢杆菌制剂;
其中,按质量份数计,所述菌株发酵培养基的各组成及其用量如下:
所述枯草芽孢杆菌制剂中含有两种抗菌蛋白肽,且两种所述抗菌蛋白肽的分子量分别为5.8-7.8KDa和大于22KDa
进一步地,步骤1中所述碳源为葡萄糖、蔗糖、乳糖、木糖、棉子糖、麦芽糖、水苏糖、玉米淀粉、玉米浆干粉、玉米浆中的一种或几种组合。
进一步地,步骤1中所述氮源为牛骨蛋白胨、鱼蛋白胨、大豆蛋白胨、胰蛋白胨、酪蛋白胨、蛋白胨、水解乳蛋白、酵母膏、酵母浸粉、酵母粉、牛肉膏、牛肉浸粉、大豆粕粉中的一种或几种组合。
进一步地,步骤1中所述无机盐和微量元素为磷酸二氢钾、磷酸氢二钾、硫酸镁、硫酸锰、硫酸锌、氯化钾、氯化钠、氯化铁、氯化锌、碳酸钙中的一种或几种组合。
进一步地,步骤1中所述生长因子为维生素B1、维生素B6、维生素B7、维生素B11、维生素B12、维生素C,维生素H以及赖氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、脯氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺中的一种或几种组合。
进一步地,步骤2中所述培养基灭菌温度为115-121℃,灭菌时间为10-45min。
进一步地,所述步骤3中所述诱导剂为甘油、乳糖、甲醇、甲酸、磷酸吡哆醇、磷酸吡哆醛、磷酸吡哆胺中的一种或几种组合。
进一步地,步骤4中所述载体为淀粉、糊精、元明粉、碳酸钙、二氧化硅、膳食纤维素、微晶纤维素中的一种或几种组合。
进一步地,步骤4中所述枯草芽孢杆菌制剂中两种抗菌蛋白肽的分子量测试方法包括以下步骤:
步骤41、在50-500mL该菌株无细胞发酵上清液中缓慢加入硫酸铵至饱和度为60%,用磁力搅拌器在4℃冰浴条件下缓慢搅拌约2-8h后,置4℃冰箱中静置沉淀6-24h,在温度为4℃,离心搅拌转速为8000-16000r/min的条件下离心10-60min,得到沉淀物和离心液;
步骤42、将步骤41中得到的沉淀物加入体积为原菌液1/10-2/5,浓度为25mM的磷酸盐缓冲液(pH7.0)内得到悬浮液,将所述悬浮液分别选取孔径为1000、3500、7000、8000-14000Da的透析袋进行透析,在温度为4℃条件下透析24-72h,通过该聚乙二醇20000将所述悬浮液浓缩至原体积,得到蛋白粗提液,测定粗提液的抑菌效果,初步判断该菌株内含的抗菌蛋白肽的分子量;
步骤43、利用超低分子质量Marker(3.3-22kDa),取3500Da透析袋处理的蛋白粗提液在垂直电泳槽中进行蛋白质电泳,电泳结束后,将胶切成两半,将带有标记物的一半胶进行考马斯亮蓝快速染色,另一半用灭菌的去离子水漂洗6-24h后铺在接有G-菌指示菌的LB固体培养基上(1-2%琼脂),37℃培养6-18h,与染色的一半作对比,判定该菌株内含的抗菌蛋白肽的分子量。
本发明的第二个方面是提供了一种上述方法制备的含特征抗菌蛋白肽的枯草芽孢杆菌饲料添加剂,所述枯草芽孢杆菌制剂中含有两种抗菌蛋白肽,两种所述抗菌蛋白肽的分子量分别为5.8-7.8KDa和大于22KDa
本发明采用上述技术方案,与现有技术相比,具有如下技术效果:
(1)采用本发明提供的制备方法所得该饲料添加剂,所含两种抗菌蛋白肽分别为分子量5.8-7.8KDa和22KDa以上的抗菌物质,根据其分子量大小判断,不在现有技术(背景技术)中所述已报道的枯草芽孢杆菌产生的两类抗菌物质范围之内,不属于肽类抗生素,分别属于两种新的抗菌肽或抗菌蛋白;
(2)采用上述制备方法所得该枯草芽孢杆菌制剂产品,作为饲料添加剂,可替代抗生素在饲料中添加使用,用以促进养殖动物生长,提高养殖生产性能。
附图说明
图1为本发明制得的含特征抗菌蛋白肽的枯草芽孢杆菌饲料添加剂的Tricine-SDS-PAGE分析特征图。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明进行详细和具体的介绍,以使更好的理解本发明,但是下述实施例并不限制本发明范围。
实施例1
本发明实施例提供了一种含特征抗菌蛋白肽的枯草芽孢杆菌饲料添加剂的制备方法,按质量份数计算,其组成和含量如下:
上述配方按照下列步骤进行制备材料:
步骤1、将碳源、氮源、无机盐和微量元素、生长因子以及水按上述比例进行混合以制备菌株发酵培养基,菌株发酵培养基的发酵条件为:温度30℃,通气比1:1.0,搅拌转速100-200rpm,pH范围6-8,溶解氧(DO)20-50%,接种量2%;
步骤2、对步骤1制得的菌株发酵培养基进行培养基灭菌;
步骤3、对灭菌后的菌株发酵培养基中加入诱导剂以进行抗菌蛋白肽的培养,抗菌蛋白肽的培养条件为:温度28℃,通气比为0.5-1.2,搅拌转速100rpm,pH范围5-7,溶解氧(DO)10-80%;同时控制步骤一中菌株发酵培养基的发酵时间与抗菌蛋白肽的培养时间之和为12-36h,然后得到含有抗菌蛋白肽的菌株发酵培养基;
步骤4、对步骤3中含有抗菌蛋白肽的菌株发酵培养基进行喷雾干燥,干燥后加入载体,即得枯草芽孢杆菌制剂,枯草芽孢杆菌制剂中含有两种抗菌蛋白肽,且两种抗菌蛋白肽的分子量分别为5.8-7.8KDa和大于22KDa。
在本实施例中,步骤1中碳源为蔗糖5%和玉米浆干粉5%的组合。步骤1中氮源为牛骨蛋白胨2%和大豆蛋白胨0.5%的组合。步骤1中无机盐和微量元素为磷酸二氢钾0.5%、磷酸氢二钾0.5%以及硫酸镁0.05%的组合。步骤1中生长因子为维生素B10.002%和谷氨酰胺0.1%的组合。
在本实施例中,步骤2中培养基灭菌温度为121℃,灭菌时间为20min。步骤3中诱导剂为磷酸吡哆醇。
在本实施例中,步骤4中喷雾干燥的进风温度为150-160℃,出风温度为60-70℃。步骤4中载体为淀粉和元明粉以质量比例2:1混合的混合物。
在本实施例中,步骤4中枯草芽孢杆菌制剂中两种抗菌蛋白肽的分子量测试方法包括以下步骤:
步骤41、在200mL该菌株无细胞发酵上清液中缓慢加入硫酸铵至饱和度为60%,用磁力搅拌器在4℃冰浴条件下缓慢搅拌约6h后,置4℃冰箱中静置沉淀10h,在温度为4℃,离心搅拌转速为12000r/min的条件下离心15min,得到沉淀物和离心液;
步骤42、将步骤41中得到的沉淀物加入体积为原菌液1/5,浓度为25mM的磷酸盐缓冲液(pH7.0)内得到悬浮液,将悬浮液分别选取孔径为1000、3500、7000、8000-14000Da的透析袋进行透析,在温度为4℃条件下透析18h,通过该聚乙二醇20000将悬浮液浓缩至原体积,得到蛋白粗提液,测定粗提液的抑菌效果,初步判断该菌株内含的抗菌蛋白肽的分子量;
步骤43、利用超低分子质量Marker(3.3-22kDa),取3500Da透析袋处理的蛋白粗提液在垂直电泳槽中进行蛋白质电泳,电泳结束后,将胶切成两半,将带有标记物的一半胶进行考马斯亮蓝快速染色,另一半用灭菌的去离子水漂洗12h后铺在接有G-菌指示菌的LB固体培养基上(1.2%琼脂),37℃培养13h,与染色的一半作对比,判定该菌株内含的抗菌蛋白肽的分子量。
本实施例提供了一种抑菌性能测定方法,采用打孔法吸取得到菌株无细胞发酵上清液20μl,加入含有60μl指示菌的平板的直径6mm孔径中,37℃培养18h,测量抑菌圈的直径。
本实施例中指示菌包括大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、沙门氏菌、腐生葡萄球菌、副溶血性弧菌、嗜水气单胞菌、柠檬酸杆菌、单核细胞增生李斯特菌,每种菌选一株菌株进行测试。
实施例2
本发明实施例提供了一种含特征抗菌蛋白肽的枯草芽孢杆菌饲料添加剂的制备方法,按质量份数计算,其组成和含量如下:
上述配方按照下列步骤进行制备材料:
步骤1、将碳源、氮源、无机盐和微量元素、生长因子以及水按上述比例进行混合以制备菌株发酵培养基,菌株发酵培养基的发酵条件为:温度32℃,通气比0.8:2.0,搅拌转速100-500rpm,pH范围3.5-9,溶解氧(DO)10-100%,接种量5%;
步骤2、对步骤1制得的菌株发酵培养基进行培养基灭菌;
步骤3、对灭菌后的菌株发酵培养基中加入诱导剂以进行抗菌蛋白肽的培养,抗菌蛋白肽的培养条件为:温度36℃,通气比为0.5:1.5,搅拌转速120-600rpm,pH范围4-9,溶解氧(DO)10-80%;同时控制步骤一中菌株发酵培养基的发酵时间与抗菌蛋白肽的培养时间之和为12-36h,然后得到含有抗菌蛋白肽的菌株发酵培养基;
步骤4、对步骤3中含有抗菌蛋白肽的菌株发酵培养基进行喷雾干燥,干燥后加入载体,即得枯草芽孢杆菌制剂,枯草芽孢杆菌制剂中含有两种抗菌蛋白肽,且两种抗菌蛋白肽的分子量分别为5.8-7.8KDa和大于22KDa。
本实施例的一方面,步骤1中碳源为葡萄糖5%、乳糖1%以及水苏糖0.5%的组合。步骤1中氮源为酪蛋白胨5%、水解乳蛋白1%以及牛肉膏0.5%的组合。步骤1中无机盐和微量元素为硫酸锰0.5%和碳酸钙0.1%的组合。步骤1中生长因子为维生素H 0.01%。
在本实施例中,步骤2中培养基灭菌温度为118℃,灭菌时间为25min。
在本实施例中,步骤3中诱导剂为甲醇。
在本实施例中,步骤4中喷雾干燥的进风温度为160-170℃,出风温度为80-90℃。步骤4中载体为二氧化硅和微晶纤维素以质量比例3:1混合的混合物。
在本实施例中,步骤4中枯草芽孢杆菌制剂中两种抗菌蛋白肽的分子量测试方法包括以下步骤:
步骤41、在150mL该菌株无细胞发酵上清液中缓慢加入硫酸铵至饱和度为60%,用磁力搅拌器在4℃冰浴条件下缓慢搅拌约3h后,置4℃冰箱中静置沉淀6h,在温度为4℃,离心搅拌转速为8000r/min的条件下离心30min,得到沉淀物和离心液;
步骤42、将步骤41中得到的沉淀物加入体积为原菌液1/5,浓度为25mM的磷酸盐缓冲液(pH7.0)内得到悬浮液,将悬浮液分别选取孔径为1000、3500、7000、8000-14000Da的透析袋进行透析,在温度为4℃条件下透析12-72h,通过该聚乙二醇20000将悬浮液浓缩至原体积,得到蛋白粗提液,测定粗提液的抑菌效果,初步判断该菌株内含的抗菌蛋白肽的分子量;
步骤43、利用超低分子质量Marker(3.3-22kDa),取3500Da透析袋处理的蛋白粗提液在垂直电泳槽中进行蛋白质电泳,电泳结束后,将胶切成两半,将带有标记物的一半胶进行考马斯亮蓝快速染色,另一半用灭菌的去离子水漂洗6h后铺在接有G-菌指示菌的LB固体培养基上(1.5%琼脂),37℃培养8h,与染色的一半作对比,判定该菌株内含的抗菌蛋白肽的分子量。
本实施例提供了一种抑菌性能测定方法,采用打孔法吸取得到菌株无细胞发酵上清液15μl,加入含有30μl指示菌的平板的直径3mm孔径中,37℃培养12h,测量抑菌圈的直径。
本实施例中指示菌包括大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、嗜酸乳杆菌,每种菌选择2株菌株进行测试。
实施例3
本发明实施例提供了一种含特征抗菌蛋白肽的枯草芽孢杆菌饲料添加剂的制备方法,按质量份数计算,其组成和含量如下:
上述配方按照下列步骤进行制备材料:
步骤1、将碳源、氮源、无机盐和微量元素、生长因子以及水按上述比例进行混合以制备菌株发酵培养基,菌株发酵培养基的发酵条件为:温度25-35℃,通气比1:0.1-1:2.0,搅拌转速80-250rpm,pH范围3.8-6.8,溶解氧(DO)60-90%,接种量0.5%;
步骤2、对步骤1制得的菌株发酵培养基进行培养基灭菌;
步骤3、对灭菌后的菌株发酵培养基中加入诱导剂以进行抗菌蛋白肽的培养,抗菌蛋白肽的培养条件为:温度28-30℃,通气比为0.5:1.2,搅拌转速80-280rpm,pH范围7-9,溶解氧(DO)15-85%;同时控制步骤一中菌株发酵培养基的发酵时间与抗菌蛋白肽的培养时间之和为12-36h,然后得到含有抗菌蛋白肽的菌株发酵培养基;
步骤4、对步骤3中含有抗菌蛋白肽的菌株发酵培养基进行喷雾干燥,干燥后加入载体,即得枯草芽孢杆菌制剂,枯草芽孢杆菌制剂中含有两种抗菌蛋白肽,且两种抗菌蛋白肽的分子量分别为5.8-7.8KDa和大于22KDa。
在本实施例中,步骤1中碳源为乳糖1%、木糖0.5%以及玉米浆10%的组合。步骤1中氮源为大豆蛋白胨5%和酵母膏1%的组合。步骤1中无机盐和微量元素为磷酸二氢钾0.5%和氯化钠0.3%的组合。步骤1中生长因子为维生素B120.08%、维生素H 0.02%以及赖氨酸0.05%的组合。
在本实施例中,步骤2中培养基灭菌温度为121℃,灭菌时间为22min。
在本实施例中,步骤3中诱导剂为甘油和磷酸吡哆醛以质量比例5:1混合的混合物。
在本实施例中,步骤4中喷雾干燥的进风温度为180-200℃,出风温度为90-100℃。步骤4中载体为淀粉。
在本实施例中,步骤4中枯草芽孢杆菌制剂中两种抗菌蛋白肽的分子量测试方法包括以下步骤:
步骤41、在300mL该菌株无细胞发酵上清液中缓慢加入硫酸铵至饱和度为60%,用磁力搅拌器在4℃冰浴条件下缓慢搅拌约5h后,置4℃冰箱中静置沉淀8h,在温度为4℃,离心搅拌转速为11000r/min的条件下离心16min,得到沉淀物和离心液;
步骤42、将步骤41中得到的沉淀物加入体积为原菌液1/10,浓度为25mM的磷酸盐缓冲液(pH7.0)内得到悬浮液,将悬浮液分别选取孔径为1000、3500、7000、8000-14000Da的透析袋进行透析,在温度为4℃条件下透析24h,通过该聚乙二醇20000将悬浮液浓缩至原体积,得到蛋白粗提液,测定粗提液的抑菌效果,初步判断该菌株内含的抗菌蛋白肽的分子量;
步骤43、利用超低分子质量Marker(3.3-22kDa),取3500Da透析袋处理的蛋白粗提液在垂直电泳槽中进行蛋白质电泳,电泳结束后,将胶切成两半,将带有标记物的一半胶进行考马斯亮蓝快速染色,另一半用灭菌的去离子水漂洗20h后铺在接有G-菌指示菌的LB固体培养基上(1.8%琼脂),37℃培养10h,与染色的一半作对比,判定该菌株内含的抗菌蛋白肽的分子量。
本实施例提供了一种抑菌性能测定方法,采用打孔法吸取得到菌株无细胞发酵上清液50μl,加入含有150μl指示菌的平板的直径8mm孔径中,37℃培养18h,测量抑菌圈的直径。
在本实施例中指示菌包括大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、沙门氏菌、腐生葡萄球菌、副溶血性弧菌、嗜水气单胞菌、柠檬酸杆菌、单核细胞增生李斯特菌、干酪乳杆菌、副干酪乳杆菌、乳酸乳球菌、肠膜明串珠菌、乳酸肠球菌、希氏乳杆菌、粪肠球菌、屎肠球菌、棒状乳杆菌、植物乳杆菌、鼠李糖乳杆菌、嗜酸乳杆菌、发酵乳杆菌、动物双歧杆菌、两歧双歧杆菌、酿酒酵母、汉逊德巴利酵母、近平滑假丝酵母、解脂假丝酵母,每种菌选择一株菌株进行测试。
如图1所示,针对实施例1-3进行了Tricine-SDS-PAGE分析,图中1和2为经过考马斯亮蓝染色的两条平行样品条带;3为菌指示菌平板上的抑菌活性条带,从图1中观测采用本发明制备方法的枯草芽孢杆菌饲料添加剂中两种特征抗菌蛋白肽分子量分别为5.8-7.8KDa和22KDa以上。
本发明针对现有枯草芽孢杆菌产生的两类抗菌物质均属于肽类抗生素等问题,采用本发明提供的制备方法所得该饲料添加剂,所含两种抗菌蛋白肽分别为分子量5.8-7.8KDa和22KDa以上的抗菌物质,根据其分子量大小判断,不在现有技术(背景技术)中已报道的枯草芽孢杆菌产生的两类抗菌物质范围之内,不属于肽类抗生素,分别属于两种新的抗菌肽或抗菌蛋白;且制备得到的枯草芽孢杆菌制剂产品可作为饲料添加剂,可替代抗生素在饲料中添加使用,用以促进养殖动物生长,提高养殖生产性能。
以上对本发明含特征抗菌蛋白肽的枯草芽孢杆菌饲料添加剂及其制备方法的具体实施例进行了详细描述,但其只是作为范例,本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言,任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此,在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改,都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种含特征抗菌蛋白肽的枯草芽孢杆菌饲料添加剂的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤1、将碳源、氮源、无机盐和微量元素、生长因子以及水按比例进行混合以制备菌株发酵培养基,所述菌株发酵培养基的发酵条件为:温度18-42℃,通气比1:0.1-1:2.0,搅拌转速50-800rpm,pH范围3-10,溶解氧(DO)0-100%,接种量0.5-5%;
步骤2、对步骤1制得的所述菌株发酵培养基进行培养基灭菌;
步骤3、对灭菌后的所述菌株发酵培养基中加入诱导剂以进行抗菌蛋白肽的培养,所述抗菌蛋白肽的培养条件为:温度20-40℃,通气比为1:0.1-1:1.5,搅拌转速60-600rpm,pH范围3-9,溶解氧(DO)10-90%;同时控制步骤一中所述菌株发酵培养基的发酵时间与所述抗菌蛋白肽的培养时间之和为12-36h,然后得到含有抗菌蛋白肽的菌株发酵培养基;
步骤4、对步骤3中所述含有抗菌蛋白肽的菌株发酵培养基进行喷雾干燥,干燥后加入载体,即得含有抗菌蛋白肽的枯草芽孢杆菌制剂;
其中,按质量份数计,所述菌株发酵培养基的各组成及其用量如下:
所述枯草芽孢杆菌制剂中含有两种抗菌蛋白肽,且两种所述抗菌蛋白肽的分子量分别为5.8-7.8KDa和大于22KDa。
2.根据权利要求1所述的含特征抗菌蛋白肽的枯草芽孢杆菌饲料添加剂的制备方法,其特征在于,步骤1中所述碳源为葡萄糖、蔗糖、乳糖、木糖、棉子糖、麦芽糖、水苏糖、玉米淀粉、玉米浆干粉、玉米浆中的一种或几种组合。
3.根据权利要求1所述的含特征抗菌蛋白肽的枯草芽孢杆菌饲料添加剂的制备方法,其特征在于,步骤1中所述氮源为牛骨蛋白胨、鱼蛋白胨、大豆蛋白胨、胰蛋白胨、酪蛋白胨、蛋白胨、水解乳蛋白、酵母膏、酵母浸粉、酵母粉、牛肉膏、牛肉浸粉、大豆粕粉中的一种或几种组合。
4.根据权利要求1所述的含特征抗菌蛋白肽的枯草芽孢杆菌饲料添加剂的制备方法,其特征在于,步骤1中所述无机盐和微量元素为磷酸二氢钾、磷酸氢二钾、硫酸镁、硫酸锰、硫酸锌、氯化钾、氯化钠、氯化铁、氯化锌、碳酸钙中的一种或几种组合。
5.根据权利要求1所述的含特征抗菌蛋白肽的枯草芽孢杆菌饲料添加剂的制备方法,其特征在于,步骤1中所述生长因子为维生素B1、维生素B6、维生素B7、维生素B11、维生素B12、维生素C,维生素H以及赖氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、脯氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺中的一种或几种组合。
6.根据权利要求1所述的含特征抗菌蛋白肽的枯草芽孢杆菌饲料添加剂的制备方法,其特征在于,步骤2中所述培养基灭菌温度为115-121℃,灭菌时间为10-45min。
7.根据权利要求1所述的含特征抗菌蛋白肽的枯草芽孢杆菌饲料添加剂的制备方法,其特征在于,步骤3中所述诱导剂为甘油、乳糖、甲醇、甲酸、磷酸吡哆醇、磷酸吡哆醛、磷酸吡哆胺中的一种或几种组合。
8.根据权利要求1所述的含特征抗菌蛋白肽的枯草芽孢杆菌饲料添加剂的制备方法,其特征在于,步骤4中所述载体为淀粉、糊精、元明粉、碳酸钙、二氧化硅、膳食纤维素、微晶纤维素中的一种或几种组合。
9.根据权利要求1所述的含特征抗菌蛋白肽的枯草芽孢杆菌饲料添加剂的制备方法,其特征在于,步骤4中所述枯草芽孢杆菌制剂中两种抗菌蛋白肽的分子量测试方法包括以下步骤:
步骤41、在50-500mL该菌株无细胞发酵上清液中缓慢加入硫酸铵至饱和度为60%,用磁力搅拌器在4℃冰浴条件下缓慢搅拌约2-8h后,置4℃冰箱中静置沉淀6-24h,在温度为4℃,离心搅拌转速为8000-16000r/min的条件下离心10-60min,得到沉淀物和离心液;
步骤42、将步骤41中得到的沉淀物加入体积为原菌液1/10-2/5,浓度为25mM的磷酸盐缓冲液(pH7.0)内得到悬浮液,将所述悬浮液分别选取孔径为1000、3500、7000、8000-14000Da的透析袋进行透析,在温度为4℃条件下透析24-72h,通过该聚乙二醇20000将所述悬浮液浓缩至原体积,得到蛋白粗提液,测定粗提液的抑菌效果,初步判断该菌株内含的抗菌蛋白肽的分子量;
步骤43、利用超低分子质量Marker(3.3-22kDa),取3500Da透析袋处理的蛋白粗提液在垂直电泳槽中进行蛋白质电泳,电泳结束后,将胶切成两半,将带有标记物的一半胶进行考马斯亮蓝快速染色,另一半用灭菌的去离子水漂洗6-24h后铺在接有G-菌指示菌的LB固体培养基上(1-2%琼脂),37℃培养6-18h,与染色的一半作对比,判定该菌株内含的抗菌蛋白肽的分子量。
10.一种如权利要求1-9任一项所述方法制备的含特征抗菌蛋白肽的枯草芽孢杆菌饲料添加剂,其特征在于,所述枯草芽孢杆菌制剂中含有两种抗菌蛋白肽,两种所述抗菌蛋白肽的分子量分别为5.8-7.8KDa和大于22KDa。
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