贝莱斯芽孢杆菌( Bacillus velezensis) Tu - 569 发 酵产生的胞外抗菌肽可抑制大肠杆菌、沙门氏杆菌、 痢疾杆菌等致腹泻病原菌的生长,且耐受胃肠道环 境、耐热性好,在畜牧养殖业极具应用潜力。T - 70-1 菌株是由 Tu-569 菌株经紫外-微波诱变获得 的菌株,其产抗菌肽能力是原菌株的 2. 74 倍。
1 材料
1. 1 菌株
贝莱斯芽孢杆菌( Bacillus velezensis) T-70-1、大肠杆菌( E. coli) ATCC 53832,均由河北农业大学制药 工程系实验室保存。
1. 2 主要试剂
牛肉膏、蛋白胨、胰蛋白胨、酵母浸粉,均购自北 京奥博星生物技术有限公司; 葡萄糖、NaCl、MgSO4 · 7H2O、KCl、NaH2PO4 ·2H2O、Na2HPO4 ·2H2O 等,均购 自天津市永大化学试剂有限公司; 消泡剂,购自佛山 市南海大田化学有限公司; NB 培养基、NA 培养基、 LB 培 养 基、LA 培 养 基、发 酵 培 养 基 ( 葡 萄 糖 25. 0 g,蛋 白 胨 20. 0 g,MgSO4·7H2O 0. 8 g,KCl 1. 0 g,NaH2PO4 ·2H2O 2. 0 g,Na2HPO4 ·2H2O 4. 0 g, 水 1 000 mL,初始 pH 值为 6. 5) ,均自制。
1. 3 主要仪器
立式压力蒸气灭菌锅( YXQ-LS-100G 型) ,购自 上海博讯有限公司; 高速落地离心机( Sorvall·lynx· 6000 型) ,购自赛默飞世尔科技有限公司; 5 L 离位灭 菌玻璃发酵罐( BLBIO- 5GJ 型) 、30 L 自动发酵罐 ( 30SJ 型) ,均购自上海百仑生物科技有限公司; 发电 机( W120 型) ,购自上海复宏机电有限公司; 溶氧电 极( OXYFERM FDA VP 225 型) 、pH 电极( EasyFerm Plus PHI K8 225 型) ,均购自天津恩耐德科技有限公 司; 低温恒温搅拌反应浴( DHJF-4020 型) ,购自郑州 长城科工贸有限公司; 全无油空气压缩机( VWYD- 20 /0-8 型) ,购自鞍山佳朋压缩机有限公司; 储气罐 ( DY02-13-14H-00 型) ,购自上海东亚压力容器制造有限公司; 全自动电加热蒸气发生器( YN30-0. 7- D 型) ,购自上海扬诺锅炉制造有限公司。
2 方法
改良二倍稀释法测 定抗菌肽效价,即离心取发酵上清液作为抗菌肽样 液,用无菌生理盐水进行逐步二倍稀释,以大肠杆菌 ATCC 53832 作为指示菌,采用琼脂扩散法测定各 个稀释倍数下抗菌肽发酵样液对大肠杆菌的抗菌特 性。各个稀释倍数下的抗菌肽发酵液样品中以出现 肉眼不可见抑菌圈为终点。原液抗菌肽效价( 单位 为 Au) = 2n×1 000 /40,其中 n 表示不出现可见抑菌 圈的二倍稀释次数,40 表示孔中加液体积( μL) 。建 立抗菌肽抗菌效价和抑菌圈面积之间的线性关系,最 后绘制出效价测定标准曲线。将发酵罐清洗干净后装入 发酵培养基,盖上上盖,装上 pH 电极和溶氧电极,夹 紧通气管路、进出水管路,并用锡纸包裹 pH 电极、溶 氧电极、消泡电极、搅拌器的顶部。检查完毕后,放入 灭菌锅中 115 ℃灭菌 30 min。灭菌完毕后取出发酵罐,连 接好冷却水管( 两进两出) 、出气管、进气管; 组装上 搅拌电机,插上消泡电极、温度电极、pH 电极和溶氧 电极; 连接好消泡剂补加管路
3 结果与分析
发酵上清液抗菌肽效价对数值和抑 菌圈面积呈现出良好的线性关系,其中 R2 = 0. 996 5, 曲线方程为: y = 0. 004 7x+1. 600 1,其中 x 为抑菌圈 面积( mm2 ) ,y 为效价对数值。若效价超过计算范围 则需要将样品进行稀释后测定。此方法操作简单、工 作量小、准确度高、便于批量检测。在 5 L 发酵罐最优发酵条件下,即发酵罐内发酵 液体积为 2. 0 L,发酵通气率( 即单位体积发酵液所 对应的通气量) 为 1. 00 L /( min·L) ,放大到 30 L 发 酵罐时,若其中发酵液体积为 20 L,则依据发酵通气 率不变,其通气量应为 20. 0 L /min,即1. 2 m3 / h。故 设定 30 L 发酵罐装液体积为 20 L,通 气 量 为 1. 2 m3 / h,搅拌速度为 180 r /min,罐压为 0. 05 MPa。0 ~ 12 h,随着发酵时间的推移,pH 值逐渐降低, 第 12 小时时达到最低值,为 5. 50。这个阶段菌体快 速繁殖生长,需氧量增加,pH 值降低; 随后 pH 值逐渐升高,菌群生长趋于稳定。
4 讨论与结论
采用 二 倍 稀 释 法 探 究 B. laterosporus S62-9 的胞外抗菌肽对 S.aureus 的抑制效果,发现抗 菌肽发酵样品的发酵对数值与抑菌圈直径存在线性 关系,其抗菌效价最高可达 8 000 Au。本试验中 T- 70-1 菌株胞外抗菌肽的效价对数值与抑菌圈面积之 间存在线性关系,确定了原发酵液抗菌肽的效价,这 种方法既避免了人为主观影响,又解决了抗菌肽没有 标准品的难题。