一种厌氧发酵纤维素底物的菌株及其应用

本发明涉及微生物，特别是涉及一种厌氧发酵纤维素底物的菌株及其应用。

背景技术：

1、我国是畜禽养殖和肉产品消费大国，但目前饲料成本高企、促生长类抗生素滥用和生态环保问题都是畜禽养殖业迫切需要解决的问题。近年来，微生物发酵饲料在畜禽养殖行业已经得到越来越广泛的应用。微生物发酵饲料是一种含有益生菌及其代谢产物的生物活性饲料，微生物发酵可以通过改变饲料底物的理化特性，提高饲料的消化利用率。同时在发酵过程中，可以扩大培养益生菌菌体，并提供其中间代谢产物，进而通过益生作用，维持肠道微生物稳态，改善肠道功能和机体免疫，最终达到饲料资源开发、动物机体健康提升和优质安全畜产品生产的目的。因此，使用微生物发酵饲料是拓宽饲料资源渠道、实现无抗养殖和健康绿色生态养殖的重要举措。

2、猪鸡饲料的能量来源主要是淀粉类碳水化合物，如玉米和大麦等。纤维素和淀粉虽同属于碳水化合物，但其化合建不同，纤维素是由β-1,4糖苷键链接而成的葡萄糖单体聚合物，由于天然纤维素分子链内或链间存在大量氢键，导致其结构紧密，而难以被分解利用。大豆秸秆、统糠和麸皮中都含有丰富的纤维素，长期以来，这些原料都没有得到合理的处置和有效的利用，大部分被焚烧或闲置在田间地头，造成环境污染和资源浪费。例如，农业废弃物秸秆中的纤维素，大多采取焚烧的方式处理，既造成环境污染又造成资源浪费。目前纤维素类饲料主要用于反刍动物，少量纤维素根据其发酵特性可少量添加在种猪日粮，用于改善肠道健康，缓解便秘。在工业领域，我国纤维素利用已初具规模，大多通过物理或化学手段进行预处理使其结构和性能上发生改变，如蒸汽爆破、酸或碱浸泡等，这些加工方式能耗较大、污染较严重。在饲料领域，已经有部分纤维素酶产品作为发酵饲料添加剂在国内外的使用。虽然添加纤维素酶进行降解，既环保又高效，但目前的纤维素酶添加剂量高，在体内发挥作用时间短，导致其使用成本和使用效果均不够理想。

3、目前用于生产纤维素酶的菌株多数为木酶、曲霉等均为好氧菌，部分菌种属于工程菌株，无法直接用于畜禽生产。这些好氧菌发酵过程中纤维素等碳水化合物底物被彻底降解产生二氧化碳，导致大量能量浪费。可见，目前用于生产纤维素酶的菌种仍存在功能效率低，使用环境要求高等问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于避免现有技术中的不足之处而提供一种厌氧发酵纤维素底物的菌株，该菌株能在厌氧环境下高效发酵分解纤维素，并能高产纤维素酶继而产生多种功能有机酸，促进动物生长。

2、为实现上述发明目的，提供以下技术方案：

3、提供一种厌氧发酵纤维素底物的菌株，所述菌株为嘉义乳杆菌lacticaseibacillus chiayiensis sg.x-2菌株，所述菌株已保藏于广东省微生物菌种保藏中心，保藏号为gdmccno.62423，保藏日期为2022年4月26日。

4、获取上述厌氧发酵纤维素底物的菌株来源：从猪肠道分离一株高产纤维素酶的益生菌菌株，该菌株高产纤维素酶，可发酵纤维素并产生多种功能有机酸。该菌株一方面能在体外进行厌氧发酵纤维素，该菌株另一方面能利用纤维素底物发酵从而制备功能性有机酸，促进畜禽生长发育和肠道健康。

5、其中，所述菌株生理生化特征如下：在普通培养基上培养后观察，其单菌落为乳白色、不透明，表面粗糙有褶皱，为革兰氏阳性短小杆菌。

6、其中，所述培养基为：酪蛋白酶消化物、牛肉膏粉、酵母膏粉、柠檬酸三铵、乙酸钠、硫酸镁、硫酸锰、磷酸二氢钾、葡萄糖、吐温-80、琼脂，定容到1000ml；所述培养基的ph为5～6.5。

7、其中，所述培养基的含量如下：酪蛋白酶消化物10.0g、牛肉膏粉10.0g、酵母膏粉4.0g、柠檬酸三铵2.0g、乙酸钠5.0g、硫酸镁0.2g、硫酸锰0.05g、磷酸二氢钾2.0g、葡萄糖20.0g、吐温-80 1.0g、琼脂15g，定容到1000ml；所述培养基的ph为5.7。

8、其中，以纤维素类为饲料原料底物，发酵48h后ph降低到4.1左右，乳酸产量高达33.55mg/ml，纤维素酶达到36.25u/g，纤维素降解率高达82％。

9、提供上述的厌氧发酵纤维素底物的菌株在制备动物饲料中的应用。

10、该菌株能在纤维素底物中发酵产生纤维素酶继而制备功能性有机酸，有机酸能促进畜禽生长发育和肠道健康，因此将该菌株添加至动物饲料中，能有效地提高动物的生长。

11、提供上述的厌氧发酵纤维素底物的菌株在制备促进动物的肠道连接紧密蛋白水平试剂中的应用。

12、提供上述的厌氧发酵纤维素底物的菌株在制备促进炎症因子的表达试剂中的应用。

13、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

14、本发明从猪肠道分离培养后经常规稀释平板法分离得到具有高效发酵纤维素功能的嘉义乳杆菌lacticaseibacillus chiayiensis sg.x-2菌株，该菌株具有提高动物的生产性能、增强动物的肠道连接紧密蛋白水平、以及促进炎症因子的表达的功能，能够用于动物机体中。

技术特征：

1.一种厌氧发酵纤维素底物的菌株，其特征在于：所述菌株为嘉义乳杆菌lacticaseibacillus chiayiensis sg.x-2菌株，所述菌株已保藏于广东省微生物菌种保藏中心，保藏号为gdmcc no.62423，保藏日期为2022年4月26日。

2.根据权利要求1所述的厌氧发酵纤维素底物的菌株，其特征在于，所述菌株生理生化特征如下：在普通培养基上培养后观察，其单菌落为乳白色、不透明，表面粗糙有褶皱，为革兰氏阳性短小杆菌。

3.根据权利要求2所述的厌氧发酵纤维素底物的菌株，其特征在于，所述培养基为：酪蛋白酶消化物、牛肉膏粉、酵母膏粉、柠檬酸三铵、乙酸钠、硫酸镁、硫酸锰、磷酸二氢钾、葡萄糖、吐温-80、琼脂，定容到1000ml；所述培养基的ph为5～6.5。

4.根据权利要求3所述的厌氧发酵纤维素底物的菌株，其特征在于，所述培养基的含量如下：酪蛋白酶消化物10.0g、牛肉膏粉10.0g、酵母膏粉4.0g、柠檬酸三铵2.0g、乙酸钠5.0g、硫酸镁0.2g、硫酸锰0.05g、磷酸二氢钾2.0g、葡萄糖20.0g、吐温-80 1.0g、琼脂15g，定容到1000ml；所述培养基的ph为5.7。

5.根据权利要求1所述的厌氧发酵纤维素底物的菌株，其特征在于，以纤维素类为饲料原料底物，发酵48h后ph降低到4.1左右，乳酸产量高达33.55mg/ml，纤维素酶达到36.25u/g，纤维素降解率高达82％。

6.一种权利要求1～5任一项所述的厌氧发酵纤维素底物的菌株在制备动物饲料中的应用。

7.一种权利要求1～5任一项所述的厌氧发酵纤维素底物的菌株在制备促进动物的肠道连接紧密蛋白水平试剂中的应用。

8.一种权利要求1～5任一项所述的厌氧发酵纤维素底物的菌株在制备促进炎症因子的表达试剂中的应用。

技术总结
本发明涉及微生物技术领域，特别是涉及一种厌氧发酵纤维素底物的菌株及其应用。所述菌株为嘉义乳杆菌Lacticaseibacillus chiayiensis SG.X‑2菌株，所述菌株已保藏于广东省微生物菌种保藏中心，保藏号为GDMCC NO.62423，保藏日期为2022年4月26日。本发明还公开了该菌株在畜禽养殖中的应用，本发明该菌株可以提高纤维类非常规饲料的营养价值，改善畜禽的生长性能以及增强肠道屏障功能。

技术研发人员：束刚,朱灿俊,王雨君,朱云龙,彭啸峰,李耿辉,曾宇贤,江青艳
受保护的技术使用者：华南农业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15