本发明涉及棉酚脱毒,具体而言,涉及一种戊糖乳植物杆菌及其在棉酚脱毒中的应用。
背景技术:
1、由于棉籽粕中含有大量的棉酚,其主要用于反刍动物的饲料中作为能量和蛋白质的来源。棉酚是一种天然的酚类化合物,以fg(游离棉酚)和结合棉酚形式存在于棉花的根、茎、叶和种子中。过量摄入fg会引起动物贫血,损伤繁殖功能,器官和肠道健康(zhuo等,2023;zhang等,2024)。由于结合棉酚在消化道中的吸收有限,因此表现出无毒特性,而结合棉酚可能在动物消化过程中会水解以fg的形式释放,进而被动物吸收,产生毒副作用(kadam等,2021)。
2、目前,棉酚脱毒分为化学法、溶剂浸出法、物理法和生物法。化学法通过添加硫酸亚铁、尿素、碱等化学试剂,使fg转化为结合棉酚或发生变性。然而,该方法伴随废水、废气污染,且化学试剂残留易导致棉籽粕营养成分损失。溶剂浸出法虽脱毒效果较好,但存在溶剂回收与再利用成本高、环境污染风险大等问题;物理法利用高温高压促使棉酚与蛋白质结合形成结合棉酚实现脱毒,但该过程易造成蛋白质和其他营养成分破坏,降低营养价值;此外,结合棉酚经动物消化后会转变为fg;相比之下,生物法(微生物脱毒法)利用微生物降解有毒物质的特性,在降解水体、土壤及饲料污染物方面已得到广泛应用,其在棉酚脱毒领域展现出良好潜力。
3、研究发现,热带假丝酵母(candida tropicalis)、黑曲霉(aspergillus niger)、植物乳杆菌(lactobacillus plantarum)、枯草芽孢杆菌(bacillus subtilis)等微生物以及生物酶(漆酶)可以有效降低fg含量(suntara等,2020;tang等,2012;yusuf等,2022)。但真菌和枯草芽孢杆菌发酵脱毒需要氧气,增加了劳动力成本,同时部分菌株会产生霉菌毒素,禁止在饲料生产中使用。因此,目前可在生产中大规模应用的菌种资源较少。
4、鉴于此,特提出本发明。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种戊糖乳植物杆菌及其在棉酚脱毒中的应用以解决上述技术问题。
2、本发明是这样实现的:
3、第一方面,本发明提供了一种戊糖乳植物杆菌(lactiplantibacilluspentosus),其保藏于中国.武汉.武汉大学,保藏编号为cctcc no:m20231547。
4、第二方面,本发明提供了一种戊糖乳植物杆菌的衍生物,衍生物是戊糖乳植物杆菌的培养物。
5、第三方面,本发明提供了一种戊糖乳植物杆菌的培养基,其包括戊糖乳植物杆菌或上述的衍生物。
6、第四方面,本发明提供了一种组合物,组合物包括戊糖乳植物杆菌或上述的衍生物。
7、第五方面,本发明提供了戊糖乳植物杆菌、衍生物、培养基或上述组合物在棉酚脱毒中的应用。
8、第六方面,本发明提供了一种棉酚脱毒的方法,其包括如下步骤:将待棉酚脱毒的样本与上述的戊糖乳植物杆菌、上述的衍生物、上述的培养基或上述的组合物混合发酵。
9、本发明具有以下有益效果:
10、本发明从棉田腐殖土壤筛选棉酚脱毒菌株,多次划板培养后获得单一菌株,然后通过提高培养基中醋酸棉酚溶液含量进行菌株的复筛,确定获得了一株高效棉酚脱毒菌株,经过测试,本发明提供的菌株对游离棉酚的脱毒率高,可以厌氧、兼性厌氧或有氧发酵。采用本发明提供的菌株不仅可以规避化学法存在的试剂残留问题,还可以规避溶剂浸提法存在的溶剂回收成本高和回收不当导致的环境污染问题,还可以规避物理法导致的营养价值丢失问题。
11、通过分子生物学鉴定,该菌株为戊糖乳植物杆菌(lactiplantibacilluspentosus,l.pentosus),命名为yl10。除了甘露醇不能利用,本发明提供的菌株可以利用棉子糖、纤维二糖、蔗糖等多种碳源和氮源。生物学特性结果表明,菌株l.pentosus yll0不溶血,对多种抗生素均敏感,且肠液和胆盐耐受性高,可以提高细胞活力,抑制金黄色葡萄球菌、沙门氏菌和大肠杆菌的生长。因此,本发明提供的菌株安全性高,可用于饲料发酵。
1.一种戊糖乳植物杆菌(lactiplantibacillus pentosus),其特征在于,其保藏于中国典型培养物保藏中心,保藏编号为cctcc no:m20231547。
2.一种戊糖乳植物杆菌的衍生物,其特征在于,所述衍生物是权利要求1所述的戊糖乳植物杆菌的培养物。
3.一种戊糖乳植物杆菌的培养基,其特征在于,其包括权利要求1所述的戊糖乳植物杆菌或权利要求2所述的衍生物。
4.一种组合物,其特征在于,所述组合物包括权利要求1所述的戊糖乳植物杆菌或权利要求2所述的衍生物;
5.如权利要求1所述的戊糖乳植物杆菌、权利要求2所述的衍生物、权利要求3所述的培养基或权利要求4所述的组合物在棉酚脱毒中的应用。
6.根据权利要求5所述的应用,其特征在于,进行所述棉酚脱毒时,将所述戊糖乳植物杆菌、所述衍生物或所述培养基与待脱毒的棉籽粕混合发酵,所述发酵条件为:控制发酵液的含水量为40-60%,戊糖乳植物杆菌的接种量为4-12%、发酵时间至少为7d;
7.一种棉酚脱毒的方法,其特征在于,其包括如下步骤:将待棉酚脱毒的样本与权利要求1所述的戊糖乳植物杆菌、权利要求2所述的衍生物、权利要求3所述的培养基或权利要求4所述的组合物混合发酵。
8.根据权利要求7所述的棉酚脱毒的方法,其特征在于,所述待棉酚脱毒的样本选自棉籽粕;
9.根据权利要求8所述的棉酚脱毒的方法,其特征在于,所述发酵是厌氧、兼性厌氧或有氧发酵;
10.根据权利要求8所述的棉酚脱毒的方法,其特征在于,所述发酵的培养基为mrs培养基,发酵温度为37℃±0.5℃。