一株3-羟基丙醛高产菌株及其在防治哺乳动物口腔感染中的应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种微生物及其组合物，特别是涉及一种用于防治哺乳动物口腔感染 的微生物及其组合物。
【背景技术】
[0002] 益生菌素3-羟基丙醛（3-HPA)，CAS:2134-29-4,分子式C3H6O2，可溶于乙醇、乙 醚、丙酮，极易溶于水，易聚合，属于羟醛类化合物，性质比较活泼，无异味。益生菌素3-羟 基丙醛在水溶液中主要呈现3-羟基丙醛单体、水合物和环化二聚体三种状态。3-羟基丙醛 具有醛基和羟基，易发生羟基和醛基相关的反应，容易缩合。
[0003] 益生菌素3-羟基丙醛可由定殖于人及动物肠道内的细菌代谢甘油产生，其在生 物灭菌剂、抗感染治疗剂、生物交联剂、新型生物材料的前体等方面有着广泛的潜在用途。
[0004] 罗伊氏素的主要成分是3-羟基丙醛的单体、水合物和环化二聚体。研究表明， 15-30yg/ml的罗伊氏素就能抑制革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌、酵母、真菌和病原虫等的 生长。由于罗伊氏素既具广谱抗菌特性，又对人和动物无害，其用途正逐步被广泛开发，如 作为生物防腐剂，用于延长香肠、冷冻食品等的货价期；作为生物灭菌剂，用于不能高温灭 菌的食品牛奶、生物材料的灭菌；作为口香糖添加剂，用于杀死口腔病原菌预防龋齿；作为 抗感染治疗剂，替代抗生素用于动物病原虫引发疾病的治疗。
[0005] 益生菌素3-羟基丙醛单体是一个三碳的醇醛类化合物，可以和蛋白质中的胺基 反应形成交联。在酸性条件下，三个益生菌素3-羟基丙醛单体形成乙缩醛，可与自由胺基 进行双醛基交联反应；而在碱性条件下，可能发生类似于甲醛的单醛基交联反应。因此可以 作为新型交联剂，交联后生物组织的变性温度、交联指数、抗酶解能力和机械性能等与戊二 醛（glutaraldehyde)交联的生物组织相当，但其细胞毒性更低。因此可以取代化学合成的 戊二醛和环氧化合物作为新型的生物交联剂，从而克服化学交联剂处理生物组织所遇到的 组织硬化、钙化、细胞毒性过高及免疫反应过强等问题。
[0006] 此外，益生菌素3-羟基丙醛还可作为多种新兴化学品如丙烯醛、丙烯酸、1，3-丙 二醇等的前体，用于制备新型聚合物材料。
[0007] 口中细菌或真菌膜的形成经常引起障碍，例如牙齿腐蚀、脓溢以及牙周和牙龈感 染。特别的是，通常细菌或真菌膜的形成在植入术、义齿保持和老年牙病患者中非常普遍。 口腔的感染从因牙菌斑细菌对硬牙齿组织的损伤引起的離病（cariesdevelopment)到因 有机物的细菌代谢降解产生挥发性硫化合物（VSC)而引起的口臭，到牙龈炎，因牙菌斑造 成牙龈（即，牙龈组织）的发炎，牙龈炎可以发展成牙周炎，牙周炎是一类牙周的炎症疾病。 未受治疗的牙周感染可以导致牙槽骨的进行性损伤，导致牙齿脱落。此外，口腔健康可以标 示全身健康，治疗口腔感染可以有助于减轻全身疾病。
[0008] 目前预防性和治疗性地治疗口腔组织感染包括刷牙、用牙线、局部氟化物、洗牙和 根面平整术、抗菌漱口水，诸如用过氧化物、抗菌剂，以及在严重情形下，手术切除受感染组 织。常用的抗菌药物在临床上取得了一定的治疗作用，但也存在诸多的副作用，可引起肠胃 道功能障碍、白细胞、血小板降低及转氨酶升高等。
【发明内容】
[0009] 本发明要解决的技术问题是提供一种生长周期短、益生菌素产量高的罗伊氏乳杆 菌，及其在防治哺乳动物口腔感染中的应用。
[0010] 本发明一株3-羟基丙醛（益生菌素）高产菌株，其特征在于：其为罗伊氏乳杆 菌（Lactobacillusreuteri)RS01，保藏在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中 心，地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所，保藏号为CGMCC No. 9971，保藏日期为2014年11月14日。
[0011] 进一步，本发明的3-羟基丙醛高产菌株，所述罗伊氏乳杆菌RSOl的细胞壁染色呈 革兰氏阳性，无芽孢，菌体呈现短棒状，分布为单个或呈连接状。
[0012] 进一步，本发明的3-羟基丙醛高产菌株，所述罗伊氏乳杆菌RSOl菌体长I. 5-3um、 宽 0. 6-0. 9um。
[0013] 进一步，本发明的3-羟基丙醛高产菌株，所述罗伊氏乳杆菌RSOl的菌落光滑细 腻，边缘整齐，菌落大小均匀一致，乳白色、湿润、不透明。
[0014] 本发明一种利用罗伊氏乳杆菌RSOl生产3-羟基丙醛的方法，包括以下步骤：
[0015] -、制备培养基：蛋白胨l〇g、牛肉膏l〇g、葡萄糖20g、酵母浸膏5g、吐温801ml、磷 酸氢二钾2g、柠檬酸三铵2g、乙酸钠5g、硫酸镁0. 5g、硫酸锰0. 2g、L-半胱氨酸0. 5g、硫乙 醇酸钠〇? 05g、VB12O. 005g、甘油3. 68g加水定容至1L，调节pH值为6. 8 ;
[0016] 二、将上述罗伊氏乳杆菌RSOl接入步骤一中制备的培养基中，37°C、溶氧量为0的 条件下，厌氧发酵5h;
[0017] 三、分离：第一次分离采用板框分离，收集菌体快速而且不易造成菌体死亡；然后 将分离的菌体接入新的培养基中，在37°C、溶氧量为0的条件下，培养4h;第二次分离采用 高速管式离心机，可以使目的产物与菌体有效分离；
[0018] 四、合并两次分离得到的发酵液。
[0019] 本发明中对上述菌种采用了同一菌种两次发酵的方法，得到高浓度的3-HPA。
[0020] 本发明一种3-羟基丙醛高产菌株在防治哺乳动物口腔感染中的应用，其特征在 于：用于制备各种预防和治疗口腔感染的药物。
[0021] 本发明一株益生菌素高产菌株及其在防治哺乳动物口腔感染中的应用与现有技 术不同之处在于：
[0022] 1、易于培养：本发明采用了厌氧发酵，控制发酵过程中的氧气浓度；即可通过两 次发酵转化3-HPA，到高浓度的3-HPA。
[0023] 2、产量高：本发明中的罗伊氏乳杆菌RSOl经过诱变筛选后，菌种生长周期缩短一 半，目标产物（3-HPA)产量由原本几乎为0提升至2. 5-2.8g/L。
[0024] 3、节能：本发明中的罗伊氏乳杆菌RSOl经过诱变筛选后，由于生长周期的缩短一 半以上，从而大大降低了生产成本，节约了水、电、汽等能源。
[0025] 4、安全、无毒副作用：采用本发明的罗伊氏乳杆菌RSOl的发酵液对SD系大鼠进行 灌胃验证且无毒副作用。
[0026] 5、抗菌谱广：本发明的益生菌素高产菌株代谢产物对常见口腔真菌感染炎均有很 好的治疗效果，证明其具有广谱的抗菌作用，可用于预防或治疗哺乳动物的口腔感染。
【附图说明】
[0027]图1为本发明罗伊氏乳杆菌RSOl的镜检图；
[0028] 图2为本发明罗伊氏乳杆菌RSOl的菌落图；
[0029] 图3为本发明罗伊氏乳杆菌RSOl的抑白色念珠菌图；
[0030] 图4为本发明罗伊氏乳杆菌RSOl的抑金黄色葡萄球菌图；
[0031] 图5为本发明罗伊氏乳杆菌RSOl的抑大肠杆菌图。
【具体实施方式】
[0032] 结合以下实施例与验证试验对本发明的一株益生菌素高产菌株及其在防治哺乳 动物口腔感染中的应用作进一步的说明。
[0033] 本发明的罗伊氏乳杆菌RSOl为太空诱变筛选出的正向突变菌株。在高能粒子 辐射、微重力、交变磁场的条件下，罗伊氏乳杆菌发生多种具有不同程度代谢产生3-羟基 丙醛能力的菌株，通过对致病菌群进行不同梯度的杀菌试验，筛选获得60min内杀菌率在 90%以上的菌株，即本发明中的益生菌素（3-羟基丙醛）高产菌株。
[0034] 图1为本发明罗伊氏乳杆菌RSOl的镜检图；图2为本发明罗伊氏乳杆菌RSOl的 菌落图。
[0035]实施例1
[0036] 本发明中益生菌素高产菌株的生产3-羟基丙醛的方法，按以下步骤进行：
[0037] -、制