香猪源性降胆固醇、耐氧的双歧杆菌筛选及高密度发酵

当今心脑血管疾病已经严重危害到人体健康，而诱发心脑血管疾病的主要原因是血清中胆固醇的含量过高。而双歧杆菌中有很多种可降低体内胆固醇含量，且双歧杆菌是人体中最有益的菌群。但是国内尚无具有自主知识产权的双歧杆菌菌种。基于此，本项目拟从优良的具有自主知识产权的降胆固醇的双歧杆菌的应用前景和解决双歧杆菌产业化所存在的一些关键性的基本问题出发，首先利用发酵床养殖贵州特色资源香猪以构建香猪源性双歧杆菌筛选源，筛选出高效降胆固醇的菌株，并对所筛的菌株进行菌种鉴定和性能评价，接着对其进行耐氧驯化，然后对所筛选到的耐氧驯化的降胆固醇菌株进行高密度发酵等几个方面进行研究。通过本项目研究，至少获得1株新的性能优良的降胆固醇、耐氧的双歧杆菌，对胆固醇的降低率达30%以上；经高密度发酵后，细胞浓度达10亿CFU/mL；同时也可以丰富微生物筛选和高密度发酵的有关理论与实践。

心脑血管疾病已经严重危害到人体健康，而诱发心脑血管疾病的主要原因是血清中胆固醇的含量过高。因此，有必要筛选降胆固醇双歧杆菌并对其进行性能评价，耐氧驯化和培养优化。. 首先，为了测定双歧杆菌体外降胆固醇能力，分别采用邻苯二甲醛法（OPA）与高效液相色谱法测定培养基中胆固醇，对两种方法的线性、精密度和加标回收率进行了对比。整体比较，两种方法均可用于测定双歧杆菌的降胆固醇能力，不过邻苯二甲醛法更适合降胆固醇双歧杆菌的初筛检测。.第二，以贵州特色资源香猪为筛选源，采用MUP-MRS、PTYG-X、OPA法和性能评价，最终得到两株降胆固醇能力高且对酸及胆盐耐受性好的目标菌株BZ11和BZ25，其胆固醇去除率超过30%，经形态学及16SrRNA鉴定皆为动物双歧杆菌乳亚种。. 接着，考察了BZ11和BZ25对结肠癌腺细胞Caco-2 的黏附性能，耐药性，急性毒性等生理性能。结果表明：两株菌可作为益生菌制剂和功能性乳制品的潜在菌株。. 然后，为了提高动物双歧杆菌乳亚种BZ11对有氧环境的耐受性，采用逐渐增加培养基中的氧分压和有氧、厌氧条件下交替培养两种方案对其进行了耐氧驯化。经最优方案驯化后的菌株在有氧条件下培养20 h后，活菌数可达到6.30×108 CFU/mL，是初始菌株的2.24倍。通过鉴定得出，动物双歧杆菌乳亚种BZ11在耐氧驯化前后保持了相似的形态及生理生化特征。. 为了提高动物双歧杆菌乳亚种BZ11在进行液体培养时的活菌数，先后采用了PB试验设计、快速登高以及Box-Behnken响应面设计确定出培养基中的关键因素并进行了优化。菌株经优化后的培养基在二氧化碳培养箱中密闭培养48 h后，其活菌数高于1011 CFU/mL，与优化前相比提高了一个数量级，且其降胆固醇能力提高了8.26%。. 为了实现动物双歧杆菌乳亚种BZ11耐氧驯化后菌株的高密度发酵，采用了含有胡萝卜汁和卷心菜汁的优化的培养基在5L发酵罐分别进行了不同方式的分批培养和分批补料培养，通过对培养过程中菌株得生长情况进行对比分析得出重复分批培养后取得更好的效果，菌株经此方式在空气环境中培养39.5 h后活菌数达到了2.57×109 CFU/mL达到了将其进行食品或医药添加所需的活菌数超过107 CFU/mL的要求。