枯草芽孢杆菌发酵条件优化及在刺参养殖中的应用研究

作     者：董春光 

作者单位：上海海洋大学 

学位级别：硕士

导师姓名：杨爱国

授予年度：2014年

学科分类：090801[农学-水产养殖] 0908[农学-水产] 09[农学] 

主      题：枯草芽孢杆菌 刺参 发酵优化 特定生长率 酶活性 肠道菌群 

摘      要：刺参（Apostichopus japonicus）具有极高的营养和药用价值，被誉为海产八珍之首，是我国北方最具有经济价值的水产养殖品种之一。近年来，工厂化养殖发展迅速，但病害问题日趋严重，极大地影响了刺参养殖的经济效益。在刺参养殖中使用抗生素的现象屡见不鲜，抗生素在一定程度上能够抑制刺参病害的发生，但大量使用带来的负面效应也是不容忽视的。近年来，在饲料或养殖水体中添加益生菌代替抗生素已成为健康养殖新的研究方向。枯草芽孢杆菌（Bacillussubtilis）是一种在水产养殖中应用比较广泛的益生菌，其益生作用包括：净化水质，分泌外源性消化酶促进机体对营养物质的消化吸收，提高机体非特异性免疫酶活性，以及改善动物肠道微生态环境等。本文对枯草芽孢杆菌YSFRI-403的培养基配方及发酵条件进行了优化并对其在刺参养殖中的应用效果进行了研究。 一、枯草芽孢杆菌YSFRI-403培养基配方及发酵条件的优化 通过摇瓶单因子试验和多因素正交试验对枯草芽孢杆菌YSFRI403进行发酵优化，确定了最佳的发酵培养基的配方：玉米粉10g/L，马铃薯淀粉10g/L，豆粕粉15g/L，Na2HPO43g/L，NaH2PO43g/L，30.8mg/kg MnSO40.5g/L。最佳发酵条件：培养温度为37℃、pH值7.5、转速为140rpm，接种量7%，装液量20%。经优化后活菌数显著提高，达到2.72×1011CFU/ml。 本研究中所用的发酵原料价格便宜易得，经济效益好，活菌数高，在工业发酵中应用性强。 二、枯草芽孢杆菌对刺参生长的益生作用及对养殖水质的影响 为研究枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）在刺参养殖中的益生作用，运用生化方法分析了不同浓度枯草芽孢杆菌制剂对养殖水质、刺参的生长、消化酶活性、非特异性免疫酶活性以及肠道就群的影响。实验结果表明，与对照组相比，添加枯草芽孢杆菌制剂，能够显著降低养殖水体中的硝酸盐和亚硝酸盐，去除率最高可达42.28%和22.33%，对水体中氨氮和化学需氧量含量影响不显著;试验组刺参特定生长率显著提高，枯草芽孢杆菌添加量为6ppm时，SGR提高40.74%;添加量为6ppm时淀粉酶提高30.27%，添加量为5ppm时，蛋白酶活性提高53.93%，达到显著水平差异，但脂肪酶活性无显著提高;非特异性免疫酶（过氧化物酶、碱性磷酸酶、溶菌酶、超氧化物歧化酶）活性均显著高于对照组，枯草芽孢杆菌添加6ppm效果最好，分别提高135%、27%、396%、192%;养殖水体中添加枯草芽孢杆菌还能够影响刺参肠道菌群的数量变化，随着枯草芽孢杆菌添加量的增加，刺参肠道中枯草芽孢杆菌数量显著升高（P0.05），而异养菌数量显著降低（P0.05），添加量为6~9ppm时，效果最好。本研究表明，添加适当的枯草芽孢杆菌能够有效改善刺参养殖水体水质，提高机体消化酶和非特异性免疫酶活性，从而促进刺参生长，为枯草芽孢杆菌在刺参生态养殖中的应用提供了一定的基础科学依据。