酵母富集微量元素锌的研究

   日期:2019-09-19     来源:互联网    作者:admin    浏览:6    评论:0    
核心提示:摘要:酵母能够将无机态微量元素锌转化为有机态的微量元素。采用富集培养方法,从22株酵母菌株筛选出2株富集高含量锌的菌株,并


摘要:酵母能够将无机态微量元素锌转化为有机态的微量元素。采用富集培养方法,从22株酵母菌株筛选出2株富集高含量锌的菌株,并对酵母菌在不同锌离子浓度条件下最适生长条件、pH、含锌化合物的筛选进行研究。结果表明,锌含量为4000~5000mg/kg,适宜的含锌化合物为硫酸锌,锌离子添加浓度为60~120mg/kg。
关键词酵母;富集;锌
中图分类号S816.7
锌是动物必需的微量元素,在体内参与3大营养物质的代谢,其缺乏会引发动物的生长不良等症状。目前,我国在饲料添加的含锌化合物主要为硫酸锌、氧化锌等无机态化合物,这种形态含锌化合物在饲料中添加具有一定的缺点,一是动物吸收率低;二是与饲料中维生素等微量组分配伍性差,使维生素的稳定性和生物活性受到影响;三是硫酸锌常含有多个结晶水,易使预混料及配合饲料吸湿结块,这样会进一步导致饲料发霉以及营养成分的损失。
近十多年来,用酵母富集微量元素的研究已经成为热点,其不仅可以作为补充微量元素的饲料添加剂使用,而且可以在人的食品中作为添加剂使用,此外,酵母本身还可提供数量较多的蛋白质、小肽、氨基酸以及大量的B族维生素、消化酶类及其它的生物活性物质,酵母细胞壁还含有大量的甘露寡糖,其具有调节消化道的微生态环境、促进动物健康、提高机体免疫力等作用。酵母细胞内的微量元素具有很好的稳定性,这样可使饲料中微量元素之间配伍性好,无颉颃作用,并且与其它营养物质之间也具有很好的配伍性,不影响其它微量组分的稳定性和生物学价值。为此,我们进行了酵母富集微量元素锌的研究。
1材料与方法
1.1菌种
22株酵母菌由吉林农业大学预防兽医学教研室提供。
1.2培养基
1.2.1琼脂斜面培养基固体培养基(葡萄糖20g,MgS04·7H2O5g,K2HpO41g,KH2pO41g,蛋白胨l0g,琼脂粉20g,H2O1000m1)。
1.2.2琼脂平板培养基固体培养基(含有一定锌离子浓度)。
1.2.3摇瓶种子培养基富集培养基,液体培养基(葡萄糖20g,MgSO4·7H2O5g,K2HpO41g,KH2pO41g,蛋白胨l0g,琼脂粉20g,H2O1000ml,含有一定锌离子浓度)。
1.3菌种的筛选
1.3.1菌种的复苏、纯化将22株菌种分别编号为l至22号,在无菌条件下进行复苏和纯化。
1.3.2菌种平板初筛选法将斜面培养基上生长的22株菌种,分别划线接种在富锌琼脂平板培养基上,其中锌离子浓度为60mg/kg,30℃培养48h,挑选出在平板培养基上耐锌离子的8株菌种。
1.4菌种的富集培养方法
1.4.1初筛菌种的富集培养将初筛得到的耐锌酵母菌种,用接种环挑取后分别接种在富锌琼脂斜面上,30℃培养24h。其中ZnSO4浓度为60mg/kg,测定其菌体的锌含量,选择高富集菌株。
1.4.2摇瓶富集培养方法在无菌状态下,将斜面培养基上生长24h的8株耐锌菌种接种在装有种子培养基的三角瓶内,在旋转摇床上30℃培养24h。旋转摇床的振荡幅度以12cm、速度200r/min为最佳。然后,再按1/10接种量转接在摇瓶富集培养基上,培养条件同种子培养基。培养48h后收获菌液,离心5min(3000r/min),收获菌体,生理盐水洗涤3次,将菌体在65-70℃条件下烘干,以菌体重量达到恒重为准。经3次重复培养测定其锌含量及菌体干重,取3次结果的平均值。
1.5测定方法
菌体干重采用重量测定法

,待测样品经处理后,采用原子吸收分光光度计测定锌的含量。
2结果
2.1富锌菌种的筛选结果
利用琼脂平板法从实验室保存的22株酵母菌中挑选出8株对锌离子耐受力强的菌株,将这些菌株通过摇瓶进行复筛,重复3次,结果见表1。
表18株酵母菌富锌能力比较
菌株菌体产率(mg/ml)锌(mg/g)
12.7564.560
62.6701.190
72.6410.845
92.5403.345
112.5312.461
152.7154.540
172.6073.672
182.6811.336
从表1可以看出:8株酵母菌中1号、15号菌体产率和锌含量较高。所以,本试验选用1号菌和15号菌继续进行驯化,以诱导酵母菌高富集锌。
2.2添加锌对酵母菌体富集锌的影响
2.2.1不同锌盐对酵母菌体富集锌的影响利用摇瓶种子培养基,加入8种不同的无机锌盐作为锌源,其中锌离子浓度为60mg/kg,经摇瓶富集培养48h后,离心5min(3000r/min),分离菌体,经生理盐水洗涤3次后,65-70℃烘干,称重,用原子吸收分光光度计测定锌含量,结果见表2。
表2不同锌盐对酵母菌体富集锌的影响
锌盐种类添加浓度(mg/kg)菌体于重(mg/kg)锌含量(mg/kg)
1号菌15号菌1号菌15号菌
ZnCl2603.0222.5923.6563.043
ZnO601.4341.9192.2662.361
Zn(N03)2602.4452.8273.5653.204
ZnS04·7H20602.9522.8484.7474.165
ck02.6232.8310.1280.119
从表2可以看出:用1号菌株和15号菌株富集锌,可以采用不同形式的锌盐,综合菌体产率及锌含量2个因素,以硫酸锌作为锌源富集效果最好。
2.2.2不同锌离子浓度对菌体富集锌的影响在成分相同的液体培养基中,分别添加不同浓度的锌离子溶液(锌离子浓度范围为30-150mg/kg),进行摇瓶富集培养,30℃培养48h,离心分离菌体烘干后,测量菌体干重及锌含量,结果见表3。
表3不同浓度的锌离子对酵母菌体富集锌的影响
添加离子离子浓度(mg/kg)菌体于重(mg/kg)锌含量(mg/kg)
1号菌15号菌1号菌15号菌
Zn2+302.2752.3492.0572.217
602.3192.3754.4123.832
902.3942.3944.8934.263
1202.3832.3985.3875.351
1502.3242.3425.0864.424
从表3可以看出:1号菌在锌离子浓度为120-150mg/kg时,其菌体产率及锌含量较高,低于这个浓度,其菌体产率及锌富集能力下降;15号菌在锌离子为120-150mg/kgi~寸,其菌体产率及锌含量较高,低于这个浓度,其菌体产率及锌富集能力也下降。1号菌和15号菌在锌离子浓度分别为120mg/kg和150mg/kg时,富集锌量分别为5086-5387mg/kg
和4424-535lmg/kg。
3结论
本试验酵母富集的微量元素的化合物来源为硫酸盐,因硫酸盐的水溶性较好,能够充分溶解,通过对比试验,综合菌体产率及锌含量等因素,以硫酸锌效果最好。但本试验对锌盐的筛选种类还较少,是否还有更合适的无机盐形式,有待于进一步研究;通过试验我们选取了可高效富集锌的1号和15号酵母菌,最适宜的含锌无机盐是硫酸盐,添加锌离子的适宜浓度为120-150mg/kg;本试验采用的酵母菌富集微量元素锌的方法,经原子吸收分光光度计测定,所富集的锌含量为4400—5300mg/kg。

 
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