丁酸梭菌与乳酸菌的区别
丁酸梭菌又名丁酸菌、酪酸梭菌,是 1933 年 由日本千叶医科大学宫入近治博士首先发现并报告的,因此又 名宫入菌,细菌学分类属于梭菌属,是从健康人和动物肠道中分离出的一种厌氧型革兰氏阳性芽孢杆菌,能在动物肠道内定植,并产生以丁酸和乳酸等短链脂肪酸为主要益生产物的益生菌。
生物学特性:
1.丁酸梭菌是严格厌氧的芽孢菌。
2.丁酸梭菌的主要代谢产物为丁酸、乙酸。
3.丁酸梭菌产多种酶:淀粉酶、蛋白酶、脂酶、纤维酶、半纤维酶等。
4.丁酸梭菌能合成泛酸、烟酸、叶酸、维生素B1、吡哆、醇、核黄素等维生素类化合物。
5.丁酸梭菌能产生丁酸梭菌素。
五大作用:
1.促进肠道有益菌群(双歧杆菌,乳酸杆菌)的增殖和发育,抑制肠道内有害菌和腐败
2.菌的生长、繁殖,纠正肠道菌群紊乱,减少肠毒素的发生。
3. 在肠道内能产生B族维生素、维生素K、淀粉酶等物质,对人体具有保健作用。
4. 丁酸梭菌的主要代谢产物丁酸是肠道上皮组织细胞的再生和修复主要营养物质。
5. 丁酸梭菌是厌氧芽胞杆菌,稳定性好,在人体内不受胃酸、胆汁酸等影响。
乳酸菌(lactic acidbacteria,LAB)是根据代谢能力划分的一类菌,是能利用可发酵碳水化合物产生大量乳酸的细菌的通称。乳酸菌包括多种分类上差距很大的细菌,比如乳酸杆菌、双歧杆菌、粪肠球菌、乳酸球菌、链球菌、片球菌等等。
乳酸菌可以分解糖类产生乳酸,无芽孢,革兰氏阳性,厌氧或兼性厌氧生长,稳定性较低,耐酸,在pH3.0~4.5时仍可生长,适应于胃肠的酸性环境。
1、乳酸菌是鱼肠道中的正常菌群,能在鱼肠道中定植,阻止和 抑制有害物质,增强抗感染能力。
2、乳酸杆菌能合成动物所需要的多种维生素, 如B1、B2、B6、B12、烟酸、泛酸、叶酸等。
3、乳酸菌在动物体内通过拮抗降低 pH,阻止和防止致病菌的侵入和定植,维持肠道内的生态平衡
4、降解动物体内亚硝酸胺、氨、粪臭素等有害物质
5、活菌体和其代谢产物中含有较高的超氧化物歧化酶(SOD),能消除氧自由基的不利作用,增强体液免疫和细胞免疫,增强机体调节活性,促进生长。
区别:
乳酸菌
1、没有芽孢对环境抗性差
2、产生乳酸,
3、产生多种维生素,不产生维生素K
丁酸梭菌
1、有芽孢对环境抗性好
2、产生丁酸,可修复肠上皮细胞及抗肿瘤的作用
3、产生多种维生素,产生维生素K
4、可促进乳酸菌生长
本菌虽属厌氧性细菌,但对厌氧程度的要求并不太严,甚至在EH=200-250mv的环境内也能生长。
在普通培养基上能生长,若加葡萄糖,血液,则生长更好。生长适宜温度为37-47℃,多认为43-47℃为最宜本菌生长和繁殖速度极快,在适宜条件下增代时间仅8min,可利用高温快速培养法,对本菌进行选择分离,如在45℃下,每培养3-4小时传种1次,即可较易获得纯培养,在深层葡萄糖琼脂中大量产气,致使琼脂破碎。
在庖肉培养基中培养数小时即可见到生长,产生大量气体,肉渣或肉块变为略带粉色,但不被消化。
在普通琼脂平板上培养15小时左右可见到菌落,培养24小时菌落直径2~4mm,圆形、凸起、光滑、半透明、边缘整齐、无迁徙生长现象。
在血平板上,多数菌株有双层溶血环,内环完全溶血,是由于θ毒素的作用;外环不完全溶血则是由α毒素所致。
在牛奶培养基中能分解乳糖产酸,使酪蛋白凝固,同时产生大量气体,将凝固的酪蛋白冲成蜂窝状,并将液面上的凡士林层向上推挤,甚至冲开管口棉塞,气势凶猛,称为“汹涌发酵”(stormy fermentation),是此菌的特征。 所有型菌株均能发酵葡萄糖、麦芽糖、乳糖和蔗糖,产酸产气。不发酵甘露醇或水杨苷;液化明胶,产生H2S,不能消化已凝固的蛋白质和血清,吲哚阴性。主要代谢产物为乙酸和丁酸,有时也形成丁醇。
分型
根据本菌产生外毒素种类之不同,可将产气夹膜梭菌分成A、B、C、D、E5个毒素型。5型中对人治病的主要是A型和C型,A型最常见,引起气性坏疽和胃肠炎型食物中毒;C型能引起坏死性肠炎。
所有型菌株均能发酵葡萄糖、麦芽糖、乳糖和蔗糖,产酸产气。不发酵甘露醇或水杨苷;液化明胶,产生H2S,不能消化已凝固的蛋白质和血清,吲哚阴性。主要代谢产物为乙酸和丁酸,有时也形成丁醇。
分型
根据本菌产生外毒素种类之不同,可将产气夹膜梭菌分成A、B、C、D、E5个毒素型。5型中对人致病的主要是A型和C型,A型最常见,引起气性坏疽和胃肠炎型食物中毒;C型能引起坏死性肠炎。
它虽属厌氧性细菌,但对厌氧程度的要求并不太严,甚至在EH=200-250mv的环境内也能生长。
在普通培养基上能生长,若加葡萄糖,血液,则生长更好。生长适宜温度为37-47℃,多认为43-47℃为最宜本菌生长和繁殖速度极快,在适宜条件下增代时间仅8min,可利用高温快速培养法,对本菌进行选择分离,如在45℃下,每培养3-4小时传种1次,即可较易获得纯培养,在深层葡萄糖琼脂中大量产气,致使琼脂破碎。
在庖肉培养基中培养数小时即可见到生长,产生大量气体,肉渣或肉块变为略带粉色,但不被消化。
在普通琼脂平板上培养15小时左右可见到菌落,培养24小时菌落直径2~4mm,圆形、凸起、光滑、半透明、边缘整齐、无迁徙生长现象。
在血平板上,多数菌株有双层溶血环,内环完全溶血,是由于θ毒素的作用;外环不完全溶血则是由α毒素所致。
在牛奶培养基中能分解乳糖产酸,是酪蛋白凝固,同时产生大量气体,将凝固的酪蛋白冲成蜂窝状,并将液面上的凡士林层向上推挤,甚至冲开管口棉塞,气势凶猛,称为“汹涌发酵”(stormy fermentation),是此菌的特征。
参考文献:
【临床微生物学与检验】(第四版)
希望对你有所帮助。
【产品性状】黄褐色色粉末
【产品特点】
1、丁酸梭菌是严格厌氧菌,能充分家禽动物的肠道主体厌氧环境。
2、丁酸梭菌的主要代谢产物生物丁酸,有机丁酸繁殖一代时间仅为15分钟,在肠道中定植存活长达72小时,是肠黏膜细胞的主要能量来源,具有修复肠道黏膜和黏膜通透性增加逆转的功能。对于预防和治疗肠炎、促进二次消化有着独特的作用,优势高于乳酸。
3、丁酸梭菌是芽孢杆菌,因而其能耐高温(80℃20分钟、90℃5分钟全部存活)。因此,可用于制造颗粒料。另外,丁酸梭菌不受胃酸、消化酶、胆汁酸等影响其生物作用,因此其作用效果更确切。
4、丁酸梭菌能和某些抗生素(如β-内酰胺类、氯霉素类(氟苯尼考)、多粘菌素类、氨基糖苷类、杆菌肽锌等)常用抗生素具有较强的耐受性,具有更广泛的利用空间与价值。
【产品功效】
1、丁酸梭菌能使糖类发酵形成大量丁酸、醋酸和乳酸等短链脂肪酸,降低肠道的pH值,防止病原菌及腐败菌在肠道内异常增殖,减少肠毒素,大幅度降低腹泻率。
2、能够提高血清中IgG含量,具有提高血清IgA含量的趋势,丁酸梭菌通过提高体液免疫水平、增强肠道黏膜的抵抗力以及抑制炎症等途径改善动物免疫功能,增强疾病抵抗力。
3、丁酸梭菌产生的淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶等能促进动物对多糖、蛋白质、脂肪的消化吸收;产生的果胶酶、纤维素酶、葡聚糖酶等能有效地降解饲料中的抗营养因子,提高饲料利用率。
4、在体内可以合成VB1、VB2、叶酸、烟酸、VK、VE等,为动物的生产过程提供必要的营养物质。
丁酸梭菌被全球誉为肠道保护第一“菌”因此丁酸梭菌具有更广泛的利用空间与价值。
作为饲料工厂功能性添加剂,可以替代部分抗生素(特别是防治腹泻的抗生素)及丁酸钠等化工合成药物。为企业降低饲料成本。
【产品功效】
禽:饲料中丁酸梭菌不仅能有效改善家禽的生长性能及维持家禽肠道微生物稳态,还能有效提升家禽产品的品质。在蛋鸡产蛋期间,连续使用丁酸梭菌一周后,鸡舍内粪便的臭味明显降低,软皮蛋减少;长期使用,能提高中后期的产蛋率,蛋壳颜色与质量均得到改善。在对肉仔鸡的研究结果指出,添加丁酸梭菌后可以通过改变肉鸡肠道菌群结构来影响肉鸡的脂肪沉积,最终实现改善肉鸡肌肉品质的目的。
猪:饲料中添加丁酸梭菌不仅能有效改善家畜的生长性能及维持家畜肠道微生物稳态,还能有效提升家畜产品的品质。母猪使用本品提高产仔率,减少种猪便秘对种猪结肠炎、胀气病有明显的预防和治疗作用;促进母猪产后发情,减少产前便秘,产仔有力,缩短产程,仔猪整齐度高,可预防小猪黄白痢,增加母猪营养,使母猪奶水充足。显著提高猪只生长性能、改善仔猪肠道菌群平衡,预防仔猪腹泻等消化道疾病。
反刍动物:
1、促进反刍,平衡瘤胃微生态,增强消化吸收功能,对预防瘤胃膨胀,积食,抑制腹泻,防止消化不良、促长增膘等作用。
2、抑制病原菌在动物消化道内繁殖,调节肠道微生态平衡,改善肠胃机能,增强免疫力。增强抗病能力,提高抗应激能力;提高瘦肉率和改善肉质,健胃增食,加速牛羊瘤胃微生物对精饲料的发酵、分解,促进应用吸收,提高饲料的消化率和吸收率,促进牛羊生长速度。
3、提高饲料利用效率:既能减少瘤胃蛋白质的降解,使过瘤胃蛋白质的数量得到增加,又可提高到达胃的氨基酸数量,减少细菌氮进入胃,同时还可影响碳水化合物的代谢,抑制瘤胃内乙酸的产量,提高丙酸的比例,保证给肉牛肉羊提供更多的有效能。
4、节省蛋白饲料,降低料肉比,显著提高肉牛肉羊增重。
水产动物:
1、大型养殖水体普遍存在溶氧不足,丁酸梭菌能够在底部厌氧繁殖,抑制细菌和寄生虫繁殖,分解池塘淤泥、残饵、粪便和动植物尸体等有机物,消除恶臭,使养殖池塘COD的含量降低30-50%,平衡养殖水体生态,改善各项水质指标。
2、本品能促进水产养殖动物肠道有益菌群的增殖和发育,抑制肠道内有害菌和腐败菌的生长、繁殖,纠正肠道菌群紊乱,减少水产动物肠炎、虾白便的发生,对对虾早期死亡综合征有显著效果;
3、本品在水产养殖动物肠道内能产生B 、K族维生素、淀粉酶、蛋白酶、糖苷酶等物质,增强水产养殖动物对脂肪和蛋白质的消化吸收,强化肝脏功能,促进水产养殖动物生长发育,明显减少对虾空肠空胃的发生;
4、修复肠道上皮组织,保护肝细胞。丁酸梭菌的代谢产物丁酸是肠道上皮组织细胞再生、修复必要的营养物质,本品能促进肠道上皮组织的修复,调节肝脏代谢功能,提高饲料利用率,增强体质,提高抗应激能力;
推荐使用方案
饲料生产企业添加可完美替代丁酸钠等化工合成类药物在饲料中的作用,降低饲料成本。
兽药企业单独使用或与抗生素、中药配合使用,增强药品疗效,提高市场竞争力。
饲料企业推荐用量
每吨饲料添加保健量:雏禽:本品100g,成禽50g仔猪100g育肥猪50g母猪100g反刍动物100g 水产动物100g;可压制颗粒。
动保企业配伍方案
治疗量:家禽、家畜本品100g混于300-400斤饲料,水产动物本品100g混于300斤饲料,治疗严重肠炎腹泻,使用二天效果明显,长期使用每50克可拌料1吨,在调整肠道的同时可不再使用脱霉剂。
注:在丁酸梭菌调节动物肠道的同时,添加本公司的倍斯味甜及奶香精后明显提高猪牛羊等动物的采食量,可用于猪牛羊出栏前增肥使用。
【注意事项】打开包装后应短期内用完,建议按推荐用量使用。
【贮存方法】本品是纯丁酸梭菌发酵菌粉,有独特的轻微酸臭味道,置于阴凉避光处保存。
【包装规格】20kg/袋【保 质 期】2年
乙酸的制备可以通过人工合成和细菌发酵两种方法。生物合成法,即利用细菌发酵,仅占整个世界产量的10%,但是仍然是生产乙酸,尤其是醋的最重要的方法,因为很多国家的食品安全法规规定食物中的醋必须是通过生物法制备,而发酵法又分为有氧发酵法和无氧发酵法。 在氧气充足的情况下,醋杆菌属细菌能够从含有酒精的食物中生产出乙酸。通常使用的是苹果酒或葡萄酒混合谷物、麦芽、米或马铃薯捣碎后发酵。由这些细菌发酵反应的化学方程式为:
C₂H5OH + O₂ →CH₃COOH + H₂O
具体做法是将醋菌属的细菌接种于稀释后的酒精溶液并保持一定温度,放置于一个通风的位置,在几个月内就能够经过发酵,最后生成醋。工业生产醋的方法通过提供充足的氧气使得反应过程加快,此方法已经被商业化生产采用,也被称为“快速方法”或“德国方法”,因为首次在德国1823年应用成功而因此得名。此方法中,发酵是在一个塞满了木屑或木炭的塔中进行。含有酒精的原料从塔的上方滴入,新鲜空气从下方自然进入或强制对流。强化的空气量使得此过程能够在几个星期内完成,大大缩短了制醋的时间。
Otto Hromatka和Heinrich Ebner在1949年首次提通过液态的细菌培养基制备醋。在此方法中,酒精在持续的搅拌中发酵为乙酸,空气通过气泡的形式被充入溶液。通过这个方法,含乙酸15%的醋能够在两至三天制备完成。 部分厌氧细菌,包括梭菌属的部分成员,能够将糖类直接转化为乙酸而不需要乙醇作为中间体。总体反应方程式如下:
C6H12O6==3 CH3COOH
此外,许多细菌能够从仅含单碳的化合物中生产乙酸,例如甲醇,一氧化碳或二氧化碳与氢气的混和物。
2 CO2 + 4 H2 →CH3COOH + 2 H2O
2 CO + 2 H2 →CH3COOH
梭菌属因为有能够反应糖类的能力,减少了成本,这意味着这些细菌有比醋菌属细菌的乙醇氧化法生产乙酸更有效率的潜力。然而,梭菌属细菌的耐酸性不及醋菌属细菌。耐酸性最大的梭菌属细菌也只能生产不到10%的乙酸,而有的醋酸菌能够生产20%的乙酸。使用醋酸属细菌制醋仍然比使用梭菌属细菌制备后浓缩更经济。所以,尽管梭菌属的细菌早在1940年就已经被发现,但它的工业应用范围较窄。
除了上述生物法外,工业用乙酸多采用如下方法合成: 大部分乙酸是通过甲基羰基化合成的。此反应中,甲醇和一氧化碳反应生成乙酸,方程式如下
CH3OH + CO →CH3COOH
这个过程是以碘代甲烷为中间体,分三个步骤完成,并且需要多金属成分的催化剂(第二步中)
⑴ CH₃OH + HI →CH₃I + H₂O
⑵ CH₃I + CO →CH₃COI
⑶ CH₃COI + H₂O →CH₃COOH + HI
通过控制反应条件,也可以通过同样的反应生成乙酸酐。因为一氧化碳和甲醇均是常用的化工原料,所以甲基羰基化一直以来备受青睐。早在1925年,英国塞拉尼斯公司就开发出第一个甲基羰基化制乙酸的试点装置。然而,由于缺少能耐高压(200atm或更高)和耐腐蚀的容器,此方法的应用一直受到限制。1963年,德国巴斯夫化学公司用钴作催化剂,开发出第一个适合工业生产乙酸的工艺。1968年,铑催化剂的大大降低了反应难度。采用铑的羰基化合物和碘化物组成的催化剂体系,使甲醇和一氧化碳在水-乙酸的介质中在175℃和低于3兆帕的压力条件下反应,即可得到乙酸产品。因为催化剂的活性和选择性都比较高,所以反应的副产物很少。甲醇低压羰基化法制乙酸,具有原料价廉,操作条件缓和,乙酸产率高,产品质量好和工艺流程简单等优势,但反应介质有严重的腐蚀性,需要使用耐腐蚀的特殊材质。1970年,美国孟山都公司建造了采用此工艺的装置,因此铑催化甲基羰基化制乙酸逐渐成为支配性的孟山都法。90年代后期,英国石油成功的将Cativa催化法商业化,此方法采用钌催化剂,使用([Ir(CO)₂I₂]),它比孟山都法更加绿色也有更高的效率。 在孟山都法商业生产之前,大部分的乙酸是由乙醛氧化制得。尽管不能与甲基羰基化相比,此法仍然是第二种工业制乙酸的方法,反应方程式如下:
2CH₃CHO+O₂→2CH₃COOH
乙醛可以通过氧化丁烷或轻石脑油制得,也可以通过乙烯水合后生成。 采用正丁烷为原料,以乙酸为溶剂,在170℃-180℃,5.5兆帕和乙酸钴催化剂存在下,用空气为氧化剂进行氧化。同时此方法也可采用液化石油气或轻质油为原料。此方法原料成本低,但工艺流程较长,腐蚀严重,乙酸收率不高,仅限于廉价异丁烷或液化石油气原料来源易得的地区采用。
2 C₄H₁₀ + 5 O₂ →4 CH₃COOH + 2 H₂O
此反应可以在能使丁烷保持液态的最高温度和压力下进行,副产物包括丁酮,乙酸乙酯,甲酸和丙酸。因为部分副产物也有经济价值,所以可以调整反应条件使得副产物更多的生成,不过分离乙酸和副产物使得反应的成本增加。
在类似条件下,使用上述催化剂,乙醛能被空气中的氧气氧化生成乙酸:
2 CH₃CHO + O₂ →2 CH₃COOH
也能被 氢氧化铜悬浊液氧化:
2Cu(OH)₂+CH₃CHO→CH₃COOH+Cu₂O↓+2H₂O
使用新式催化剂,此反应能获得95%以上的乙酸产率。主要的副产物为乙酸乙酯,甲酸和甲醛。因为副产物的沸点都比乙酸低,所以很容易通过蒸馏除去。 塞拉尼斯公司也是世界上最大的醋酸生产商之一。1978年,赫斯特-塞拉尼斯公司(现塞拉尼斯公司)在美国得州克莱尔湖工业化投运了孟山都法醋酸装置。1980年,塞拉尼斯公司推出AOPlus法(酸优化法)技术专利,大大改进了孟山都工艺。
AOPlus工艺通过加入高浓度无机碘(主要是碘化锂)以提高铑催化剂的稳定性,加入碘化锂和碘甲烷后,反应器中水浓度降低至4%~5%,但羰基化反应速率仍保持很高水平,从而极大地降低了装置的分离费用。催化剂组成的改变使反应器在低水浓度(4%~5%)下运行,提高了羰基化反应产率和分离提纯能力。 乙酸是大宗化工产品,是最重要的有机酸之一。主要可用于生产乙酸乙烯、乙酐、乙酸酯和乙酸纤维素等。聚乙酸乙烯酯可用来制备薄膜和粘合剂,也是合成纤维维纶的原料。乙酸纤维苏可制造人造丝和电影胶片。乙酸酯是优良的溶剂,广泛用于尤其工业。乙酸还可用来合成乙酐、丙二酸二乙酯、乙酰乙酸乙酯、卤代乙酸等,也可制造药物如阿司匹林、还可以用于生产乙酸盐等。在农药、医药和染料、照相药品制造、织物印染和橡胶工业中都有广泛应用。
在食品工业中,乙酸用作酸化剂,增香剂和香料。制造食醋时,用水将乙酸稀释至4~5%浓度,添加各种调味剂而得食用醋。作为酸味剂,使用时适当稀释,可用于调饮料、罐头等,如制作蕃茄、芦笋、婴儿食品、沙丁鱼、鱿鱼等罐头,可制作软饮料,冷饮、糖果、焙烤食品、布丁类、胶媒糖、调味品等。
乙酸具有防腐剂的作用。1.5%就有明显的抑菌作作用。在3%范围以内,可避免霉斑引起的肉色变绿变黑。