禽致病性大腸杆菌(Escherichia coli)O78在禽类肠道中广泛存在,易引起鸡及其它禽类的肠道炎症及肠外疾病,如心包炎、气囊炎、肝周炎等,甚至引起败血症而导致急性死亡。枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)CMCC1.504是饲料中常添加的益生菌,在动物体内可产生各类酶,如α-淀粉酶、蛋白酶、甘露聚糖酶等,利用枯草芽孢杆菌制备发酵饲料,可将饲料中的蛋白质水解成氨基酸、小肽和多肽类等物质。枯草芽孢杆菌中蛋白酶、淀粉酶的活性很高,可以促进动物机体对营养物质的吸收利用,从而促进生长发育,提高饲料利用率。枯草芽孢杆菌的芽孢体易保存,能耐受极酸或高温环境,可在适宜的条件下将粗纤维、非蛋白氮和寡糖等不易消化吸收的物质转化为优质的菌体蛋白,因此,在生产实践中常用作饲料发酵菌种。
本试验利用分光光度法和活菌计数法分别测定大肠杆菌O78和枯草芽孢杆菌CGMCC 1.504的生长性能,得到在不同吸光度下培养液的OD值和活细菌数,绘制二者的生长曲线,并对根据两种测定方法所绘制的生长曲线进行比较分析。此外,利用两种计数方法绘制出线性回归方程,并根据相关系数确定最佳吸光度,从而可以更深入地了解两种细菌的生长繁殖规律和生理特性,这对根据不同需要有效地利用和控制大肠杆菌和枯草芽孢杆菌的生长具有重要意义。
关键词:枯草芽孢杆菌;大肠杆菌;生长曲线;分光光度法;活菌计数法
结论与讨论
生长曲线是描述生物生长繁殖变化的曲线。以细菌的培养时间为横坐标、以其数目的对数或生长速率为纵坐标作图所绘制的曲线称为该细菌的生长曲线。细菌生长曲线的绘制方法有很多,有血细胞计数法、活菌计数法、称重法、分光光度法等。其中应用最广泛的主要有分光光度法和活菌计数法两种。分光光度法是通过一定的吸光度测定菌液的OD值,测得的菌液中包含的是总菌数,该方法操作简便,耗时较短。活菌计数法得出的是菌液中的活菌数,其结果较分光光度法要准确得多,但操作复杂且耗时、耗力。因此,将两种方法结合起来,在使试验方法变得更简便的同时也能保证结果的准确性,就显得尤为关键。
在严格控制培养条件的前提下,可通过测定培养液的OD值来推算对数生长期的活菌数,代替活菌计数法。在生产实践中也可以将细菌OD值作为判断细菌是否进入对数生长期的依据。利用分光光度法和活菌计数法测定细菌的生长曲线,在停滞期和对数期测定的结果基本一致。对于某些细菌而言,这两种计数方法绘制的生长曲线有很好的相关性。分光光度法测定的是细菌总数,而活菌计数法测定的是活菌数。因此,进入稳定期后两种方法的测定结果显著不同。
生长曲线反映了细菌在不同的培养条件下所表现出的生长规律和繁殖特点。不同的细菌在相同的培养条件下生长曲线会有不同,即使是同一种细菌在不同的培养条件下所绘制的生长曲线也不相同。王升智等研究表明:重组大肠杆菌DH5α的生长经历了迟缓期、对数期、稳定期、衰亡期4个时期,符合细菌生长的规律;重组大肠杆菌生长至平台期时提取质粒的量最多。熊海燕等采用浊度法测量发酵液浓度,确定波长为560 nm,以新鲜苹果汁、柑橘汁为原料,进行生长曲线的测定,发现菌种的生长规律基本保持同一性。李丽等采用分光光度法测定产氨短杆菌不同生长时间的生长曲线图,同时利用活菌菌落计数法绘出生长曲线进行进一步验证。结果表明:产氨短杆菌在适宜生长条件下经历迟缓期、对数期、稳定期和衰亡期4个时期,符合细菌生长的规律。
本试验结果表明,大肠杆菌O78培养中0~2 h为迟缓期,2~12 h为对数生长期,12~20 h为稳定期,20 h以后进入衰亡期。枯草芽孢杆菌CGM培养中0~2 h为迟缓期,2~12 h为对数生长期,12~18 h为稳定期,18 h以后进入衰亡期。O78和CGM培养液在不同吸光度下的OD值和活菌数在对数生长期均表现出很好的相关性,且在吸光度为630 nm时,O78和CGM的OD值和活菌数相关系数最大(R2O78=0.991 2,R2CGM=0.990 4),相关程度最高,在此处依据OD值推测出的活菌数也更加接近实际活菌数。
通过分光光度法和活菌计数法在对数生长期求得的回归方程,可以更加准确地推测出细菌在对数生长期的准确活菌数,避免了繁重的试验步骤。