一株3-羥基丙醛高產菌株及其在防治哺乳動物口腔感染中的應用
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種微生物及其組合物，特別是涉及一種用于防治哺乳動物口腔感染 的微生物及其組合物。
【背景技術】
[0002] 益生菌素3-羥基丙醛（3-HPA)，CAS:2134-29-4,分子式C3H6O2，可溶于乙醇、乙 醚、丙酮，極易溶于水，易聚合，屬于羥醛類化合物，性質比較活潑，無異味。益生菌素3-羥 基丙醛在水溶液中主要呈現3-羥基丙醛單體、水合物和環化二聚體三種狀態。3-羥基丙醛 具有醛基和羥基，易發生羥基和醛基相關的反應，容易縮合。
[0003] 益生菌素3-羥基丙醛可由定殖于人及動物腸道內的細菌代謝甘油產生，其在生 物滅菌劑、抗感染治療劑、生物交聯劑、新型生物材料的前體等方面有著廣泛的潛在用途。
[0004] 羅伊氏素的主要成分是3-羥基丙醛的單體、水合物和環化二聚體。研究表明， 15-30yg/ml的羅伊氏素就能抑制革蘭氏陽性菌、革蘭氏陰性菌、酵母、真菌和病原蟲等的 生長。由于羅伊氏素既具廣譜抗菌特性，又對人和動物無害，其用途正逐步被廣泛開發，如 作為生物防腐劑，用于延長香腸、冷凍食品等的貨價期；作為生物滅菌劑，用于不能高溫滅 菌的食品牛奶、生物材料的滅菌；作為口香糖添加劑，用于殺死口腔病原菌預防齲齒；作為 抗感染治療劑，替代抗生素用于動物病原蟲引發疾病的治療。
[0005] 益生菌素3-羥基丙醛單體是一個三碳的醇醛類化合物，可以和蛋白質中的胺基 反應形成交聯。在酸性條件下，三個益生菌素3-羥基丙醛單體形成乙縮醛，可與自由胺基 進行雙醛基交聯反應；而在堿性條件下，可能發生類似于甲醛的單醛基交聯反應。因此可以 作為新型交聯劑，交聯后生物組織的變性溫度、交聯指數、抗酶解能力和機械性能等與戊二 醛（glutaraldehyde)交聯的生物組織相當，但其細胞毒性更低。因此可以取代化學合成的 戊二醛和環氧化合物作為新型的生物交聯劑，從而克服化學交聯劑處理生物組織所遇到的 組織硬化、鈣化、細胞毒性過高及免疫反應過強等問題。
[0006] 此外，益生菌素3-羥基丙醛還可作為多種新興化學品如丙烯醛、丙烯酸、1，3-丙 二醇等的前體，用于制備新型聚合物材料。
[0007] 口中細菌或真菌膜的形成經常引起障礙，例如牙齒腐蝕、膿溢以及牙周和牙齦感 染。特別的是，通常細菌或真菌膜的形成在植入術、義齒保持和老年牙病患者中非常普遍。 口腔的感染從因牙菌斑細菌對硬牙齒組織的損傷引起的離病（cariesdevelopment)到因 有機物的細菌代謝降解產生揮發性硫化合物（VSC)而引起的口臭，到牙齦炎，因牙菌斑造 成牙齦（即，牙齦組織）的發炎，牙齦炎可以發展成牙周炎，牙周炎是一類牙周的炎癥疾病。 未受治療的牙周感染可以導致牙槽骨的進行性損傷，導致牙齒脫落。此外，口腔健康可以標 示全身健康，治療口腔感染可以有助于減輕全身疾病。
[0008] 目前預防性和治療性地治療口腔組織感染包括刷牙、用牙線、局部氟化物、洗牙和 根面平整術、抗菌漱口水，諸如用過氧化物、抗菌劑，以及在嚴重情形下，手術切除受感染組 織。常用的抗菌藥物在臨床上取得了一定的治療作用，但也存在諸多的副作用，可引起腸胃 道功能障礙、白細胞、血小板降低及轉氨酶升高等。
【發明內容】
[0009] 本發明要解決的技術問題是提供一種生長周期短、益生菌素產量高的羅伊氏乳桿 菌，及其在防治哺乳動物口腔感染中的應用。
[0010] 本發明一株3-羥基丙醛（益生菌素）高產菌株，其特征在于：其為羅伊氏乳桿 菌（Lactobacillusreuteri)RS01，保藏在中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中 心，地址為北京市朝陽區北辰西路1號院3號中國科學院微生物研究所，保藏號為CGMCC No. 9971，保藏日期為2014年11月14日。
[0011] 進一步，本發明的3-羥基丙醛高產菌株，所述羅伊氏乳桿菌RSOl的細胞壁染色呈 革蘭氏陽性，無芽孢，菌體呈現短棒狀，分布為單個或呈連接狀。
[0012] 進一步，本發明的3-羥基丙醛高產菌株，所述羅伊氏乳桿菌RSOl菌體長I. 5-3um、 寬 0. 6-0. 9um。
[0013] 進一步，本發明的3-羥基丙醛高產菌株，所述羅伊氏乳桿菌RSOl的菌落光滑細 膩，邊緣整齊，菌落大小均勻一致，乳白色、濕潤、不透明。
[0014] 本發明一種利用羅伊氏乳桿菌RSOl生產3-羥基丙醛的方法，包括以下步驟：
[0015] -、制備培養基：蛋白胨l〇g、牛肉膏l〇g、葡萄糖20g、酵母浸膏5g、吐溫801ml、磷 酸氫二鉀2g、檸檬酸三銨2g、乙酸鈉5g、硫酸鎂0. 5g、硫酸錳0. 2g、L-半胱氨酸0. 5g、硫乙 醇酸鈉〇? 05g、VB12O. 005g、甘油3. 68g加水定容至1L，調節pH值為6. 8 ;
[0016] 二、將上述羅伊氏乳桿菌RSOl接入步驟一中制備的培養基中，37°C、溶氧量為0的 條件下，厭氧發酵5h;
[0017] 三、分離：第一次分離采用板框分離，收集菌體快速而且不易造成菌體死亡；然后 將分離的菌體接入新的培養基中，在37°C、溶氧量為0的條件下，培養4h;第二次分離采用 高速管式離心機，可以使目的產物與菌體有效分離；
[0018] 四、合并兩次分離得到的發酵液。
[0019] 本發明中對上述菌種采用了同一菌種兩次發酵的方法，得到高濃度的3-HPA。
[0020] 本發明一種3-羥基丙醛高產菌株在防治哺乳動物口腔感染中的應用，其特征在 于：用于制備各種預防和治療口腔感染的藥物。
[0021] 本發明一株益生菌素高產菌株及其在防治哺乳動物口腔感染中的應用與現有技 術不同之處在于：
[0022] 1、易于培養：本發明采用了厭氧發酵，控制發酵過程中的氧氣濃度；即可通過兩 次發酵轉化3-HPA，到高濃度的3-HPA。
[0023] 2、產量高：本發明中的羅伊氏乳桿菌RSOl經過誘變篩選后，菌種生長周期縮短一 半，目標產物（3-HPA)產量由原本幾乎為0提升至2. 5-2.8g/L。
[0024] 3、節能：本發明中的羅伊氏乳桿菌RSOl經過誘變篩選后，由于生長周期的縮短一 半以上，從而大大降低了生產成本，節約了水、電、汽等能源。
[0025] 4、安全、無毒副作用：采用本發明的羅伊氏乳桿菌RSOl的發酵液對SD系大鼠進行 灌胃驗證且無毒副作用。
[0026] 5、抗菌譜廣：本發明的益生菌素高產菌株代謝產物對常見口腔真菌感染炎均有很 好的治療效果，證明其具有廣譜的抗菌作用，可用于預防或治療哺乳動物的口腔感染。
【附圖說明】
[0027]圖1為本發明羅伊氏乳桿菌RSOl的鏡檢圖；
[0028] 圖2為本發明羅伊氏乳桿菌RSOl的菌落圖；
[0029] 圖3為本發明羅伊氏乳桿菌RSOl的抑白色念珠菌圖；
[0030] 圖4為本發明羅伊氏乳桿菌RSOl的抑金黃色葡萄球菌圖；
[0031] 圖5為本發明羅伊氏乳桿菌RSOl的抑大腸桿菌圖。
【具體實施方式】
[0032] 結合以下實施例與驗證試驗對本發明的一株益生菌素高產菌株及其在防治哺乳 動物口腔感染中的應用作進一步的說明。
[0033] 本發明的羅伊氏乳桿菌RSOl為太空誘變篩選出的正向突變菌株。在高能粒子 輻射、微重力、交變磁場的條件下，羅伊氏乳桿菌發生多種具有不同程度代謝產生3-羥基 丙醛能力的菌株，通過對致病菌群進行不同梯度的殺菌試驗，篩選獲得60min內殺菌率在 90%以上的菌株，即本發明中的益生菌素（3-羥基丙醛）高產菌株。
[0034] 圖1為本發明羅伊氏乳桿菌RSOl的鏡檢圖；圖2為本發明羅伊氏乳桿菌RSOl的 菌落圖。
[0035]實施例1
[0036] 本發明中益生菌素高產菌株的生產3-羥基丙醛的方法，按以下步驟進行：
[0037] -、制