唾液乳桿菌L3生物合成納米氧化鋅的工藝研究

1、唾液乳桿菌 L3 生物合成納米氧化鋅的工藝研究摘要：為獲得晶體粒徑為納米級別且對致病菌有明顯抑菌效果的納米氧化鋅產(chǎn)品，對乳酸菌生物合成納米氧化鋅的工藝條件進(jìn)行探索。從斷奶710 d健康仔豬的糞便中篩選出一株對高濃度鋅離子具有耐受性菌株，并以此菌株為模板，氯化鋅溶液為原料，分別研究了作用溫度、作用時間、發(fā)酵后菌液的pH值、氯化鋅原液的添加量四個因素對最終產(chǎn)品氧化鋅的粒徑、轉(zhuǎn)化率及其對致病菌抑菌效果的影響。研究結(jié)果表明，當(dāng) 0.25M ZnCl2底物濃度、體系 pH值為 7.0，70水浴溫度下作用 25min時得到的氧化鋅晶體粒徑在 70 nm 左右，晶體形狀均勻，且對大腸桿菌、沙門氏菌以及金黃色

2、葡萄球菌等致病菌的抑菌效果較好，其最小抑菌濃度分別為0.024 mg/mL、0.029 mg/mL、0.016 mg/mL。將納米氧化鋅替代普通鋅源添加在動物飼養(yǎng)中能有效改善豬仔生長性能。關(guān)鍵詞：乳酸菌；生物合成；納米氧化鋅；粒徑；轉(zhuǎn)化率Biosynthesis of ZnO Nanoparticles by Lactobacillus salivarius L3Abstract: In order to obtain the inerratic crystal of ZnO nanoparticles, ZnO nanoparticles was biosynthesized by usin

3、g Lactobacillussalivarius L3. Lactobacillus salivarius L3 strain was isolated from faeces of healthy weaning piglets weaned at 710 d age. Effect oftemperature, action time, raw liquor of pH value and the concentration of zinc solution on the synthesis were investigated. The optimumsynthesis factors

4、were determined by orthogonal experiment as follows: 0.25 M ZnCl2, pH 7.0, water bath temperature 70 and reaction time25 minute. Under the optimum synthesis conditions, the size of the zinc oxide crystal grain were nearby 70 nm. Meanwhile the crystal shape wasuniform and had a strong antibacterial c

5、apability against E. coli, Salmonella and Staphylococcus aureus. The minimum inhibitory concentrationwas 0.024 mg/mL to E. coli, 0.029 mg/mL to Salmonella,and 0.016 mg/mL to Staphylococcus aureus. Using ZnO nanoparticles instead ofnormal ZnO into animal feed will effectively enhance the growth perfo

6、rmance of weanling pigs.Key words: Lactobacillus salivarius; biosynthesis; ZnO nanoparticle; crystal grain size; conversion rate納米材料（nanomateria1）是指結(jié)構(gòu)單元的尺寸在1100 nm、介于宏觀物體和原子簇之間的粒子。納米氧化鋅是又稱為超微細(xì)氧化鋅，由于顆粒尺寸處于納米級別，比表面積急劇增加，使得納米氧化鋅產(chǎn)生了其本體塊狀材料所不具備的表面效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)等，因而具有比本體塊狀材料更強(qiáng)的生物活性。目前，納米氧化鋅的工業(yè)化生產(chǎn)方法很多，如

7、沉淀法等，但這些傳統(tǒng)方法多為高溫高耗能，對環(huán)境破壞大1。而最近幾年來，生物方法制備納米材料得到了一定的發(fā)展，如 DNA 分子、蛋白質(zhì)、微生物、動物和植物體2等被用來制備納米材料。Sangeetha, G 等用蘆薈提取物成功合成納米氧化鋅材料3。王娜等用收稿日期：2013-04-14作者簡介：胡文鋒（1964-），男，博士，副教授，研究方向：應(yīng)用微生物蛋殼薄膜作為生物活性載體，設(shè)計了一種在有生物活性材料參與的條件下室溫原位合成硒化鉛納米團(tuán)簇的新方法。該方法利用蛋膜上特定周期性分布的大分子與無機(jī)前驅(qū)體離子之間的螯合作用和電荷作用來控制硒化鉛微晶的形成、聚集和分布，成功地制備出了具有規(guī)則形狀的硒化鉛

8、納米團(tuán)簇4。這些生物材料都是由無機(jī)成分和特殊的有機(jī)基質(zhì)（蛋白質(zhì)、脂類或多糖）組成的復(fù)合材料，有機(jī)基質(zhì)主要控制無機(jī)化合物的形態(tài)，即這些無機(jī)結(jié)構(gòu)的成核和生長主要由蛋白質(zhì)和其他生物大分子控制。使用生物體吸附有毒重金屬離子，并在細(xì)胞內(nèi)或外將其還原制成納米材料，這些生物體近來被認(rèn)為是可能的環(huán)境友好型“納米工廠”。納米氧化鋅不僅在光化學(xué)領(lǐng)域有很好的應(yīng)用，在食品以及動物飼料中也發(fā)揮很大作用5。目前豬場養(yǎng)殖發(fā)現(xiàn)高鋅能有效防止斷奶豬仔的腹瀉問題。將納米現(xiàn)代食品科技 Modern Food Science and Technology 2013, Vol.29, No.92193氧化鋅替代普通鋅源，添加在動物飼養(yǎng)

9、中，其高生物活性、對腸道致病菌的抗菌性6和吸收率可以有效地減少腹瀉，降低料肉比，而且劑量更少，對環(huán)境污染小，為人類健康造福，是目前代替高鋅最理想的飼料添加劑7，在飼料行業(yè)的應(yīng)用前景廣闊。1 材料與方法1.1 原料1.1.1 樣品來源 斷奶 710 d 仔豬糞便樣品取自廣州溫氏集團(tuán)養(yǎng)殖基地斷奶 710 d 仔豬糞便，經(jīng)過實地觀察都是健康豬樣。 指示菌大腸桿菌 O78，金黃色葡萄球菌，沙門氏菌等由華南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院微生物實驗室提供。1.1.2 主要儀器設(shè)備SM510 型高壓蒸汽滅菌鍋，Yamato 有限公司；LRH-250A 型生化培養(yǎng)箱，廣東醫(yī)療器械廠；SW-CJ-

10、2FO 型超凈工作臺，蘇州安泰空氣技術(shù)有限公司；GB204 型電子天平，瑞典 Meltter Toledo 公司；FEI-Tecnai 12 分析型透射電子顯微鏡，荷蘭 FEI 公司；Vertex70 傅立葉變換紅外光譜儀，德國 Bruker 公司；恒溫?fù)u床培養(yǎng)箱，低速離心機(jī)，恒溫水浴鍋，pH 計，磁力攪拌機(jī)。1.2 方法1.2.1 耐高鋅乳酸菌的篩選 乳酸菌的富集將采集的斷奶 710 d 的豬仔糞便加入到滅菌含玻璃珠的高鋅液體MRS培養(yǎng)基中37 恒溫靜置富集培養(yǎng) 2448 h。 乳酸菌的分離純化與鑒定將富集的菌液進(jìn)行分離純化得到多種乳酸菌疑似菌株，并進(jìn)行形態(tài)學(xué)和生

11、理生化鑒定試驗，同時通過抑菌實驗篩選出抑菌效果較好的某菌株進(jìn)行進(jìn)一步的16 S rRNA 序列分析法鑒定。1.2.2 納米氧化鋅的生物制備 納米氧化鋅生物制備工藝流程耐鋅的乳酸菌培養(yǎng)完成之后調(diào)節(jié)菌液的 pH 值，在磁力攪拌器作用下邊攪拌邊緩慢加入氯化鋅溶液，一定溫度下水浴孵化一定時間。水浴結(jié)束將混合液恒溫靜置陳化一段時間，最后離心收集產(chǎn)物89。 納米氧化鋅生物制備工藝條件的優(yōu)化根據(jù)單因素試驗結(jié)果，選取氯化鋅底物濃度、孵化的水浴溫度、孵化時間以及孵化時溶液的 pH 值作為試驗因素，設(shè)計四因素三水平 L9(34)正交試驗。通過透射電鏡對每組試驗得到的產(chǎn)物進(jìn)行晶體粒徑分析

12、，以粒徑為指標(biāo)，通過對結(jié)果的極差分析和方差分析確定納米氧化鋅的乳酸菌生物合成優(yōu)化工藝條件。1.2.3 驗證試驗根據(jù)正交試驗最佳組合選擇乳酸菌合成納米氧化鋅的優(yōu)化工藝條件，參照上述試驗操作流程得到的產(chǎn)物離心洗滌干燥后進(jìn)行透射電鏡分析和紅外光譜測試以及產(chǎn)品致病菌抑菌效果的檢測10，分別測定目標(biāo)產(chǎn)物納米氧化鋅對大腸桿菌、沙門氏菌、金黃色葡萄球菌的最小抑菌濃度和最小殺菌濃度11。并選用普通氧化鋅作為對照試驗。1.2.4 納米氧化鋅含量測定離心收集得到的沉淀中除了目標(biāo)產(chǎn)物納米氧化鋅外同時還含有少量氫氧化鋅沉淀，而氫氧化鋅在 125是能分解成氧化鋅和水，利用煅燒前后質(zhì)量差計算產(chǎn)物中目標(biāo)產(chǎn)物氧化鋅的含量，并

13、根據(jù)總鋅離子添加量計算出轉(zhuǎn)化率。1.2.5 納米氧化鋅晶體的透射電鏡分析采用支持膜法，以水作為分散劑將固體粉末產(chǎn)物分散在水中，同時用工作電壓為 300W 的超聲波震蕩5 min，超聲結(jié)束用滴管吸取一滴滴在支持膜上，晾干后上鏡觀察。透射電子顯微鏡工作參數(shù)為點(diǎn)分辨率：0.34 nm，加速電壓 100 kV，放大倍率 50 倍37 萬倍。1.2.6 納米氧化鋅晶體的傅里葉紅外光譜分析將生物合成得到的固體產(chǎn)物灰化去除菌體后與KBr 按 1:100 的比例研磨混勻后進(jìn)行壓片，成片后放入樣品室掃描檢測，儀器工作參數(shù)為波數(shù)范圍：4000400 cm-1，分辨率：4 cm-1，掃描次數(shù)：32 次。1.2.7

14、納米氧化鋅的抑菌試驗無菌試管加入近似 5109CFU 細(xì)菌（致病菌）細(xì)胞、5 mLMH 肉湯液體培養(yǎng)基，添加不同濃度的納米氧化鋅產(chǎn)品。同時取另一支不加菌的試管，其他添加物一致作為對照組。在 37 培養(yǎng) 24 h，管中細(xì)菌細(xì)胞沒有明顯增長的濃度即為納米氧化鋅產(chǎn)品對該致病菌的最小抑菌濃度 MIC。2 結(jié)果與討論2.1 乳酸菌的篩選與分離鑒定2.1.1 初步分離與鏡檢結(jié)果經(jīng)過反復(fù)分離純化，結(jié)合鏡檢，初步分離出四株疑似乳酸菌株，分別命名為 L1、L2、L3 和 L4。其鏡檢圖如圖 1圖 4，表 1 為這四株菌株的形態(tài)學(xué)特征?，F(xiàn)代食品科技 Modern Food Science and Technolo

15、gy 2013, Vol.29, No.92194圖 1 L1菌株鏡檢圖（1000）Fig.1 Microscopic image of the L1 strain (1000)圖 2 L2菌株鏡檢圖（1000）Fig.2 Microscopic image of the L2 strain (1000)圖 3 L3菌株鏡檢圖（1000）Fig.3 Microscopic image of the L3 strain (1000)圖 4 L4菌株鏡檢圖（1000）Fig.4 Microscopic image of the L4 strain (1000)表 1 待檢菌株的形態(tài)學(xué)特征Table

16、 1 Morphological characteristics of the indeterminacy strains編號 菌落形態(tài) 革蘭氏染色 個體形態(tài)L1 乳白色，圓形，邊緣完整、光滑、直徑 0.51.5 mm G+長桿狀，單個或成鏈L2 灰白白色、邊緣完整、光滑、直徑 0.52.0 mm G+長桿狀，無規(guī)則排L3 白色，邊緣完整、光滑、直徑 0.52.0 mm G+短桿狀，無規(guī)則排L4 乳白色，圓形，邊緣完整、光滑、直徑 0.52.0 mm G+長桿狀，單個或成鏈2.1.2 乳酸菌的生理生化鑒定結(jié)果 乳酸定性試驗結(jié)果L1、L2、L3 和 L4 四支試管管口的濾紙都變黑，

17、證明有乳酸生成，乳酸轉(zhuǎn)化為乙醛，乙醛受熱后揮發(fā)，從而導(dǎo)致濾紙條變黑。根據(jù)鏡檢和產(chǎn)乳酸試驗，四株試驗菌基本符合乳酸桿菌的特征。 待檢菌的生理生化特征表 2 分離菌株的生化鑒定結(jié)果Table 2 The biochemical identification results of the separated strains菌株接觸酶試驗乳酸定性試驗需氧試驗淀粉水解試驗吲哚試驗明膠液化試驗V-P 試驗甲基紅試驗產(chǎn)硫化氫試驗運(yùn)動性試驗L1 - 兼性 - - - - - -L2 - 兼性 - - - - - -L3 - 兼性 - - - - - -L4 - 兼性 - - - - - -注：+

18、為陽性反應(yīng)，-為陰性反應(yīng)，下同。表 3 碳水化合物發(fā)酵與種的鑒別特征Table 3 The identification features of carbohydrate fermentation and species菌株 葡萄糖產(chǎn)酸 葡萄糖產(chǎn)氣 葡萄糖酸鈉 乳糖 蔗糖 木糖 山梨醇 麥芽糖 果糖 半乳糖 水楊苷 纖維二糖L1L2L3L4-+-+-由表 2 可知，L1、L2、L3 和 L4 菌兼性厭氧；接觸酶試驗，淀粉水解試驗，吲哚試驗，明膠液化試驗，V-P 試驗，產(chǎn)硫化氫試驗均為陰性，并進(jìn)行了各種碳水化合物的發(fā)酵實驗，結(jié)果如表 3 所示。將表 2 和表現(xiàn)代食品科技 Modern Food

19、Science and Technology 2013, Vol.29, No.921953 的結(jié)果與乳桿菌屬內(nèi)種的生理生化特征作比較，可發(fā)現(xiàn) L1、L2、L3 和 L4 菌株的生理生化特征與唾液乳桿菌屬基本符合。2.1.3 抑菌試驗結(jié)果四種疑似菌株的抑菌效果如表 4。表 4 不同乳酸菌菌株代謝產(chǎn)物對常見腸道致病菌的抑菌圈直徑（mm）Table 4 The antibacterial ring diameter of lactic acid bacteriametabolites to pathogenic bacteria項目 大腸桿菌 沙門氏菌L1 18.8 15.8L2 18.2 16.

20、7L3 24.6 18.8L4 21.5 13.5注：表中的抑菌圈直徑為2次平行試驗的平均值表示。由表 4 可以看出，四株菌株對大腸桿菌以及沙門氏菌都有一定的抑制作用。所有菌株對大腸桿菌的抑菌效果最好，抑菌圈直徑在 1825 mm之間，菌株抑菌圈直徑由大到小依次為 L3L4L1L2；對沙門氏菌抑制效果相對較低，抑菌圈直徑在 1319 mm之間，各菌株抑菌圈直徑由大到小依次為 L3L2L1L4。比較 L1、L2、L3、L4 菌株對大腸桿菌和沙門氏菌抑菌效果發(fā)現(xiàn)，L3 菌株的抑制效果最明顯，其抑菌圈直徑顯著大于其余三株菌株。因此挑選出 L3 菌株作重點(diǎn)的菌種鑒定分析，為后續(xù)的動物試驗提供參考依據(jù)和

21、菌種保證。本抑菌試驗證實了從仔豬糞便分離出的乳酸菌對腸道細(xì)菌，如大腸桿菌、沙門氏菌等引起的腸道感染有拮抗作用。這些抑菌物質(zhì)可能是乳酸菌在生長過程中產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物，包括有機(jī)酸（如乙酸、丙酸以及乳酸等），抗生素或細(xì)菌素類物質(zhì)，雙乙酰等。2.1.4 菌株 L3 DNA 的提取及 16S rRNA 基因序列的 PCR 擴(kuò)增與分析測序利用 27F 和 1541R 一對引物進(jìn)行 PCR 擴(kuò)增，測序PCR產(chǎn)物，基因測序的結(jié)果顯示，L3菌的16SrRNA序列含有 1379 bp 核苷酸。在 NCBI 網(wǎng)站上（/BLAST/）將測序結(jié)果與數(shù)據(jù)庫中已有的乳酸桿菌

22、序列進(jìn)行比對，從基因序列同源性比對結(jié)果可知，該乳酸桿菌與唾液乳桿菌的同源性最高，為 100%。綜上所述，結(jié)合生理生化鑒定結(jié)果，確定該乳桿菌株 L3 應(yīng)為唾液乳桿菌，暫命名為唾液乳桿菌 L3（Lactobacillus salivarius L3），并以該菌作為生物合成納米氧化鋅的菌株。2.2 納米氧化鋅的生物合成2.2.1 氯化鋅底物濃度對合成納米氧化鋅的影響根據(jù)納米氧化鋅的生物合成工藝，唾液乳桿菌 L3發(fā)酵培養(yǎng)結(jié)束后調(diào)節(jié)體系 pH 值到預(yù)設(shè)值，分別加入0.15 M、0.25 M、0.35 M、0.45 M、0.55 M 五個梯度氯化鋅底物進(jìn)行試驗，70 水浴保溫反應(yīng) 20 min 后，置于

23、37 恒溫箱陳化 12 h，陳化結(jié)束后離心收集產(chǎn)物，同時將產(chǎn)物洗滌三次后烘干至恒重。采用透射電鏡分析檢測氧化鋅產(chǎn)物粒徑大小。圖 5 氯化鋅濃度對唾液乳桿菌L3生物合成納米氧化鋅的影響Fig. 5 Effect of zinc chloride concentration on zinc oxide crystalgrain結(jié)果如圖 5。由圖 5 可知，底物氯化鋅的濃度對納米氧化鋅粒徑的大小影響較大。當(dāng)氯化鋅底物濃度為 0.25 M 時，氧化鋅晶體粒徑最小，為 30 nm。隨著氯化鋅濃度的增加，氧化鋅的粒徑不斷增大，納米氧化鋅的轉(zhuǎn)化率也逐漸增加，這是因為濃度越大，溶液的過飽和度增大，在加速晶核的

24、生成速度同時晶體的成長速度也增大，因此轉(zhuǎn)化率也隨之增大，但體系達(dá)到一定平衡時，晶體的析出速率也會趨向平衡，轉(zhuǎn)化率也趨向穩(wěn)定。另外氧化鋅物質(zhì)的本性對晶體的形成有決定作用，當(dāng)晶核形成速度7.0 時，堿性環(huán)境下鋅離子多以Zn(OH)2形式存在，析出結(jié)晶，導(dǎo)致氧化鋅的轉(zhuǎn)化率降低13。因此 pH 值為 6.57.0 時，為最適 pH 值范圍。圖 6 體系 pH值對唾液乳桿菌L3生物合成納米氧化鋅的影響Fig.6 Effect of fermented liquid pH on the zinc oxide crystalgrain2.2.3 水浴保溫的溫度對合成納米氧化鋅的影響圖 7 水浴溫度對唾液乳桿

25、菌L3生物合成納米氧化鋅的影響Fig.7 Effect of bath temperature on the zinc oxide crystal grain反應(yīng)溫度的高低影響整個反應(yīng)體系的能量大小，溫度越高，反應(yīng)體系能量越大，體系中各分子獲得較大能量分子運(yùn)動加快，分子間碰撞機(jī)會增大，其參與的反應(yīng)平衡也會發(fā)生相應(yīng)變化13。利用唾液乳桿菌 L3生物制備納米氧化鋅過程中，水浴保溫的反應(yīng)溫度的不同將導(dǎo)致氧化鋅晶體的粒徑明顯差異。溫度過低，分子分散性差，形成粒徑較大的氧化鋅晶體，納米氧化鋅的轉(zhuǎn)化率也較低。本試驗選取 45 、55 、65 、75 以及 85 ，共 5 個梯度進(jìn)行單因素試驗，透射電鏡觀察

26、分析。結(jié)果如圖 7。從圖 7 可以看出，反應(yīng)溫度為 75 時，合成效果較好，產(chǎn)物納米氧化鋅的晶體粒徑最小，約為 45 nm；同時，納米氧化鋅的轉(zhuǎn)化率也較高，約 36%。2.2.4 水浴保溫反應(yīng)時間對合成產(chǎn)物納米氧化鋅的影響根據(jù)納米氧化鋅的生物合成工藝，加入氯化鋅底物后恒溫水浴反應(yīng)時間長短也是影響氧化鋅晶體粒徑的一個因素。本試驗反應(yīng)溫度為 75 ，反應(yīng)時間分別為 10 min、20 min、30 min、40 min 和 50 min，對產(chǎn)品進(jìn)行分析檢測，透射電鏡鏡檢，結(jié)果如圖 8。圖 8 水浴保溫反應(yīng)時間對唾液乳桿菌L3生物合成納米氧化鋅的影響Fig.8 Effect of reaction

27、time on zinc oxide crystal grain結(jié)果表明，水浴保溫反應(yīng)時間為 30 min 時，氧化鋅晶體的粒徑為 40 nm以下。當(dāng) t30 min，或 t30min，納米氧化鋅粒徑明顯增大。這可能是由于隨著反應(yīng)時間的延長，晶體不斷生長聚積，形成更大的顆粒；另一方面，在長時間高溫水浴中乳酸菌細(xì)胞結(jié)構(gòu)被破壞，細(xì)胞壁破裂，無法為晶體生長提供著生點(diǎn)。圖 8 中系列 2 納米氧化鋅的轉(zhuǎn)化率結(jié)果表明水浴保溫反應(yīng)時間對其影響較小。因此，本試驗 30 min 水浴保溫反應(yīng)時間為唾液乳桿菌 L3 生物合成納米氧化鋅的反應(yīng)時間。2.2.5 唾液乳桿菌 L3 生物合成納米氧化鋅工藝條件優(yōu)化采用正

28、交試驗 L9(34)對不同氯化鋅底物濃度、發(fā)酵結(jié)束后反應(yīng)母液 pH 值、水浴溫度和水浴反應(yīng)時間對唾液乳桿菌 L3 生物合成納米氧化鋅工藝條件進(jìn)行優(yōu)化。正交因素水平設(shè)計見表 5，正交試驗結(jié)果及方差分析見表 6。表 5 乳酸菌生物合成納米氧化鋅工藝條件優(yōu)化正交因素表Table 5 Factors and levels array of orthogonal experimentabout the biosynthesis of ZnO nanoparticles因素水平A (氯化鋅底物濃度/M)B (發(fā)酵液的 pH值)C (水浴溫度/)D (水浴時間/min)1 0.2 6.5 65 252 0.

29、25 7 70 303 0.3 7.5 75 35根據(jù)表 7 的方差分析結(jié)果，pB（體系 pH 值）C（水浴溫度）D（水浴反應(yīng)時間），即底物氯化鋅濃度是影響目標(biāo)納米氧化鋅晶體粒徑的最主要因素，體系 pH 值次之，水浴溫度的影響較小，水浴保溫反應(yīng)時間影響最小。根據(jù)正交分析利用唾液乳桿菌 L3 生物合成納米氧化鋅的工藝條件最優(yōu)組合是 A2B2C2D1，即氯化鋅濃度 0.25 M、體系液 pH 7.0、水浴溫度 70 、水浴反應(yīng)時間 25 min。表 6 唾液乳桿菌L3生物合成納米工藝條件優(yōu)化正交結(jié)果表Table 6 Results of orthogonal experiment about th

30、ebiosynthesis of ZnO nanoparticles因素實驗號A B C D實驗結(jié)果氧化鋅粒徑1 1 1 1 1 44.251.772 1 2 2 2 30.751.413 1 3 3 3 55.002.124 2 1 2 3 35.001.415 2 2 3 1 35.751.066 2 3 1 2 47.002.127 3 1 3 2 65.002.828 3 2 1 3 46.501.779 3 3 2 1 50.752.47K1129.999 144.249 137.751 130.749K2117.75 113.001 116.499 142.749K3162.249

31、 152.751 155.751 136.5k143.333 48.083 45.917 43.583k239.250 37.667 38.833 47.583k354.083 50.917 51.917 45.500最優(yōu)水平 A2B2C2D1R 14.833 13.250 13.084 4.000表 7 工藝條件正交試驗方差分析結(jié)果Table 7 Variance analysis results of orthogonal experimentabout the biosynthesis of ZnO nanoparticles源 III 型平方和 df 均方 F Sig.校正模型 185

32、1.444a8 231.431 47.338 0.000截距 37355.556 1 37355.556 7640.909 0.000A 704.528 2 352.264 72.054 0.000B 584.194 2 292.097 59.747 0.000C 514.694 2 257.347 52.639 0.000D 48.028 2 24.014 4.912 0.036誤差 44.000 9 4.889總計 39251.000 18校正的總計 1895.444 17注：主體間效應(yīng)檢驗，因變量:氧化鋅粒徑；a：R2=0.977（調(diào)整 R2=0.956）。圖 9 唾液乳桿菌L3生物合成

33、納米氧化鋅的紅外光譜圖譜Fig.9 FTIR results of the biosynthesied zinc oxide圖 10 標(biāo)準(zhǔn)納米氧化鋅的紅外光譜圖譜Fig.10 FTIR results of the standard nanoparticle zinc oxide圖 11 唾液乳桿菌L3生物合成納米氧化鋅透射電鏡照片F(xiàn)ig.11 Transmission electron microscopic image of thebiosynthesis zinc oxide nanoparticle suspension圖 12 標(biāo)準(zhǔn)納米氧化鋅透射電鏡照片F(xiàn)ig.12 Transmis

34、sion electron microscopic image of the standardzinc oxide nanoparticle suspension2.2.6 唾液乳桿菌 L3 生物合成納米氧化鋅對致病菌的抑制作用利用唾液乳桿菌生物合成的納米氧化鋅分別對大腸桿菌、沙門氏菌、金黃色普通球菌進(jìn)行抑菌效果測試14，以最小抑菌濃度（MIC）為指標(biāo)，與普通氧現(xiàn)代食品科技 Modern Food Science and Technology 2013, Vol.29, No.92198化鋅和市售的標(biāo)準(zhǔn)納米氧化鋅對照，結(jié)果如圖 13 所示。唾液乳桿菌 L3 生物合成納米氧化鋅對大腸桿菌、沙門氏

35、菌、金黃色普通球菌的最小抑菌濃度分別為0.024 mg/mL、0.029 mg/mL、0.016 mg/mL，其結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)納米氧化鋅的抑菌效果相當(dāng)接近，其中對沙門氏菌和金黃色葡萄球菌的 MIC 濃度較標(biāo)準(zhǔn)納米氧化鋅更低。而普通氧化鋅對該三種致病菌大腸桿菌、沙門氏菌、金黃色普通球菌的抑菌效果較差，最小抑菌濃度分別為 0.5 mg/mL、0.67 mg/mL、0.32 mg/mL。因此唾液乳桿菌生物合成的納米氧化鋅對大腸桿菌、沙門氏菌和金黃色葡萄球菌的抑菌效果明顯優(yōu)于普通氧化鋅。圖 13 不同氧化鋅對致病菌的最小抑菌濃度試驗Fig.13 The minimum Inhibition concent

36、ration tests of differentZnO topathogenic bacteria3 結(jié)論本研究利用乳酸菌生物合成納米氧化鋅，相比其他方法更節(jié)省了能源的消耗。同時細(xì)菌繁殖較快且容易獲得使得該生物方法簡單方便，得到的那么氧化鋅產(chǎn)物相比普通氧化鋅對大腸桿菌等致病菌的抑菌效果更佳15。以菌體為生物媒介，為納米氧化鋅的晶核形成和晶體的生長提供條件，不僅能溫和控制晶體生長，得到的產(chǎn)物中所包含得乳酸菌又能發(fā)揮乳酸菌的益生優(yōu)勢，應(yīng)用于乳豬飼料中產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，改善腸道健康，防止斷奶豬仔腹瀉情況發(fā)生。參考文獻(xiàn)1 商連弟,武換榮.氧化鋅生產(chǎn)方法及研究進(jìn)展J.無機(jī)鹽工業(yè),2008,3:4-7Lia

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