《益生芽胞杆菌生产与应用》参照国内外近几十年来的理论研究成果、先进工艺和实用技术，结合作者在多种益生芽孢杆菌生产方面的理论研究、实验成果和实践体会，撰写而成。本书共分七章，分别为：绪论；芽孢杆菌分类与鉴定；益生芽孢杆菌的培养特性及发酵方法；益生芽孢杆菌的代谢；益生芽孢杆菌生理功能及生物防治机制；益生芽孢杆菌系列产品开发与应用。本书可供从事芽孢杆菌乃至微生态制剂生产、科研和教学的同行们参考。

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序
前言
第一章 绪论
1.1 益生菌概述
1.1.1 益生菌的市场现状
1.1.2 国内益生菌产品存在的问题
1.2 益生芽孢杆菌概述
1.2.1 芽孢杆菌的简介
1.2.2 芽孢杆菌种类
1.2.3 益生芽孢杆菌的特性
1.2.4 益生芽孢杆菌的作用
1.2.5 益生芽孢杆菌产生抑菌物质的种类
1.2.6 益生芽孢杆菌的应用优势
1.2.7 益生芽孢杆菌的作用机理
1.3 芽孢杆菌的研究历史
1.3.1 芽孢杆菌属的建立
1.3.2 好氧芽孢杆菌的类群变迁
1.3.3 好氧芽孢杆菌研究的范畴
1.4 益生芽孢杆菌研究与应用
1.4.1 益生芽孢杆菌研究意义
1.4.2 益生芽孢杆菌应用领域
参考文献
第二章 芽孢杆菌分类与鉴定
2.1 芽孢杆菌分类学
2.1.1 概述
2.1.2 芽孢杆菌的分类
2.2 芽孢杆菌鉴定方法
2.2.1 菌体与菌落形态特征描述
2.2.2 芽孢杆菌形态结构
2.2.3 芽孢杆菌生理生化特征分析
2.3 蜡样芽孢杆菌的鉴定
2.3.1 蜡样芽孢杆菌与类似菌的鉴别实验
2.3.2 国际法检验蜡样芽孢杆菌
2.3.3 DNA重组实验鉴定
2.3.4 噬菌体实验
2.3.5 分子鉴定
2.3.6 蜡样芽孢杆菌生化特性及其检验方法
2.4 地衣芽孢杆菌菌株鉴定方法
2.4.1 地衣芽孢杆菌形态观察
2.4.2 16S rDNA PCR扩增及其菌株的鉴定
2.4.3 生化鉴定
2.5 凝结芽孢杆菌的鉴定
2.5.1 凝结芽孢杆菌形态鉴定
2.5.2 凝结芽孢杆菌特性测定
2.6 枯草芽孢杆菌的生理生化特性
2.6.1 培养特征观察
2.6.2 生理生化性状测定
2.7 解淀粉芽孢杆菌形态鉴定
2.7.1 解淀粉芽孢杆菌的菌落形态特征及显微观察
2.7.2 解淀粉芽孢杆菌菌株生理生化特征
参考文献
第三章 益生芽孢杆菌的培养特性及发酵方法
3.1 蜡样芽孢杆菌的培养特性及发酵方法
3.1.1 在常用培养基上的生长及菌落特征
3.1.2 蜡样芽孢杆菌发酵培养方法
3.1.3 蜡样芽孢杆菌的发酵条件及其控制与优化
3.1.4 蜡样芽孢杆菌发酵过程优化方法
3.1.5 蜡样芽孢杆菌菌种的筛选
3.1.6 蜡样芽孢杆菌发酵动力学
3.2 地衣芽孢杆菌的培养特性及发酵方法
3.2.1 培养特性
3.2.2 菌种的培养方法
3.2.3 菌株的检测方法
3.2.4 培养基优化
3.2.5 地衣芽孢杆菌在发酵罐中发酵条件的优化
3.3 凝结芽孢杆菌的培养特性及发酵方法
3.3.1 凝结芽孢杆菌的培养特性
3.3.2 培养及检测方法
3.3.3 凝结芽孢杆菌发酵培养因素研究
3.3.4 图像采集与处理系统的构建
3.3.5 培养条件的优化研究
3.3.6 验证试验
3.4 解淀粉芽孢杆菌培养特性及发酵方法
3.4.1 解淀粉芽孢杆菌培养特性
3.4.2 解淀粉芽孢杆菌菌株培养方法
3.4.3 解淀粉芽孢杆菌发酵培养基优化
3.4.4 发酵条件的优化研究
3.5 菌种的退化预防、复壮与活化
3.5.1 退化预防
3.5.2 复壮
3.5.3 菌种活化
3.6 芽孢杆菌发酵过程与活性保护
3.6.1 发酵初期不同保护剂的添加
3.6.2 对数生长期不同保护剂的添加
3.6.3 发酵终止时不同保护剂的添加
3.7 芽孢杆菌菌体收集
3.7.1 离心力和离心时间对离心存活率的影响
3.7.2 离心力与离心时间对冻干存活率的影响
3.7.3 离心温度对离心存活率的影响
3.8 真空冷冻干燥及活性保护
3.8.1 真空冷冻干燥技术
3.8.2 影响冻干菌剂活性及贮藏稳定性的主要因素
3.8.3 芽孢杆菌冷冻干燥工艺的确定
3.8.4 芽孢杆菌冻干保护剂
3.9 工业发酵设备
3.9.1 机械搅拌通风发酵罐
3.9.2 气升式发酵罐
3.9.3 自吸式发酵罐
3.10 工业发酵污染的防治
3.10.1 染菌的检查、分析
3.10.2 灭菌
3.10.3 空气除菌
参考文献
第四章 益生芽孢杆菌的代谢
4.1 芽孢杆菌的代谢分类和调控
4.1.1 初级代谢和次级代谢
4.1.2 代谢的调控方式
4.2 芽孢杆菌对营养物质的代谢
4.2.1 芽孢杆菌对碳水化合物代谢的影响
4.2.2 芽孢杆菌对蛋白质代谢的影响
4.2.3 芽孢杆菌对酶活性及酶合成的影响
4.3 蜡样芽孢杆菌的代谢途径与主要代谢产物
4.3.1 蜡样芽孢杆菌的代谢途径
4.3.2 蜡样芽孢杆菌糖代谢途径
4.3.3 蜡样芽孢杆菌次生代谢与次级代谢产物
4.4 地衣芽孢杆菌的代谢途径与主要代谢产物
4.4.1 地衣芽孢杆菌糖代谢途径
4.4.2 地衣芽孢杆菌的主要代谢产物
4.5 枯草芽孢杆菌的代谢途径与主要代谢产物
4.5.1 枯草芽孢杆菌的代谢途径
4.5.2 枯草芽孢杆菌次生代谢与次级代谢产物
4.6 解淀粉芽孢杆菌的代谢途径与主要代谢产物
4.6.1 解淀粉芽孢杆菌糖代谢途径
4.6.2 解淀粉芽孢杆菌的主要代谢产物
参考文献
第五章 益生芽孢杆菌的生理功能及生物防治机制
5.1 医用芽孢杆菌制剂预防和治疗疾病的机制
5.1.1 优势种群学说
5.1.2 菌群屏障学说
5.1.3 生物夺氧学说
5.1.4 代谢产物和生理活性物质杀害病原微生物
5.1.5 加速损伤上皮的修复
5.2 饲用芽孢杆菌制剂的生理作用机制
5.2.1 调节动物肠道菌群平衡
5.2.2 增强动物营养代谢功能
5.2.3 增强动物免疫功能
5.2.4 产生多种酶类，提高消化酶活性
5.2.5 改善动物体内外生态环境
5.2.6 促进动物肠道等器官生长发育
5.2.7 提高动物生产性能
5.3 农用芽孢杆菌生物防治作用机制
5.3.1 促生长作用
5.3.2 竞争作用
5.3.3 拮抗作用
5.3.4 诱导植物抗性
5.3.5 微生物肥料
5.4 高效生防工程菌株的构建
5.4.1 研发新方向——构建工程菌株
5.4.2 枯草芽孢杆菌生防菌株的构建
参考文献
第六章 益生芽孢杆菌系列产品的开发与应用
6.1 医用益生芽孢杆菌
6.1.1 医用蜡样芽孢杆菌产品
6.1.2 医用地衣芽孢杆菌产品
6.1.3 医用凝结芽孢杆菌产品
6.1.4 医用枯草芽孢杆菌产品
6.1.5 医用益生芽孢杆菌制剂剂型
6.2 饲用益生芽孢杆菌
6.2.1 饲用蜡样芽孢杆菌
6.2.2 饲用地衣芽孢杆菌
6.2.3 饲用凝结芽孢杆菌
6.2.4 饲用枯草芽孢杆菌
6.2.5 饲用梭状芽孢杆菌
6.2.6 饲用益生芽孢杆菌制剂的使用
6.3 农用益生芽孢杆菌
6.3.1 农用蜡样芽孢杆菌
6.3.2 农用地衣芽孢杆菌
6.3.3 农用凝结芽孢杆菌
6.3.4 农用枯草芽孢杆菌
6.3.5 农用解淀粉芽孢杆菌
6.3.6 农用酪酸梭状芽孢杆菌
6.3.7 农用益生芽孢杆菌制剂剂型
6.3.8 农用益生芽孢杆菌制剂使用的注意点
6.3.9 农业用微生态菌剂产品技术指标
6.3.10 农用益生芽孢杆菌制剂的发展趋势
6.4 益生芽孢杆菌在酶制剂工业上的应用
6.4.1 蜡样芽孢杆菌在酶制剂工业上的应用
6.4.2 枯草芽孢杆菌在酶制剂工业上的应用
6.4.3 凝结芽孢杆菌在酶制剂工业上的应用
6.5 益生芽孢杆菌在环境保护上的应用
6.5.1 芽孢杆菌对水质净化的作用机理
6.5.2 芽孢杆菌对水生生态系统作用效果
参考文献

　　前言
　　近年来，国内外在研究、开发和应用微生态制剂方面均取得重大发展，作为微生态制剂的益生菌在各领域的应用正成为一个朝气蓬勃的新兴产业。益生芽孢杆菌是一种革兰氏阳性菌，益生芽孢杆菌（如：蜡样芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌）在其生长繁殖过程中具有分泌产生以g/L为单位计的大量酶类（如蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶、超氧化物歧化酶）、抗生素及多种氨基酸、维生素等营养物质的能力，因此被广泛应用于医药工业、饲料工业、农业等领域。益生芽孢杆菌（如：蜡样芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、凝结芽孢杆菌、酪酸芽孢杆菌）具有调节宿主微生态平衡的功能，在临床上常用于治疗腹泻、急慢性肠炎、痢疾等疾病，及缓解由抗菌药物导致的菌群失调、消化不良、食欲不振及肝炎病人腹胀等症状。将其添加在饲料中，能提高仔猪、鸡、鱼、贝、虾等的机体免疫能力，降低其发病率，并能促进其生长。此外，益生芽孢杆菌（如：蜡样芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌）是集抗菌、杀虫、促生于一体的益生菌，其活菌制剂是我国农业部正式批准生产的微生态制剂，作为生物农药，能促进植物生长、减少病虫害，提高植物抵御不良环境的能力，减少化学农药和化肥使用量，具有很高的经济和社会价值。然而，目前国内尚没有一本书籍来系统地总结益生芽孢杆菌的生产、应用和理论基础，这也是作者着手撰写本书的出发点。
　　为全面系统地介绍益生芽孢杆菌、先进生产工艺及其应用研究成果，加强本书的学术性和实用性，我们参照国内外近几十年来的理论研究成果、先进工艺和实用技术，结合自己在多种益生芽孢杆菌生产方面的理论研究、实验成果和实践体会撰写成书，以供从事芽孢杆菌乃至微生态制剂生产、科研和教学的同行们参考，为我国微生态制剂生产、应用的发展尽绵薄之力。
　　本书共分七章，分别为：绪论；芽孢杆菌分类与鉴定；益生芽孢杆菌的培养特性及发酵方法；益生芽孢杆菌的代谢；益生芽孢杆菌生理功能及生物防治机制；益生芽孢杆菌系列产品的开发与应用。
　　在本书的成书过程中，感谢国家“863”项目“优良食品微生物高通量筛选与细胞选育技术”（项目编号：2011AA100901）、江苏省科技支撑计划（项目编号：BE2012373、BE2013442、BE2011354）、国家自然基金委员会资助项目（项目编号：31171644）、江苏省农业科技自主创新资金项目［项目编号：CX（12）3063、CX（12）3060］以及材料化学工程国家重点实验室研究课题（项目编号：ZK201304）的大力支持。感谢杨文革、沈飞、管珺、殷晶晶、雷子瑜、唐容容、刘翔、支文标、张棋、梁萌萌、刘艳、曹翠翠等人为此书收集资料，协助绘图、排版等，谨此致谢。
　　由于益生芽孢杆菌系列微生态制剂领域的发展非常迅速，许多新理论、新技术、新成果尚未及时吸收编入本书，加上水平有限，错误及不妥之处在所难免，恳请读者批评指正，不胜感激。愿这本书能对从事这项工作的实践者们起到抛砖引玉的作用。
　　作　者
　　2014年5月于南京工业大学

　　抗生素添加剂的应用开始了20世纪50年代，但是抗生素添加剂过多使用带来的残留和富集问题已经成为一种公害，其安全问题也引起人们越来越多的关注。针对抗生素残留和滥用的问题，科学探索其有效的解决办法已成为微生物学和饲料科学界当前研究的热点。在若干抗生素的替代品中，益生菌被认为是最有潜力的一种。目前，益生菌已经广泛应用于人类身体保健、动物营养、饲料和农业等方面，通过人体摄入、动物采食和植物利用，益生菌能够维持动植物微生态平衡，同时，他们还具有促进消化、提高免疫力及分泌产生一些维生素类物质供肠道吸收和植物利用等。更重要的是，益生菌的研究、生产和应用更多的是从抗生素添加剂替代的角度出发，有效地提高动物的生产性能、饲料转化效率和减少植物病虫害的发生。虽然早在1989年Fuller就对益生菌进行了系统性的理论阐述，但只是在近十年才发展成为研究的一个热点。这主要归因于抗生素在动物生产中的大量使用引发了一系列的公共安全性问题。因此，加强对益生菌的基础与应用研究，提高其在动物生产领域中应用的数量与质量，对于生产出无公害、无污染的畜禽产品，保持生态畜牧的可持续发展具有重要意义。
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