蜡样芽孢杆菌( Bacillus Cereus)是革兰氏阳性需氧芽孢菌属的代表菌种。它广泛分布于自然界,常存在于土壤、尘埃、植物以及各种生熟食品和肉制品、乳制品、蔬菜、水果、干果、生米和熟饭等。以前主要作为条件致病菌来研究,最常见的是引起食物中毒。但蜡样芽孢杆菌中也有无毒的菌株,可以用来为人类服务。它们具有多种用途,用于人类,是优良的微生态制剂;作业畜禽水产用,是效果显著的饲料添加剂(称为益生素);作为细菌肥料用,称作“增产菌”;还可作为保鲜剂,对茶叶有很好的保鲜作用。它的代谢产物也可大派用场,从中可以提取珍贵的磷脂酶C和SOD (超氧化物歧化酶)。所以,开发利用此菌大有前景,可以获得可观的社会效益和经济效益。
大连医科大学微生态研究所康白教授于1979年从土壤分离出无毒的需氧蜡样芽胞杆菌,1982 年经专家鉴定投入生产,可医治腹泻,商品名为“促菌生”。该菌是活菌制剂,用来解释它的作用机理的理论是“生物夺氧”学说。即该活菌较大肠杆菌等有更快的繁殖速度,在肠道有氧条件下能大量消耗肠内氧气,造成厌氧环境促进肠道内主要菌群(厌氧菌)大量增殖以至恢复到正常水平,从而抑制致病菌或条件致病菌在肠道内增殖和生存。促菌生对婴幼儿腹泻、肠炎、痢疾均有较好的疗效,具预防作用,在5日内可使93. 47%的病例治愈,同时期的氯霉素疗效仅为51. 8%。对肠炎、痢疾的疗效,优于或至少不低于抗生素的疗效。促菌生对肝炎、肝硬化的腹胀有明显治疗作用。许多顽固性腹胀,经促菌生治疗也可得到缓解,较目前常用的消胀药优越。腹胀消失后,食欲、睡眠、精神及肝功能均有所好转。
根据生物夺氧学说的原理,将该菌应用于茶叶保鲜取得了突破性进展。利用蜡样芽孢杆菌能形成生物膜具有良好的阻导性能之优点,将其微量地掺入绿茶之中,经限氧包装后,能长久保存,具有新茶风味和必有的微量元素及维生素含量,从而大大提高了绿茶品位,他们称此茶为“得雨活茶”。
蜡样芽孢杆菌制剂对畜禽腹泻有很高的防治效果。不但治愈率高,不产生耐药性,无毒副作用,而且具有生长促进作用,能提高饲料转化率,缩短生长期,增加产肉和产蛋率,如育猪料添加0. 1%增重16%以上。该制剂成本低、价格便宜、效果明显、用药方便,明显优于抗生素。经临床试验证明,对雏鸡白痢,鸡水泻和顽固性下痢,仔猪黄白痢,猪水肿病,猪腹泻,犊牛下痢,兔腹泻,鹌鹑下痢,鸭下痢,羔羊痢和青鱼、草鱼肠炎等防治效果显著,治愈率均在90%以上。
中国农业大学(原北京农业大学)植物生态工程研究所研制的“增产菌”是从植物体内分离筛选的多种芽孢杆菌,多数隶属蜡样芽孢杆菌(目前生产上使用的增产菌菌株,如83-10,A-47, M22等,均为蜡样芽孢杆菌)。利用它们制成的生态制剂,具有增强作物抗逆性、提高作物品质、促进植物发芽和根系生长及生长发育,从而达到增加作物产量的目的。据统计,至1990年,我国30个省、市、自治区50余种作物上累计使用“增产菌”面积达2600万亩,并获得显著增产效果。近年,中国农业大学微生态研究所又提出“益微系统工程”的新概念。所谓益微,是有益微生态制剂的简称,益微是增产菌产品的新一代系列产品。益微系统工程包括四个支持工程——生态工程(内生共生菌的选育)、遗传工程(构建益微工程菌)、代谢工程(SOD酶系统工程)、发酵工程(固体粉剂发酵工艺及设备)。四个工程交替作用,相互补充,逐步完善。
蜡样芽孢杆菌的代谢产物磷脂酶C现在越来越受到重视。磷脂酶C (phospholipase C,简称PLC)是一类可催化磷脂C3上的磷氧键水介断裂的酯类水介酶,广泛存在于原核和真核生物中,但细菌(如蜡样芽孢杆菌、韦氏棱菌)中含量最丰富。过去,原核生物的PLC作为一种外毒素主要用作疫苗以防止手术中某些细菌的感染。80 年代以来,发现PLC的重要性是它在细胞信息中的作用,如PLC用作细胞膜探针探讨真核生物的细胞代谢和生长;PLC对细胞膜上活性药物过程中的受体与第二信使的形成、传递和穿透效应的作用。PLC 的抗血凝作用也受到重视,有可能成为抗血栓的预防制剂。近来发现PLC在皮肤病(如硬皮症、牛皮癣、湿疹、红斑狼疮等)治疗上有独特疗效。PLC还可用来制备酶改性磷脂,以此改进磷脂性能,扩大使用范围。
磷脂酶C作用于细胞膜上的神经鞘磷脂的主要水介产物神经酰胺(又称脑酰胺,即N-脂酰鞘氨醇),作为一个新的第二信使分子参与调节细胞的生长、分化,特别是在介导细胞凋亡中的意义已引起人们的极大关注。全新的以“神经鞘磷脂环”为生化基础的信号转导途径的阐明将为有关疾病(特别是肿瘤)的防治开辟新的思路。
由于神经酰胺( Ceramide)的结构和极性与皮肤角质层蛋白和毛发纤维极相似,易为人体皮肤和毛发吸收并能促进其他营养物质的渗透,所以神经酰胺又可作为调理性化妆品的新颖原料,是保持皮肤水分和屏障功能的重要组分,国内有的厂家称它为天然凝水素。
总之,蜡样芽孢杆菌是大有用途的。不但菌体可用,发酵液也很宝贵。发酵液是提取磷脂酶C的好材料,综合利用可以产生很高的经济效益。