植物乳杆菌素研究进展

植物乳杆菌素是植物乳杆菌产生的一类具有抑菌活性的肽类，可以抑制许多革兰氏阳性菌。作者简述了细菌素的分类、植物乳杆菌素的抑菌范围和抑菌机制，并简要介绍了几种植物乳杆菌素的性质。尽管目前植物乳杆菌素还未被批准作为防腐剂在食品中使用，但植物乳杆菌已被广泛地应用到食品工业中，相信不久的将来植物乳杆菌素作为一类理想的天然食品防腐剂，应用前景将十分广阔。     

植物乳杆菌KLDS1.0391在酸奶体系中的细菌素产生特点

植物乳杆菌KLDS1.0391能够合成细菌素,也是益生菌,在食品中既可作为益生菌使用,也可作为辅助发酵剂用于生物防控,该研究主要考察了KLDS1.0391菌株在酸奶体系中细菌素的产生特点。研究结果表明,在发酵的6 h期间,抑菌活性随发酵时间延长而增强,发酵结束时,添加植物乳杆菌KLDS1.0391酸奶组的抑菌活性显著高于仅使用酸奶发酵剂的对照组(P<0.01)。与对照组相比,加入辅助发酵剂的实验组的感官品质未发生明显的变化。植物乳杆菌KLDS1.0391具备开发益生酸奶的潜力。     

产细菌素乳酸菌原生质体融合

原生质体融合是一种直接有效的生物技术手段,可以快速改变微生物性状。作为一种20世纪70年代发展起来的基因重组技术,它有着其它技术无可比拟的优势,可以克服种间的不育性,使融合子同时具有双亲的优良性状。植物乳杆菌ZJ316具有良好的抑菌性,本试验中通过原生质体融合技术进一步提高其抑菌活性。群体感应系统(QS系统)在细菌素调控合成过程中起着重要的作用。本实验室对植物乳杆菌ZJ316全基因组进行测序,发现其QS系统中缺少两个重要的调控基因:plnC和plnD。然而,通过PCR验证,发现另一株具有良好抑菌活性的植物乳杆菌ZJQ基因组中含有plnC和plnD基因,说明成功获得植物乳杆菌ZJ316与植物乳杆菌ZJQ原生质体融合子,增加了细菌素产量,提高了抑菌活性。     

戊糖乳杆菌细菌素的抑菌特性研究

乳酸菌产生的细菌素具有防腐抑菌的作用,越来越受到人们的重视。但乳酸菌产生的细菌素多只对近缘乳酸菌菌株有抑制作用,研究旨在研究一株戊糖乳杆菌产生的细菌素对食品中常见的腐败菌的抑制作用。利用滤纸片法以大肠杆菌、枯草芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌、青霉作为指示菌进行抑菌研究,探讨了p H、Na Cl浓度、发酵时间和热处理对细菌素抑菌效果的影响。得出发酵培养基初始p H为3,不添加Na Cl,发酵36 h时戊糖乳杆菌产生的细菌素抑菌效果最好,为戊糖乳杆菌细菌素的应用提供科学依据。     

群体感应调控下的乳酸菌细菌素合成

细菌素是一种在新陈代谢过程中由核糖体合成的具有抑菌作用的抗菌肽,因此被作为天然、无毒抗菌剂并广泛应用到食品行业中。群体感应是细菌细胞间通过对自诱导物浓度的感知,从而对基因表达进行调控的行为,现已证明乳酸菌的群体感应是细菌素合成的关键调控机制。作者主要综述了目前乳酸菌细菌素的研究现状、细菌素的系统分类、群体感应信号的转导机制及其对乳酸菌细菌素合成的调节,以促进对细菌素的研究及应用。     

酸胁迫条件对粪肠球菌Gr17代谢合成细菌素的影响

目的:粪肠球菌Gr17分离自中国传统发酵酸鱼，可以代谢合成新型广谱IIa类细菌素enterocin Gr17，有作为发酵食品功能性菌株的巨大应用潜力，然而该菌株应用于实际发酵环境时会面临各种胁迫条件，酸胁迫是其中主要的胁迫因素之一。本研究旨在探讨不同酸胁迫条件对菌株Gr17生长及代谢合成细菌素的影响。方法:在筛选可正向影响细菌素合成的酸胁迫条件参数基础上，测定该条件下细菌素生物合成相关基因的表达水平变化，分析其影响机制。结果:与正常生长条件pH 7.0相比，在pH 4.5~6.5的酸胁迫条件下，菌株Gr17的菌体密度会随pH值的下降而降低；pH 5.0～6.5的酸胁迫条件可明显正向提高细菌素的分泌合成量，其中pH 5.5的酸胁迫条件最为明显。在此条件下，细菌素生物合成相关ABC转运系统as-48H、as-48G、as-48F、as-48E基因表达在处理时间48 h内没有显著变化，种内群体感应调控系统自诱导肽基因entIP在8 h时表达量明显提高，双组分基因entPK、entR以及细菌素编码基因entGr17在12 h时表达量明显提高。结论:基于以上结果，推测pH 5.5的酸胁迫条件可以促进自诱导肽的分泌表达，正向调控种内群体感应系统，从而增加细菌素的合成。本研究结果对于从分子水平上全面揭示实际发酵环境中乳酸菌细菌素的合成调控行为，最大限度地提高产细菌素乳酸菌在发酵生产中的应用价值具有重要的科学和现实意义。     

微生物共培养促进植物乳杆菌RX-8高效合成细菌素的调控机制

目的:植物乳杆菌RX-8是一株分离自中国传统泡菜的益生菌,该菌株具有产Ⅱb类细菌素植物乳杆菌素(Plantaricin)EF的优良特性,然而产量较低。目前采用与外源微生物共培养的方式提高细菌素产量,然而共培养体系中具体的调控机制尚不清楚。本研究通过敲除种内群体感应信号分子的关键基因plnA,构建种内群体感应缺失的共培养体系,探究微生物共培养对于细菌素高效合成的内在机制。方法:构建基因缺失突变菌株植物乳杆菌ΔRX-8,通过突变菌株和野生菌株与枯草芽孢杆菌1.8715在共培养过程中的生长差异、信号分子分泌量变化以及相关基因的表达量,探究种间群体感应系统促进细菌素高效合成的作用机制。结果:在敲除关键基因plnA后,共培养中突变菌株生长曲线上与野生菌株并无明显差异,而细菌素产量有所下降。与纯培养相比,共培养体系中群体感应信号分子AI-2的分泌量在前期显著增加,而后趋于一致,从菌株水平上看并无明显差异。纯培养体系中,突变菌株的双组分系统plnBCD基因表达量略低于野生菌株,细菌素合成基因plnEF的表达量同样有所下降,然而,并不影响种间信号分子AI-2合成的基因LuxS和pfs的相对表达量。结论:在种内信号分子缺失的共培养体系中,种间信号分子可以正常分泌,种间群体感应系统可以发挥作用,推测可能存在共用双组分系统,共同促进细菌素的高效合成。     

植物乳杆菌代谢产物抑菌机制与应用研究进展

植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum, Lp)是一种多功能乳酸菌, 属于乳酸菌的同型发酵菌, 其代谢可产生有机酸、小分子肽、过氧化氢等生物活性物质, 常用于发酵的乳制品、肉制品、蔬菜等。Lp及其代谢产物具有良好的抑菌作用, 对革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌均有抑制效果, Lp代谢产生植物乳杆菌细菌素和苯乳酸能有效抑制常见致病菌, 且相对安全, 将来可作为新型食品添加剂。该菌不仅延长食品保质期, 提高食品的风味、口感, 且对人体健康有积极影响, 食用植物乳杆菌发酵食品对肠道健康有良好影响, 可降低血清胆固醇、冠心病风险, 缓解抑郁等, 因此, 该乳酸菌极具应用前景。本文主要针对植物乳杆菌代谢产物中抑菌物质的产生途径、抑菌机制以及其在食品和健康产业中的应用进行综述。     

全局调控因子CodY在益生菌中的研究进展

CodY是一个具有一定的保守性的全局转录调控因子,普遍存在于低G-C含量的革兰氏阳性菌中。对枯草芽孢杆菌、乳酸乳球菌等益生菌的研究表明,CodY对菌株的碳代谢、氮代谢、胁迫响应、营养物质的吸收以及自然感受态等具有重要的调控作用。文中对益生菌中调控因子CodY的结构、调控机制和结合位点进行综述,并以枯草芽孢杆菌和乳酸乳球菌等为例介绍CodY的调控作用,为进一步改造菌株,探索CodY潜在的调控功能,以及为其在食品发酵中的应用提供参考。     

行业动态

植物乳杆菌产细菌素的研究通过鉴定中国农业大学食品科学与营养工程学院主持完成的“植物乳杆菌产细菌素的研究及其在发酵香肠中的应用”项目,已通过了教育部组织的专家鉴定。他们从我国传统宣威火腿中分离筛选到了一株高产细菌素的植物乳杆菌L-1;确立了一条经济合理、适合工业化生产该细菌素的分离纯化技术(工艺)路线;探明了植物乳杆菌细菌素L-1对肉源单核细胞增生李斯特氏病原菌作用机理;利用产细菌素植物乳杆菌L-1作为发酵,剂开发出了2种新型发酵香肠,产品的品质优良,风味和感官特性好。行业动态我国软包装罐头企业首次通过欧洲双认证…     

微生物共培养对植物乳杆菌RX-8合成细菌素的诱导作用

目的:植物乳杆菌RX-8分离自中国传统泡菜,可代谢合成Ⅱb类细菌素plantaricin EF.该细菌素抑菌谱广,加工应用特性良好,有作为天然食品生物防腐剂的巨大潜力,然而,其合成水平较低,工业化生产及应用严重受限.本研究探讨外源微生物共培养作为环境刺激因子,诱导菌株RX-8高效合成plantaricin EF的可行性...     

氨基酸对植物乳杆菌KLDS1.0391生长及细菌素合成的影响

为探究氨基酸对植物乳杆菌生长及细菌素合成的影响，调节化学成分确定培养基中的氨基酸组成，培养植物乳杆菌KLDS1.0391，采用高效液相色谱法测定乳酸含量，通过实时聚合酶链式反应（real-time polymerase chain reaction，real-time PCR）分析细菌素和氨基酸合成相关基因的表达。结果表明，天冬氨酸、组氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、脯氨酸、苏氨酸、酪氨酸、天冬酰胺及谷氨酰胺的缺失导致该菌生长能力和细菌素合成量均显著降低（P＜0.05）；谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸、半胱氨酸、精氨酸、苯丙氨酸、丝氨酸、色氨酸及缬氨酸的缺失仅影响菌体生长，对细菌素合成无明显影响；而赖氨酸胁迫（缺失及过量）对菌体的生长影响很小，但却显著影响细菌素的合成。色谱结果显示，赖氨酸、酪氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、甲硫氨酸、天冬氨酸、天冬酰胺、脯氨酸及苏氨酸单缺失后乳酸含量升高。real-time PCR结果表明，细菌素合成相关基因plnEF、plnD及plNC8HK因赖氨酸的缺失表达显著下调（P＜0.05），而上述基因在外源赖氨酸质量浓度达到2.0 g/L前，上调水平随赖氨酸添加量的增大而增大。氨基酸合成关键基因dapG、yclM 因赖氨酸缺失表达显著上调，相反，上述基因在赖氨酸质量浓度为2.0 g/L时表达量显著下调（P＜0.05）。由上述研究结果推测，当赖氨酸缺失时，菌体通过上调基因dapG 和yclM 的表达以合成多种蛋白质保证其正常生长代谢，赖氨酸可正向诱导该菌细菌素合成，其可能作为细菌素合成底物发挥作用。     

The locus responsible for production of plantaricin S,a class IIb bacteriocin produced by Lactobacillus plantarum LPCO10, is widely distributed among wild-type Lact. plantarum strains isolated from olive fermentations

The genes plsA and plsB encoding for production of plantaricin S (Pls), a two-peptide bacteriocin produced by Lactobacillus plantarum LPCO10, are commonly distributed among wild-type Lact. plantarum strains isolated from olive fermentations. Among 68 independent isolates from different olive processing plants in South Spain, 15 of them were shown to produce bacteriocins that were active against other lactic acid bacteria, as well as spoilage and pathogenic bacteria. On the basis of PCR amplification and hybridization with specific probes, the Pls operon was detected in all the bacteriocin producer strains but not in the non-producer ones. Purification and subsequent amino acid sequencing of the bacteriocin produced by some of the 15 isolates yielded both the alpha and beta peptides from Pls. These results suggest that bacteriocin production contributes an ecological advantage for the wild-type Lact. plantanum strains in the colonization of the spontaneous, traditional olive fermentation process.     

乳酸菌发酵对刺五加叶活性成分、体外抗氧化作用与降血糖相关酶的影响

为了对刺五加叶在益生菌发酵保健品领域的应用提供理论基础,以刺五加叶为原料,采用嗜酸乳杆菌、干酪乳杆菌、植物乳杆菌3种乳酸菌进行发酵,对发酵前后刺五加叶中活性成分含量变化进行研究,并评价刺五加叶乳酸菌发酵物的体外抗氧化作用与对降血糖相关酶的影响.结果表明:不同菌种的发酵能力存在差异,植物乳杆菌、嗜酸乳杆菌发酵显著增加了刺...     

与特定乳酸菌共培养对植物乳杆菌KLDS1.0391细菌素合成的诱导作用

植物乳杆菌KLDS1.0391与76株乳酸菌分别共培养后,测定培养物的抑菌活性和活菌数,判断与乳酸菌共培养对植物乳杆菌细菌素合成的影响及细菌素合成与菌体密度的关系。结果表明：植物乳杆菌KLDS1.0706、KLDS4.0315、KLDS4.0351、罗伊氏乳杆菌KLDS1.0736这4株菌与植物乳杆菌KLDS1.0391共培养后,抑菌活性显著增加(P＜0.01)。与罗伊氏乳杆菌共培养过程中细菌素的抑菌活性与植物乳杆菌KLDS1.0391的细胞密度呈现明显的正相关性,并且发现只有活的诱导菌与植物乳杆菌KLDS1.0391共培养才能够诱导细菌素的合成。     

1株产细菌素乳酸菌的鉴定及所产细菌素的诱导合成现象

从发酵大蒜中筛选到一株具有抑菌作用的菌株Br26,通过用不同蛋白酶处理判断该菌株是否为细菌素产生菌。随后,通过分析自身发酵上清液与其他乳酸菌对细菌素合成的影响,探讨该细菌素的诱导合成现象。结果表明：菌株Br26的发酵上清液经胃蛋白酶和木瓜蛋白酶处理后抑菌活性降低,确定该菌为细菌素产生菌,经16S rDNA鉴定为Weissella sp. Br26。Weissella sp. Br26在42 ℃、1/4 MRS培养时,细菌素抑菌活性消失,而当添加不同生长时期的发酵上清液时,抑菌活性显著增加,表明该细菌素可进行自我诱导。另一方面,Weissella sp. Br26与卷曲乳杆菌、瑞士乳杆菌、副干酪乳杆菌和肠膜明串珠菌的活菌共同培养后,发酵液pH值未有明显变化,但细菌素抑菌活性显著增加,表明细菌素的合成亦可受其他乳酸菌的诱导。综上,Weissella sp. Br26细菌素的合成是受自身发酵液及其他菌诱导调控的。     

不同来源植物乳杆菌基因组的比较分析

目的 对分离自母乳、婴儿肠道的植物乳杆菌进行全基因组测序,分析菌株间亲缘关系和细菌素合成相关基因。方法 本研究采用Illumina高通量测序平台对不同来源的植物乳杆菌进行全基因组测序,质控过滤后的数据经Unicycler组装获得基因组精细图,通过比对COG、CAZy数据库对功能基因进注释,并借助BAGEL4等生物信息学分析工具鉴别植物乳杆菌素合成相关的基因簇,分析不同来源植物乳杆菌的益生潜力。结果 本研究5株植物乳杆菌基因组平均GC含量为44 %,母乳源植物乳杆菌基因数量多于婴儿肠道源菌株。进化树和ANI分析结果显示,分离所得菌株具有较高的同源性,相同来源的菌株更倾向于聚类到一个分支。功能注释结果显示,母乳源菌株与肠道源菌株相比拥有更多编码碳水化合物代谢的基因,且拥有完整的产植物乳杆菌素基因簇。结论 植物乳杆菌基因组GC含量、功能基因数目及产细菌素基因簇结构等与分离源有一定的关联,母乳源植物乳杆菌更适于作为潜在益生菌的候选菌株,本研究为益生菌的益生潜力研究提供了遗传学基础。     

提高乳酸菌细菌素合成量方法的研究进展

细菌素是某些细菌通过核糖体合成机制产生的蛋白质或多肽,能够抑制与其亲源关系相同或相近的微生物,某些细菌素在食品加工和发酵过程中能抑制致病菌和腐败菌。乳酸菌被认为是一般公认安全,其细菌素具有安全性高、稳定性好、抑菌谱广等优点,作为一种新型食品防腐剂备受关注,但商品化的乳酸菌细菌素十分有限,仅限于Nisin和Pediocin PA-1等少数几种,合成量低是细菌素在食品中应用受限的主要原因之一。从不同原料中筛选高产菌株、发酵培养基和发酵条件优化、诱变育种、原生质体融合、基因工程方法、群体感应系统调控六个方面,论述了增加乳酸菌细菌素合成量的方法,以期为实现乳酸菌细菌素的工业化生产提供一定的借鉴。