油酸对植物乳杆菌LIP-1生长及冻干存活率的影响及其机理

以植物乳杆菌LIP-1为研究对象,在培养基中添加不同质量浓度油酸(C18:1ω9c),研究C18:1ω9c对该菌株生长及冻干存活率的影响。结果表明:在MRS培养基中添加低质量浓度(≤0.2 g/L)C18:1ω9c可提高活菌数和冻干存活率,C18:1ω9c最适添加质量浓度为0.1 g/L,在此质量浓度下,与未添加C18:1ω9c的空白对照组相比,活菌数提高了9×108 CFU/mL,冻干存活率提高了8.38%;当培养基中C18:1ω9c质量浓度≥0.3 g/L时,菌株的生长受到抑制。用气相色谱法分析细胞膜脂肪酸构成,结果显示,与空白对照组相比,0.1 g/L组不饱和脂肪酸与饱和脂肪酸比值提高了0.45%,环丙烷脂肪酸(C19cyc11)比例上升了8.35%;相关性分析表明,棕榈酸与C19cyc11之间呈显著负相关,硬脂酸与C18:1ω9c呈显著负相关;荧光显微镜下观察植物乳杆菌LIP-1冻干菌体,实验组发出绿色荧光的菌体明显多于对照组,这说明在冷冻干燥过程中实验组细胞膜完整性维持得较好;测定冻干后植物乳杆菌LIP-1上清液中β-半乳糖苷酶的活性,发现实验组上清液中酶活性低于MRS组,表明低质量浓度C18:1ω9c(≤0.2 g/L)能维持细胞膜的完整性,降低β-半乳糖苷酶的泄漏量。结论:培养基中添加低质量浓度C18:1ω9c能促进菌体合成C19cyc11,诱导饱和脂肪酸转化为不饱和脂肪酸,提高菌株对冷冻干燥的抗性。     

培养条件对植物乳杆菌LIP-1抗冷冻活性的影响

以前期优化的MRS培养基为基础培养基,采用二次响应面分析法优化植物乳杆菌LIP-1的培养条件（温度、接种量、初始培养pH）,研究改变培养条件是否可提高植物乳杆菌 LIP-1高密度发酵培养后的活菌数以及对冷冻干燥后菌株的冻干抗性的影响。结果显示：最佳培养条件：培养pH6.7、培养温度36 ℃、接种量8.8%,在此培养条件下,植物乳杆菌LIP-1高密度发酵后活菌数为10.1855 lg（CFU/mL）,冷冻干燥后的存活率达83.40%,与未优化的培养条件相比,发酵培养后活菌数及冻干存活率显著提高（P<0.05）,分别提高0.2935 lg（CFU/mL）和8.46%。结轮：通过改变培养条件可显著提高植物乳杆菌LIP-1的高密度发酵活性和冷冻干燥存活率。     

优化培养基对冷冻干燥后植物乳杆菌LIP-1活性的影响

以MRS培养基为对照,研究经优化后的培养基对植物乳杆菌LIP-1的活菌数以及冷冻干燥后存活率的影响,并测定2组样品细胞膜脂肪酸成分的差异、冷冻干燥前后细胞膜的性能及相关酶活性的变化,探求改变培养基成分影响菌株抗冷冻干燥的内在作用机制。结果显示:与对照组相比,优化后的培养基在发酵后活菌数及冷冻干燥存活率均有显著提高(P0.05);优化培养基可以显著提高菌株细胞膜中不饱和脂肪酸与饱和脂肪酸的比值,并且环丙烷脂肪酸的含量显著增加(P0.05),增加了细胞膜的流动性,降低了细胞膜的冻干损伤;此外优化培养基对β-半乳糖苷酶、Na+K+-ATP酶和乳酸脱氢酶的活性具有很好的保护作用。结果表明,通过改变培养基成分可以改善细胞膜的脂肪酸组成并减少抗冷冻干燥对一些关键代谢酶的损伤,从而提高菌株的抗冷冻干燥性能。该研究为提高益生菌的冷冻干燥保藏性能和加强发酵剂的开发应用,以及探究菌株损伤机制等方面提供了一定的理论参考。     

初始pH值对植物乳杆菌LIP-1抗冷冻干燥性能的影响

为探究不同初始培养pH值对植物乳杆菌LIP-1抗冷冻干燥活性的影响,以前期优化的培养基为基础,利用单因素试验筛选初始pH值不同,生长量较高,而冻干存活率存在显著差异的组别,对其进行细胞膜脂肪酸组成及关键细胞酶活性的测定。结果显示,在初始pH 6.8和7.4的培养条件下,发酵活菌数较高且无显著性差异,分别为9.79,9.70 lg（CFU/mL）;而其冻干存活率差异显著（P<0.05）,分别为81.76%,72.43%。适宜的初始pH值可通过提高细胞膜不饱和脂肪酸的含量和保持较好的酶活性等方式,维持细胞膜的完整性,减少菌株的冻干损伤,进而提升菌株的抗冷冻干燥性能。本研究结果为提高乳酸菌抗冷冻干燥性及促进我国益生菌发酵剂的工业化生产提供了一定的理论参考。     

预培养冷冻干燥制备植物乳杆菌发酵剂

为提高菌体冷冻干燥存活率,制备发酵活力高的植物乳杆菌发酵剂,通过在MRS培养基和蕉杆培养基中比较不同收获期的菌体发酵活力,确定菌体培养最佳收获期;通过单因素实验和正交实验考察预培养时间、温度和保护剂海藻糖浓度对冻干存活率的影响;比较冻干发酵剂和新鲜菌液在MRS培养基和蕉杆培养基中的发酵活力。结果表明:对数末期为培养植物乳杆菌S14的最佳收获期;预培养的最优条件为温度37℃,预培养时间45 min,海藻糖浓度10%,冻干存活率达89.9%;植物乳杆菌S14冻干发酵剂的发酵活力与新鲜菌液的发酵活力十分接近。该发酵剂适用于蕉秆青贮发酵。     

植物乳杆菌的降胆固研究

对植物乳杆菌MA2的体外和体内降胆固醇活性进行了研究,结果显示:培养基中添加的胆固醇的初始浓度对植物乳杆菌MA2的胆固醇去除率影响显著,当胆固醇的终质量浓度为30mg/dL,不添加胆盐的条件下,菌株MA2的胆固醇去除率达到(55±4.5)%。死菌体和休眠菌体也可去除培养基中的胆固醇,且菌体细胞浓度的影响显著。添加胆盐对菌株MA2的胆固醇去除率影响显著。体外实验表明植物乳杆菌MA2通过吸附胆固醇,进而将胆固醇吸入菌体细胞中来降低培养基中的胆固醇。MA2菌株可显著降低大鼠血清总胆固醇、甘油三酯的水平,表明其作为降血脂的益生菌的应用潜力。     

来源于传统发酵乳制品的植物乳杆菌对赭曲霉毒素的吸附作用研究

对来源于传统发酵乳制品的27株植物乳杆菌对液体培养基内赭曲霉毒素(OTA)的清除能力、清除途径、影响因素进行研究。结果表明,植物乳杆菌是通过吸附作用清除MRS培养基内的OTA,菌株Lp22、Lp39和Lp4的吸附率分别为54.50%、50.79%和48.80%;菌体细胞吸附毒素形成的复合物不稳定,90%添加到培养体系内的OTA可以通过PBS溶液和乙腈/水溶液回收;活性和热失活菌株都具有结合OTA能力,菌体吸附PTA的能力与培养时间、菌体浓度和培养温度有关。     

营养胁迫植物乳杆菌KLDS 1.0328的生理特性及其冷冻干燥菌粉贮存稳定性分析

为探究冷冻干燥植物乳杆菌KLDS 1.0328的贮存稳定性受初始营养条件调控的差异性,分析葡萄糖胁迫、吐温80胁迫以及葡萄糖和吐温80复合胁迫对该菌株生长、产酸、细菌素抑菌活性、形态、细胞膜脂肪酸和菌粉贮藏过程中存活率的影响。研究发现,葡萄糖和吐温80胁迫对菌体的生长、产酸和细菌素的产生有不同程度的影响。扫描电镜结果显示,吐温80胁迫或葡萄糖和吐温80复合营养胁迫环境下,菌体由短杆状转变为长棒状或卵圆形,尺寸也随之增大或减小。经多种营养胁迫处理后,各处理组中菌体细胞膜的不饱和脂肪酸与饱和脂肪酸含量比值均有所提高。此外,葡萄糖胁迫可显著提高冷冻干燥植物乳杆菌KLDS 1.0328在－18 ℃贮存42 d期间的稳定性和存活率。     

酵母菌代谢产物对植物乳杆菌AB-1生产苯乳酸的影响

以植物乳杆菌AB-1（Lactobacillus plantarum AB-1）为研究对象,探究不同培养基组成以及外源添加酵母菌无细胞发酵上清液（cell-free supernatant,CFS）对植物乳杆菌AB-1生产苯乳酸的影响。结果表明,将培养植物乳杆菌AB-1的MRS培养基中葡萄糖浓度由20.0 g/L提高至27.5 g/L、蛋白胨浓度由10.0 g/L提高至30.0 g/L时,苯乳酸产量从81.2 mg/L提高至103.8 mg/L,提高了27.8%（P<0.05）。在此基础上,外源添加15%经40 h发酵的酵母菌E1 CFS,可使苯乳酸产量达到130.2 mg/L,相较于优化MRS培养基和初始MRS培养基分别提高了25.4%和60.3%（P<0.05）。进一步研究表明,植物乳杆菌AB-1苯乳酸产量的提高可能与酵母菌CFS中苯丙氨酸（Phe）和α-酮戊二酸（α-KG）两种代谢产物有关。综上,该研究通过优化培养基及外源添加酵母菌CFS的方法,找到一种提高植物乳杆菌AB-1生产苯乳酸能力的培养方式。     

植物乳杆菌冻干保护剂的优化及其保护机制

为优化以菊粉为主要基质的植物乳杆菌冻干保护剂配方,通过部分因素试验设计筛选保护剂成分,利用中心优化组合设计确定最佳保护剂配方,从菌体形态和细胞膜水平研究保护剂对植物乳杆菌的保护机制。试验结果表明,添加菊粉对植物乳杆菌的冻干存活率影响显著,谷氨酸钠和山梨醇能增强对植物乳杆菌的保护效果;优化后的植物乳杆菌冻干保护剂配方:菊粉22.4 g/100 m L,谷氨酸钠12.8 g/100 m L,山梨醇4.7 g/100 m L。在此条件下植物乳杆菌存活率达86.5%。扫描电镜观察结果表明,添加复合冻干保护剂的植物乳杆菌菌体饱满、完整,而未添加保护剂的空白对照有明显的变形、塌缩,细胞间有丝状物粘连。冻干后植物乳杆菌胞内蛋白有不同程度的泄漏,添加含菊粉的保护剂的菌体胞外蛋白量明显低于对照组。结论:以菊粉为主要基质的复合冻干保护剂,可减轻冻干对植物乳杆菌的损伤,其作用机制是通过保护细胞膜实现对菌体的保护。     

Study of the internal mechanism of L-glutamate for improving the survival rate of Lactiplantibacillus plantarum LIP-1 after freeze-drying

Lactic acid bacteria are important fermentation strains, and improving their freeze-drying survival rate (FDSR) has become a hot research topic in recent years. In this research, we found that adding 0.1 g/L L-glutamate to culture medium improved the FDSR of four strains of L. plantarum. Using L. plantarum LIP-1 as an example, we explored the internal mechanism of this phenomenon. L-glutamate had this effect through two metabolic pathways. First, it made the strain grow rapidly and produce more acid, resulting in a rapid decline of pH in the culture environment. The acidic environment led to the upregulation of the dnaK gene and secG gene expression, increased DnaK protein levels, promoted its anchoring effect on the cell membrane, and enhanced the integrity of the cell membrane. Second, it upregulated the expression of the murL, murD, and vanY genes, increased peptidoglycan synthesis, and increased cell wall integrity. In sum, the strain obtained a higher FDSR by adjusting the cell membrane and cell wall structure using L-glutamate. This study provides a new method for improving the FDSR of lactic acid bacteria.     

影响乳酸菌共轭亚油酸产量的因素

我们从乳制品生产常用的乳酸菌中筛选出了共轭亚油酸产量较高的德氏乳杆菌保加利亚亚种(Lactobacillus.delbrueckii subsp.bulgaricus)Ldb2.培养基为MRS 培养基时,以该菌株为研究对象,测试不同条件对菌株共轭亚油酸产量的影响.这些条件包括:接菌量、底物浓度、金属离子以及培养时间等.     

可降解亚硝酸盐植物乳杆菌在广式腊肠发酵中的应用

目的:以可降解亚硝酸盐的植物乳杆菌为发酵剂,分析探讨广式腊肠制作中使用该发酵剂的产品特征。方法:研究两株植物乳杆菌分别对2%氯化钠和300 mg/kg亚硝酸钠的耐受性,以及在MRS培养基中降解亚硝酸盐的能力。并以其中一株植物乳杆菌为发酵剂加入广式腊肠中,测定不同发酵时间产品的pH值、水活度以及乳酸菌、霉菌和大肠菌的生长情况,与对照组进行比较,研究该发酵剂对发酵腊肠产品特征的影响。结论:将具有良好耐盐和耐亚硝酸盐能力,同时对亚硝酸盐具有较强降解能力的H1菌作为发酵剂加入腊肠后,降低了腊肠的pH值,同时对有害菌有明显的抑制效果,说明所选植物乳杆菌具有较好的环境适应性并显示出强大的酸化潜力,能通过抑制肠杆菌科的生长,提高微生物的安全性。因此,H1菌有望成为一种具有生物安全性的本土发酵剂。     

Effects of the repair treatment on improving the heat resistance of Lactiplantibacillus plantarum LIP-1

To improve the heat resistance of lactobacilli during spray-drying, we first investigated the effect of heat shock and repair treatment on the heat resistance of Lactiplantibacillus plantarum LIP-1, and the specific cell repair mechanism. Compared with control group, the reduction of the strain after the heat treatment (75 °C for 40 s) decreased from 1.05 to 0.36 log CFU/mL (initial cell counts 9.30 log CFU/mL) by heat shock (44 °C for 10 min). The residuals of the strain after heat-treated increased by 0.90 log CFU/mL by heat shock firstly, and then the repair treatment (30 °C for 10 min).During recovery period, the relative content of unsaturated long-chain fatty acids (C18:1n9 & C18:2n6) induced by heat shock proteins increased by 7.0%, and the amount of DnaK protein anchored on the cell membrane increased by 0.17 pg/mL. Cell membrane damage caused by heat shock was reduced and strain heat resistance was improved.Industrial relevanceOur research found that the repair treatment after heat shock reduced cell membrane damage caused by heat shock, which is a very promising technology for improving the heat resistance of L. plantarum LIP-1. This technology is also expected to be widely used in the preparation of LAB powders by spray-drying technology.     

富集钙乳酸菌的筛选及培养条件对富集效果的影响

为筛选具有较强钙转化富集能力的乳酸菌（后续用于鱼骨泥发酵）,本文研究了七种乳酸菌（植物乳杆菌CY1-1、植物乳杆菌Z7、戊糖片球菌DBY2-5-1、干酪乳杆菌D400、米酒乳杆菌DL10、嗜酸乳杆菌DL12、清酒乳杆菌YP4-5）及其复合菌株的生长能力、产酸能力和钙富集能力,研究了钙离子浓度、生长时间、pH、温度对初筛菌株钙富集能力的影响,并通过原子力显微镜观察菌体富集前后的表面结构差异,研究乳酸菌的形态变化及钙离子吸附机制。结果表明,单一菌株中钙富集量最高的是植物乳杆菌CY1-1,其次为植物乳杆菌Z7。钙富集能力较强的复合菌株为CY1-1+DL12、Z7+YP4-5,富集量分别较单一菌株提高了6.76和21.69 mg/g。试验菌株在稳定期时的钙富集能力优于对数期,最适富集的钙离子浓度为1.2 mg/mL,Z7菌株的最适pH为6,Z7+YP4-5、CY1-1、CY1-1+DL12菌株的最适pH为7.2,Z7+YP4-5复合菌株的最适温度为37 ℃,其余各组菌株的最适温度为40 ℃。原子力显微镜观察到乳酸菌与钙离子结合后表面结构凸起尖锐,与未结合菌株形态差异明显。上述结果表明,钙富集能力最强的单菌株是植物乳杆菌CY1-1,复合菌株是Z7+YP4-5;乳酸菌能有效吸附钙离子在菌体表面进行富集。     

应用新型复合保护剂制备高活性直投式干酪乳杆菌发酵剂

为应对直投式发酵剂在冷冻干燥处理中较易失活的问题,作者以干酪乳杆菌Lactobacilluscasei Zhang为研究对象,考察了不同冷冻干燥保护剂对菌体细胞生理活性的影响。研究表明,在以脱脂奶粉、山梨醇等传统冷冻干燥保护剂为保护基质的基础上,通过添加5 g/L谷胱甘肽能够将L.casei Zhang细胞的冻干存活率提高至54.5%,活菌数可达6.16×108cfu/mL。进一步分析表明,GSH使冷冻干燥后细胞的膜脂肪酸不饱和度(即U/S值)提高2.02倍,而饱和脂肪酸链长则从对照样本的17.1减少到16.0。此外,透射电镜的研究结果进一步证实,与对照样本相比,GSH能够有效维持冷冻干燥过程中细胞膜结构的完整性。上述研究结果对基于微生物细胞在冷冻干燥过程中的生理状态变化,开拓新型高效的冻干保护剂开辟了新的思路。     

Effect of oleic acid on the viability of different freeze-dried Lactiplantibacillus plantarum strains

Freeze drying is one of the most convenient ways to preserve microorganisms, but in the freeze-drying process, strains will inevitably suffer varying degrees of damage under different conditions. The deterioration of cell membrane integrity is one of the main forms of damage. The type and ratio of fatty acids in the cell membrane affect its characteristics. Therefore, it is worth investigating whether certain fatty acids can increase freeze-drying resistance. In this study, we found that adding a low concentration of oleic acid to a cryoprotectant could increase survival rate of strains of Lactiplantibacillus plantarum following freeze drying, and the optimal concentration of oleic acid was determined to be 0.001%. When 0.001% oleic acid was added to phosphate-buffered saline, the freeze-drying survival rate of L. plantarum increased by up to 6.63 times. Adding 0.001% oleic acid to sorbitol, the survival rate of L. plantarum increased by as much as 3.65 times. The 0.001% oleic acid–sucrose cryoprotectant resulted in a freeze-drying survival rate of L. plantarum of about 90%, a 2.26-fold improvement compared with sucrose alone. Although the effect of oleic acid depends on the cryoprotectants used and the strain treated, addition of oleic acid showed significant improvement overall. Further experiments showed that adding a low concentration of oleic acid to the cryoprotectants improved the freeze-drying survival rate of L. plantarum by maintaining cell membrane integrity and lactate dehydrogenase activity. Our findings provide a new strategy for safeguarding bacterial viability in commonly used cryoprotectants by the addition of a common food ingredient, which may be extensively applied in the food industry.     

抑制霉菌植物乳杆菌的筛选及功能研究

以发酵液中苯乳酸含量作为标志物筛选能够抑制霉菌的植物乳杆菌,得到一株植物乳杆菌Lp45。将其与酸乳发酵剂同时发酵酸乳,验证其对酸乳的防腐作用和对酸乳的影响,结果显示植物乳杆菌Lp45作为生物保鲜菌种在接菌量为150 U/T时具有非常好的生物保鲜作用而且使酸乳在货架期内的活菌数保持在1.0×10~8cfu/mL以上,生产适应性优秀。     

来宾酒糟酸菜中降胆固醇乳酸菌的筛选鉴定及发酵工艺研究

该研究采用钙溶圈法及MRS-胆固醇培养基从来宾酒糟酸菜汁中分离筛选具有降胆固醇能力的乳酸菌,通过形态观察及分子生物学技术对其进行菌种鉴定,同时对其耐酸性、耐胆盐性能进行研究,并以胆固醇去除率为考察指标,通过单因素试验及正交试验对其发酵条件进行优化。结果表明,筛选得1株具有去除胆固醇能力的乳酸菌,编号为XL-02,经鉴定,菌株XL-02为植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum）,其具有较好的耐酸能力和胆盐耐受性。在pH2.0的酸性环境下培养24 h,菌株存活率为3.14%;在胆盐含量为0.3%条件下培养24 h,菌株存活率为12.17%。菌株XL-02去除胆固醇的最优发酵条件为以MRS液体培养基为发酵培养基,初始pH值6.0,接种量4%,发酵温度39 ℃,发酵时间72 h。在此优化条件下,胆固醇去除率为（61.56±0.08）%。     

影响乳酸菌冷冻干燥抗性因素的研究

研究了生长培养基、菌体收获菌龄、预培养条件、保护剂等因素对保加利亚乳杆菌(Lactobacillus bul- garicus)冷冻干燥存活率和活力的影响。确定了加有1%生长因子和1%CaCO_3的NFM培养基(10%的脱脂乳),可使保加利亚乳杆菌的对数生长期延长。菌体的最佳收获菌龄为4.5 h;保护剂组成为:3%NFM+3%乳糖+3%甘油;40℃预培养1 h,其存活率可达75.5%。具有较为理想的效果。此外,在优化的试验条件下研制的冻干酸奶发酵剂制备的酸奶,达到了预定的标准。