一株产γ-氨基丁酸屎肠球菌的筛选和发酵条件优化及其益生特性分析

为拓宽产γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid,GABA)微生物资源,以四川泡菜为分离源从中筛选高产GABA乳酸菌菌株,并对高产乳酸菌菌株进行生理生化、分子生物学鉴定,高产GABA发酵条件优化及其益生特性分析。结果表明:采用高效液相色谱对菌株产GABA能力分析发现菌株AB157的GABA产量最高为1.08 g/L。生理生化和16S rRNA鉴定菌株AB157为屎肠球菌(Enterococcus faecium)。通过单因素实验和响应面优化,确定屎肠球菌AB157的最佳培养条件为L-谷氨酸钠底物浓度5.2 g/L、发酵温度31 ℃、初始pH7、发酵时间70 h,在此条件下,屎肠球菌AB157的GABA产量达到1.60 g/L。屎肠球菌AB157的益生分析表明,其在pH2.0和3 g/L的胆盐环境中的存活率分别为39%和59%,胆固醇的脱除量为18.09 μg/mL,说明该菌株具有良好的耐酸和耐胆盐特性以及较强的降胆固醇能力,可作为潜在功能性乳酸菌资源进行后续研究开发。     

1 株产γ-氨基丁酸植物乳杆菌谷氨酸脱羧酶基因的克隆与表达

以1 株产γ-氨基丁酸（γ-aminobutyric acid,GABA）植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum）BC114谷氨酸脱羧酶为研究对象,通过聚合酶链式反应（polymerase chain reaction,PCR）技术获得该酶基因,对其进行生物信息学分析,并转入大肠杆菌BL21（DE3）中实现异源表达。采用实时荧光定量PCR、聚丙烯酰胺凝胶电泳和高效液相色谱分别测定重组菌不同发酵时间点谷氨酸脱羧酶基因的表达量、蛋白表达量以及产GABA能力。结果表明：植物乳杆菌中谷氨酸脱羧酶基因大小为1?410?bp,编码469?个氨基酸,蛋白二级结构由α-螺旋（32.2%）、β-折叠（11.5%）和无规则卷曲（56.3%）构成,完成了该酶的三维结构同源建模;成功构建了重组谷氨酸脱羧酶大肠杆菌,谷氨酸脱羧酶基因在诱导6?h相对表达量最大,而蛋白表达量较基因在转录水平表达量有一定滞后,在8?h达最大值,此时GABA产量也达最高,为2?387?mg/L。     

一株高产葡聚糖肠膜状明串珠菌肠膜亚种的筛选及发酵条件优化

为拓宽高产葡聚糖的种质资源,以四川泡菜为分离源从中筛选高产葡聚糖的乳酸菌菌株,采用苯酚硫酸法对筛选菌株进行葡聚糖产量测定,并对菌株进行生理生化及16S rRNA基因和rpo B看家基因序列的同源性分析鉴定和高产葡聚糖发酵条件优化。结果表明:菌株LM187产葡聚糖能力较强,达到38.24 g/L,进一步鉴定为肠膜状明串珠菌肠膜亚种(Leuconostoc mesenteroides subsp. mesenteroides);采用响应面中心组合实验优化产葡聚糖发酵条件,得到最优培养条件为发酵时间35 h、发酵温度30℃、蔗糖质量分数21%和接种量3%。在此优化条件下,葡聚糖产量为56.54 g/L,较优化前提高了1.48倍。肠膜状明串珠菌肠膜亚种LM187具有高产葡聚糖的能力,可作为开发保健型泡菜的潜在优质功能性微生物资源。