木醋杆菌发酵大豆糖蜜产细菌纤维素的研究

利用木醋杆菌1.1812发酵大豆糖蜜,生产细菌纤维素(BC)。采用单因素和响应面法优化发酵培养基,通过傅里叶红外光谱、扫描电子显微镜和拉伸强度测定仪对细菌纤维的结构和性质进行表征。结果表明,木醋杆菌发酵大豆糖蜜的优化培养基配方:糖蜜可溶性固形物含量4.45°Brix、氮源(m~(蛋白胨):m_(酵母浸粉)=1∶1)24.39 g/L、硫酸镁1.42 g/L、磷酸氢二钠1.95 g/L、柠檬酸0.98 g/L。在此条件下发酵5 d,BC产量为(5.85±0.27)g/L(干基),是基本培养基BC产量【(2.72±0.16)g/L】的2.15倍。与相同条件下基本培养基BC相比,大豆糖蜜培养基不改变BC的化学基团。随着发酵时间的延长,大豆糖蜜BC纤维网状结构愈加致密,拉伸强度显著提高,持水性基本一致(P0.05)。     

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。     

抑制致病菌益生乳杆菌的胁迫耐受性及免疫活性

以16株乳杆菌为研究对象,分析其对病原菌金黄色葡萄球菌、鼠伤寒沙门氏菌及大肠杆菌的抑菌能力,黏附及干预病原菌黏附Caco-2细胞的作用,对酸及胆盐胁迫的抗逆性及对免疫细胞的调节活性。结果表明,植物乳杆菌KLDS 1.0328等乳杆菌的无细胞发酵上清液的抑菌圈直径均在15 mm以上。以鼠李糖乳杆菌LGG为对照,体外筛选出6株对Caco-2细胞体外黏附能力强或与之相当的菌株。基于竞争、排阻及置换试验,复筛出4株抑制病原菌和对Caco-2细胞黏附能力较强的乳杆菌,其中植物乳杆菌KLDS 1.0328竞争性抑制鼠伤寒沙门氏菌的抑制率为(72.52 ± 4.94)%。此外,证实植物乳杆菌KLDS 1.0328对酸及胆盐的耐受性较强,对免疫细胞活性有较好的调节作用,具有在食品工业开发、应用的潜力。     

居间驹形氏杆菌发酵大豆糖蜜生产细菌纤维素条件的优化

通过居间驹形氏杆菌(Komagataeibacter intermedius CGMCC12562)发酵生产细菌纤维素,以大豆糖蜜作主要发酵原料,优化发酵工艺参数,提高细菌纤维素产量。在单因素试验的基础上,筛选出对细菌纤维素产量影响较大的4个因素,即大豆糖蜜可溶性固形物含量、玉米蛋白粉、ZnSO_4及苹果酸添加量,并通过Design-Expert响应面分析对这4个因素进行优化,得到最优的培养基及发酵工艺为:大豆糖蜜可溶性固形物含量14.13°Brix、玉米蛋白粉添加量1.6%、ZnSO_4添加量0.11%、苹果酸添加量0.41%;在30℃、接种量10%、装料量16%、初始pH 6.0的条件下静置培养7d,细菌纤维素产量高达(15.68±0.82)g/L。     

LuxS/AI-2群体感应系统对植物乳杆菌抵御环境胁迫的作用

LuxS/AI-2群体感应系统可介导乳酸菌种内和种间信号,其中自诱导因子-2(autoinducer-2,AI-2)对乳酸菌的益生菌活性(环境胁迫耐受、黏附和定植能力等)至关重要。然而,目前对于LuxS/AI-2群体感应系统在植物乳杆菌抵御多种环境胁迫中的调控作用仍有待系统研究。通过群体感应信号分子研究及实时荧光定量聚合酶链式反应,分析了环境胁迫下植物乳杆菌KLDS 1.0328信号分子AI-2产量及群体感应关键基因luxS和pfs的转录情况。结果表明:酸胁迫可诱导信号分子AI-2的产生,强酸及强碱胁迫下可显著促进luxS及pfs的转录(P<0.05)。低温25℃、高温50℃、质量分数6.0%NaCl及质量分数3.0% NaCl+3.0% KCl诱导的高渗透压胁迫均会显著抑制菌体的增殖和代谢产酸,并抑制信号分子AI-2的产生;25℃低温胁迫会上调luxS及pfs基因的转录。随着高渗胁迫程度的增强,luxS及pfs基因的转录水平均逐步上调。营养胁迫诱导植物乳杆菌KLDS 1.0328产生更多的信号分子AI-2;随营养胁迫程度的加剧,luxS的转录水平显著上调,在营养物质体积分数为20%时,luxS及pfs基因的转录均达到最高水平,而pfs基因的转录在营养物质被稀释至体积分数为40%~60%时被显著抑制(P<0.05)。研究结果表明,多种环境胁迫下LuxS/AI-2群体感应系统具有不同的变化规律,且在植物乳杆菌KLDS 1.0328的抗逆过程中发挥重要作用。     

乳酸菌对糯玉米黏豆包品质的影响

对5株发酵黏豆包乳酸菌的发酵性能及生长特性进行研究,以发酵过程中的发酵液pH、可滴定酸度和活菌数为指标,研究黏豆包发酵剂的菌种及其培养基成分和培养条件;对自然发酵和人工接种发酵剂发酵的黏豆包进行对比分析,结果表明,当植物乳杆菌A9和肠膜明串珠菌LN1的比例为2 ∶ 1时,产酸量和活菌数具有优势显著。发酵糯玉米黏豆包用乳酸菌发酵剂的最佳培养基配方为脱脂乳150 g/L,葡萄糖30 g/L,玉米蛋白粉10 g/L,玉米汁40 g/L;最佳培养条件为培养温度30 ℃,初始pH 6.6,装料量40 mL/250 mL,最终得到发酵培养基中的活菌数可达（2.04 ± 0.06）×109 CFU/mL。与传统自然发酵相比,人工接种发酵剂生产的糯玉米黏豆包,其黏性、咀嚼性及感官质量具有显著优势（P<0.05）,而其它质构特性差异不显著。这表明乳酸菌发酵剂在黏豆包发酵中表现出很好的活力及发酵性能,能显著提高糯玉米黏豆包的品质,缩短发酵时间。     

干酪乳杆菌细菌素的抗菌机制分析

目的：分析和预测干酪乳杆菌细菌素基因及其编码蛋白的分子结构和理化性质,明确细菌素的抗菌机制。方法：利用生物信息学软件进行细菌素编码蛋白的结构预测和功能分析,采用氨基酸定点突变技术对预测的氨基酸位点进行点突变,检测突变体的抗菌活性。结果：干酪乳杆菌细菌素（LacA和LacB）属于热稳定、分泌信号肽的跨膜蛋白,LacA蛋白存在典型的抗菌结构域GxxxG,构建LacA蛋白中第40位V和第57位I的突变载体,两个位点中任何一个发生突变都明显影响细菌素的抗菌活性。结论：推测V40和I57是干酪乳杆菌细菌素发挥抑菌活性的关键氨基酸位点,为今后探索干酪乳杆菌细菌素（class IIb）抗菌机制提供理论依据。