响应面法优化植物乳杆菌发酵产胆盐水解酶的培养基成分

以胆盐水解酶的活性为响应值,采用响应面设计分析法对植物乳杆菌发酵产胆盐水解酶培养基的成分进行优化.获得最佳培养基组成(g/L):葡萄糖19.40、蛋白胨17.05、大豆蛋白胨14.00、乙酸钠1.82、K2HPO4 2.00、酵母浸粉6.00、柠檬酸氢二铵1.00、MgSO40.87、MnSO40.45、L-半胱氨酸0.5、吐温-80 2.2mL/L.在该优化条件下,胆盐水解酶产量为(7.02±0.28) U/mL,较单因素优化前提高了6.44倍.所得数学模型的预测值与实验观察值相符,能够预测不同培养条件下植物乳杆菌发酵产胆盐水解酶产量的变化.     

响应面法优化植物乳杆菌产β-半乳糖苷酶发酵培养基

采用单因素试验分析不同碳源、氮源对植物乳杆菌KLDS1.0628产β-半乳糖苷酶的影响,在此基础上利用Plackett-Burman,Box-Behnken实验设计对发酵培养基成分含量进行优化。结果表明,Plackett-Burman设计筛选出3个主要因素为乳糖、乙酸钠、柠檬酸氢二铵,其最佳质量浓度分别为16.41,10.21,5.83 g/L。在优化后的培养基下,β-半乳糖苷酶活可达3.32 U/m L,与理论预测值3.40 U/m L基本一致,酶活比优化前提高了73.8%。     

产胆盐水解酶BSH乳酸菌的鉴定及发酵条件优化

目的:鉴定降胆固醇和产胆盐水解酶的乳酸菌菌株,并通过优化发酵条件提高胆盐水解酶酶活.方法:对初步筛选的乳酸菌菌株Lp-1进行体外降胆固醇试验,采用PCR方法鉴定菌株中的胆盐水解酶基因,用16SrRNA方法鉴定该菌株,并对该菌株发酵培养基和发酵条件进行优化.结果:乳酸菌菌株Lp-1具有体外降胆固醇功能,基因组中含有胆盐水解酶基因,其脱氧核糖核苷酸序列与已发表的胆盐水解酶基因同源性为98.9%;该菌株与已发表的植物乳杆菌16S rRNA同源性为99%;通过发酵条件优化,以葡萄糖为碳源,蛋白胨、酵母粉为氮源,碳氮比1∶1,初始pH 6.5,接种量7%,在37 ℃下培养14 h,胆盐水解酶酶活最高达到11.2 U/mL.结论:鉴定到1株植物乳杆菌Lp-1(Lactobacillius plantarum Lp-1),该菌含有胆盐水解酶基因,并产胆盐水解酶;发酵条件优化后该菌产胆盐水解酶活力比优化前提高6倍.     

产胆酸盐水解酶乳酸菌的鉴定及其生物信息分析

对初步筛选得到的胆酸盐水解酶活性高的2株乳杆菌进行了16SrDNA鉴定,结果表明,KLDS 1.0317和KLDS 1.0386均为植物乳杆菌。以牛磺脱氧胆酸盐和甘氨脱氧胆酸盐为底物,对两株植物乳杆菌所产BSH的比酶活进行了测定,试验证明了BSH具有底物特异性,且两株菌降解甘氨结合胆盐的能力强于牛磺结合胆盐;利用PCR技术克隆出胆酸盐水解酶基因,翻译成相应的氨基酸,并利用生物分析手段对bsh 1基因以及其预测氨基酸序列进行了对比分析,结果表明,两株植物乳杆菌的bsh 1基因非常保守,且预测的氨基酸序列的相似性非常高,不低于98%。     

三株乳酸杆菌益生及免疫特性研究

试验以副干酪乳杆菌KLDS1.0351、植物乳杆菌KLDS1.0985及KLDS1.0986为对象,探究其耐人工胃液、肠液、耐胆盐能力及三株菌株对脾淋巴细胞增殖的影响。结果表明,三株菌株耐人工胃液、耐人工肠液和耐胆盐能力良好,副干酪乳杆菌KLDS1.0351强于植物乳杆菌KLDS1.0985和KLDS1.0986。乳酸杆菌对脾淋巴细胞活性的影响随活菌数量的增加而增大。活菌数为107 CFU/m L时,对脾淋巴细胞活性的影响为KLDS1.0986KLDS1.0351KLDS1.0985;KLDS1.0351对脾淋巴细胞的增殖具有较好的促进作用,而KLDS1.0985和KLDS1.0986两株菌株只有活菌数达到107 CFU/m L时才有促进作用。     

植物乳杆菌ZU018增殖培养基的优化

本研究以植物乳杆菌ZU018为研究对象,最终活菌数为主要参考指标,对其发酵培养基成分进行了优化。采用单因素实验选择碳源、氮源的种类及优化浓度,通过部分因子试验设计初步确定了麦芽糖、酵母浸粉及柠檬酸三铵为培养基中最主要的三个影响因素,进一步运用最陡爬坡试验及Box-Benhnken试验设计对培养基组分进行优化。结果表明,最佳优化培养基配方为:麦芽糖30.03 g/L、酵母浸粉37.50 g/L、牛肉浸粉25.00 g/L、柠檬酸三铵4.39 g/L、磷酸氢二钾2.00 g/L、乙酸钠5.00 g/L、硫酸镁 0.20 g/L、硫酸锰0.05 g/L以及1.00 g/L的吐温80。最终发酵液中植物乳杆菌ZU018活菌数相比优化前提高4.86倍,达到10.67×109 CFU/mL,为后续植物乳杆菌高密度发酵及应用提供了理论依据。     

一株降胆固醇乳杆菌的筛选及其益生作用的研究

本实验采用邻苯二甲醛法筛选出一株体外降胆固醇能力强的植物乳杆菌KLDS1.0386,该菌分离自中国内蒙古地区传统发酵乳制品,测定了其对酸和胆盐的耐受性以及对Caco-2细胞的黏附能力。结果表明,筛选出的植物乳杆菌KLDS1.0386的降胆固醇能力达到55.71%;在p H3.0的酸性环境中培养3 h的存活率为84.62%;在0.3%的胆盐环境中培养3 h的存活率为83.65%,并且该菌的黏附能力也很强,黏附率达到16.65%,说明植物乳杆菌KLDS1.0386能通过胃进入肠道并保持活性,而且能在肠道很好的定植,所以,该菌可以用做降胆固醇的潜在益生菌。     

胆盐水解酶基因在植物乳杆菌KLDS1.0386中的表达研究

本文从转录水平上研究了四种胆盐水解酶基因在植物乳杆菌KLDS1.0386中不同生长阶段的表达情况,并且分别以不同浓度的牛磺脱氧胆酸盐和甘氨脱氧胆酸盐为底物,以16s r RNA作为内参基因,利用实时荧光定量PCR技术研究不同浓度底物下的胆盐水解酶基因(bsh1、bsh2、bsh3、bsh4)表达的变化规律。结果显示,内参基因和目的基因的扩增效率均在90%~105%之间,说明目的基因的表达量可以被很好的反应出来。通过实时荧光定量PCR结果分析可知,植物乳杆菌KLDS1.0386中的4种胆盐水解酶基因随着生长时间的延长,表达量显著增加,而且在两种胆盐中都表达,基因表达量都被不同剂量(1%、2%、3%)的胆盐上调,上升幅度随着胆盐浓度的增加表现出极显著的增加趋势,而且胆盐不同,同浓度时每个基因的表达量也各不相同,在甘氨脱氧胆盐中的表达量普遍高于牛磺脱氧胆盐。     

双歧杆菌胆盐水解酶基因的重组表达、纯化与酶学性质

为了提高胆盐水解酶在大肠杆菌中的表达量,研究重组胆盐水解酶的酶学性质。利用大肠杆菌表达系统,对双歧杆菌来源的胆盐水解酶进行了表达。将PCR获得的胆盐水解酶基因克隆至表达载体p ET-22b(+),得到重组质粒p ET-22b(+)-bsh,并转化大肠杆菌BL21(DE3)。经发酵优化,重组菌在20℃、IPTG 1 mmol/L条件下诱导32 h可达最高酶活,对甘氨脱氧胆酸钠和牛磺酸脱氧胆酸钠的酶活分别为135.2 U/m L和121.3 U/m L。采用镍亲和层析柱对重组胆盐水解酶进行纯化,经SDS-PAGE分析,胆盐水解酶相对分子质量(Mr)为35.0×103。酶学性质研究表明,重组胆盐水解酶偏好水解甘氨结合胆盐,对甘氨胆酸钠的催化活性最高,达到220.1 U/mg。酶催化反应的动力学参数经Hill方程拟合,希尔系数大于1,表明底物与酶之间存在协同作用,且不同底物与重组胆盐水解酶之间存在不同的协同作用,表明重组胆盐水解酶属于变构酶。研究结果为其他来源胆盐水解酶在基因工程菌中的表达,和进一步研究胆盐水解酶的结构和催化反应机理提供了参考。     

高产D-塔格糖植物乳杆菌WU14的L-阿拉伯糖异构酶发酵培养基优化

D-塔格糖(D-tagatose)是一种新型甜味剂,具有降低血糖、改善肠道菌群等功能,被广泛用于食品及药品等领域。植物乳杆菌WU14(Lactobacillus plantarum WU14)可通过L-阿拉伯糖异构酶转化D-塔格糖,为提高其转化能力,以植物乳杆菌WU14的生物量及L-阿拉伯糖异构酶酶活为指标,通过单因素实验与响应面实验对高产D-塔格糖植物乳杆菌WU14发酵培养基及培养条件进行优化。结果表明,发酵培养基组成为(g/L):葡萄糖4.35 g、L-阿拉伯糖2.71 g、酵母浸粉17.6g、大豆蛋白胨17.6 g、无水乙酸钠10 g、MgSO_4·7H_2O 0.4 g、MnSO_4·2H_2O 0.05 g、K_2HPO_4 0.4g;发酵条件为:发酵初始pH值6.24、发酵温度28.6℃、接种量2%、发酵20 h,在此条件下,植物乳杆菌WU14的菌体量比优化前提高了近48%,L-阿拉伯糖异构酶酶活达42.23 U/mL,D-塔格糖的转化率达到69.6%。培养基的优化显著提高植物乳杆菌WU14的菌体量及L-阿拉伯糖异构酶活力,为D-塔格糖进一步工业化发酵生产提供理论基础。     

4种胆盐水解酶在发酵乳杆菌AR497中的异源表达

为提高发酵乳杆菌耐胆盐能力,将植物乳杆菌AR113来源的4种BSH基因(BSH1、BSH2、BSH3和BSH4)转化至发酵乳杆菌AR497中进行表达。结果表明,植物乳杆菌来源的4种BSH同功酶异源表达可提高发酵乳杆菌的耐胆盐能力。在2.0mg/mL甘氨脱氧胆酸钠浓度下,表达BSH2的工程菌致死率最低,其他菌株生长被完全抑制;BSH酶活测定表明,BSH2表达菌株酶活最高,达57.74U/mL,比对照空质粒菌株提高了2.88倍。     

植物乳杆菌KLDS 1.0318产酸、耐酸、耐胆盐能力及其免疫特性研究

目的:通过体外实验,研究植物乳杆菌KLDS 1.0318的生长曲线、产酸能力、耐酸耐胆盐性能,在此基础上对其可能的免疫调节活性进行研究。方法:采用平板计数法和紫外-可见分光光度法测定菌株生长曲线,pH计测定其产酸能力,平板计数法测定该菌株在酸性及高胆盐环境作用后的活菌数及存活率。采用CCK-8法观察不同剂量的植物乳杆菌KLDS 1.0318对小鼠脾淋巴细胞增殖能力以及对小鼠腹腔巨噬细胞能量代谢水平的影响,采用巨噬细胞吞噬中性红法评估不同剂量的植物乳杆菌KLDS 1.0318对巨噬细胞吞噬作用的影响。结果:植物乳杆菌KLDS 1.0318在4 h后进入对数期,12 h后达到稳定期。其产酸能力较强,pH在12 h后降至4.16。菌株在pH为2.5、3.5条件下培养至3 h时,其存活率分别为91.20%、97.50%,在胆盐质量浓度分别为0.3、0.5 g/100 mL的培养基中作用4 h后,其存活率分别为95.40%、87.76%。一定剂量的植物乳杆菌KLDS 1.0318能够促进脾淋巴细胞和巨噬细胞活性,并呈现剂量依赖关系。结论:植物乳杆菌KLDS 1.0318生长较快,具有较强的产酸、耐酸、耐胆盐能力,并具有潜在免疫调节功能。     

植物乳杆菌KLDS1.0386联合色氨酸对溃疡性结肠炎的影响

为探究色氨酸的降解对溃疡性结肠炎是否存在预防效果,本文通过高效液相色谱方法测定植物乳杆菌发酵液的色氨酸含量,利用实验室保藏的16株乳酸杆菌筛选出一株具有较高降解色氨酸能力的菌株。将75只8周龄C57BL/6N雄鼠分为5组:正常组、模型组、色氨酸组、1.0386组、1.0386+色氨酸组,分别以PBS、色氨酸、1.0386菌悬液以及1.0386和色氨酸混合物连续灌胃3周,在实验结束前最后一周,让小鼠饮用2.5%葡聚糖硫酸钠(DSS)7 d进行诱导溃疡性结肠炎小鼠模型,同时继续进行灌胃。造模期间,记录小鼠DAI;实验结束后,处死小鼠,测定结肠长度、器官重量以及结肠组织病理变化。结果表明,与正常组相比,DSS可显著降低小鼠体重,升高DAI指数,使结肠缩短并引起结肠组织损伤,上调血清中促炎因子,下调抑炎因子(P<0.05)。而植物乳杆菌KLDS1.0386联合色氨酸可显著改善DSS引起的体重下降、结肠缩短,并降低疾病活动指数和脾脏指数(P<0.05);此外,植物乳杆菌KLDS1.0386与色氨酸混合干预显著下调促炎因子IL-6含量,上调抑炎因子IL-10的含量(P<0.05)。因此,植物乳杆菌KLDS1.0386联合色氨酸可以有效改善溃疡性结肠炎小鼠的结肠病理损伤。     

植物乳杆菌LB-17产γ-氨基丁酸培养基优化

以植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum Lb-17)为发酵菌株,以发酵产物γ-氨基丁酸产量为检测参数,对植物乳杆菌发酵产γ-氨基丁酸的发酵培养基进行优化。利用单因素实验和Box-Behnken响应曲面实验对发酵培养基进行优化得到最优培养基为:葡萄糖12.0 g/L、酵母粉18.0 g/L、Ca~(2+) 55.0 mmol/L、Mg~(2+) 60.0 mmol/L、L-谷氨酸钠26.0 g/L。优化后,植物乳杆菌Lb-17发酵γ-氨基丁酸产量达8.037 g/L,是优化前5.49 g/L提高1.5倍。     

植物乳杆菌LP-S2高密度培养的研究

为提高植物乳杆菌LP-S2发酵培养液中的菌体浓度,对MRS培养基的碳氮源和培养条件进行了优化。确定植物乳杆菌LP-S2优化培养基配方为:葡萄糖26g/L、酵母浸粉34g/L、KH_2PO_42g/L、乙酸钠5g/L、柠檬酸铵2g/L、MgSO_4·7H_2O 0.58g/L、MnSO_4·4H_2O 0.25g/L、吐温80 1ml/L。植物乳杆菌LP-S2最优发酵条件为,接种量4%,发酵温度33℃,初始pH值7.2,装液量5ml。在优化后的发酵条件下培养,植物乳杆菌LP-S2菌液OD值达到0.830。比未优化前提高了1.84倍,活菌数达到12.5×10~(10) CFU/ml,为进行冻干发酵剂的相关试验奠定了良好的基础。     

一株清酒乳杆菌的分离、鉴定及培养基优化

从传统食品谷物发酵液中筛选出1株乳杆菌,通过生理生化试验与菌落和菌株形态观察以及16S rRNA测序鉴定为清酒乳杆菌。以MRS培养基为基础培养基,活菌数为指标,改变基础培养基组成的成分及添加量,在此基础上,通过响应面优化培养基组成。结果表明最优培养基组成为鱼蛋白胨14.50 g/L、酵母浸粉6.50 g/L、葡萄糖28.00 g/L、柠檬酸三铵1.50 g/L、磷酸二氢钾2.00 g/L、硫酸镁0.20 g/L、硫酸锰0.12 g/L、吐温-80 1.20 mL/L,此条件下,活菌数达到3.125×10⁹ CFU/mL,相比MRS发酵培养基活菌数(1.980×10⁸ CFU/mL)提高了1 478.28%。该优化培养基具有活菌数高和经济方便的特点,为清酒乳杆菌的工业化生产提供借鉴。     

具有胆固醇去除能力和胆盐水解酶活性的乳酸菌的体外筛选

对分离自内蒙古传统稀奶油或酸化稀奶油中的10株乳酸菌进行了胆固醇去除能力和胆盐水解酶活性的研究(定性和定量),筛选出了3株具有较高胆固醇去除能力和胆盐水解酶活力的乳酸菌菌株,分别为KLDS6.0330、KLDS6.0333和KLDS6.0335,并对它们进行16SrDNA分子生物学鉴定、酸耐受性和胆盐耐受性的测定。结果表明:这3株菌均为植物乳杆菌(L.Plantarum),并且表现出了较好的酸耐受性和胆盐耐受性。     

植物乳杆菌KLDS 1.0386对C57BL/6小鼠胆固醇代谢的影响

目的:本研究测定了植物乳杆菌KLDS 1.0386对模拟胃肠液的耐受力,并通过构建高脂血症模型小鼠评价该菌株对小鼠体内胆固醇代谢的影响。方法:体外模拟胃液肠液,菌落计数法检测胃液肠液耐受性,并以健康C57BL/6雄性小鼠为对象,设置空白组、模型组、低剂量组、高剂量组、普伐他汀对照组,分别以生理盐水、KLDS 1.0386悬浊液和普伐他汀连续灌胃4周,检测小鼠肝脏胆固醇和甘油三酯,粪便胆汁酸和胆固醇水平。结果:在p H为3的模拟胃液环境中,该菌株3 h存活率可达92.62%,在模拟肠液环境中,3 h存活率为83.91%,说明植物乳杆菌KLDS 1.0386能通过胃进入肠道并保持活性。植物乳杆菌KLDS 1.0386菌株可显著降低高脂小鼠肝脏甘油三酯和胆固醇水平(p0.05),增加粪便胆汁酸和胆固醇的排出(p0.05)。结论:该菌可以用做降胆固醇的潜在益生菌。     

以菊芋为主要营养基质的乳酸菌发酵及影响因素

以自行分离的植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)CX-15为试验菌株,通过单因素试验和正交试验优化了以菊芋为主要营养物质的乳酸菌培养基。实验结果表明,将菊芋制备成干粉,采用水浸提方法制备的菊芋浸汁是一种良好的微生物生长基质,在其中添加葡萄糖、植物蛋白胨等营养成分后,可显著促进实验菌株的生长增殖;优化后的菊芋浸汁培养基配比为:10%菊芋浸汁、10 g/L葡萄糖、40 g/L植物蛋白胨、0.2 g/L MgSO4、0.3g/L MnSO4。在该培养基中,植物乳杆菌CX-15发酵20 h,活菌数可达(2.8³.0)×109CFU/mL,比原始菊芋浸汁培养基的活菌数提高接近1倍,与实验室常用的MRS培养基活菌数相当,但成本显著降低且制备工艺简便。     

一株植物乳杆菌体外抗氧化和耐药性的研究

目的:研究了植物乳杆菌KLDS 1.0386的体外抗氧化能力和10种抗生素的敏感性。方法:以过氧化氢耐受性、DPPH自由基清除力、羟自由基清除力、超氧阴离子清除能力、抗脂质过氧化能力、还原能力和螯合金属离子能力为指标进行体外抗氧化评定;检测KLDS 1.0386对β-内酰胺类、碳青霉烯类、糖肽类、氨基糖苷类、大环内酯类、林可酰胺类和酰胺醇类抗生素的敏感性。结果:KLDS 1.0386菌悬液、菌体菌体细胞破碎液和发酵上清液三者对比,菌悬液的抗氧化能力最佳;在抗生素敏感性上,植物乳杆菌KLDS 1.0386对氨苄西林、青霉素、亚胺培南、庆大霉素、红霉素和四环素表现为敏感;对万古霉素、卡那霉素、克林霉素和氯霉素表现为耐受。结论:实验获得一株具有潜在抗氧化能力和耐药性的植物乳杆菌。