基于LuxS的群体感应系统在乳酸菌共培养中的研究

群体感应是微生物调控群体行为的重要方式,基于LuxS的群体感应系统广泛存在于各种属细菌中。AI-2作为LuxS系统的信号分子,在细胞交流中起到关键作用。LuxS系统在多种乳酸菌共同作用完成发酵任务以及某些乳酸菌行使益生功能中发挥了重要作用。文中综述了AI-2的合成途径、转导方式并重点阐述LuxS系统对乳酸菌共培养过程中蛋白表达和基因转录的影响。对LuxS系统进行深入研究,必将进一步揭示多种乳酸菌共同发酵以及其完成益生功能的机理,为从分子水平调控乳酸菌的发酵和益生行为提供了可能。     

传统腌渍蔬菜中高产AI-2信号分子乳酸菌的筛选及其益生特性

LuxS/AI-2作为种间交流群体感应系统常存在于乳酸菌中,具有调控其生物膜形成,耐酸、耐胆盐等益生特性。采用哈维氏弧菌BB170菌株报告法筛选产AI-2信号分子乳酸菌,利用PCR测序检测luxS基因的表达,通过耐酸、耐胆盐、抑菌性及细胞黏附性评价高产AI-2乳酸菌的益生特性。结果表明:从200株乳酸菌中筛选出10株产AI-2乳酸菌,其中植物乳杆菌SCT-2为高产AI-2信号菌株。验证菌株SCT-2中存在luxS群体感应调控基因。高产AI-2菌株SCT-2的耐酸和耐胆盐存活率分别为14%~92%和63%~89%,抑菌直径范围17.50~19.43 mm,黏附细胞数为102 CFU/细胞。与低产AI-2乳酸菌菌株比较,生物膜产量、耐酸、耐胆盐、抑菌率及黏附率分别提高111.4%,8%,15%,26.7%,197%。结论:luxS基因是AI-2信号合成的关键基因,LuxS/AI-2群体感应提高了乳酸菌的生物膜形成能力、耐酸性、耐胆盐性、抑菌能力及细胞黏附力等益生性,为开发良好益生特性的乳酸菌生物制剂提供了理论参考。     

luxS基因介导乳酸菌益生特性研究进展

一些乳酸菌具有高肠道耐受性、高粘附肠上皮细胞和产具有抑菌活性的细菌素等益生特性。某些乳酸菌的细菌素合成量、耐受性及黏附特性可以被诱导物-2（autoinduction-2,AI-2）提高,AI-2是通过甲基循环合成的一种信号分子。luxS基因可以编码合成LuxS蛋白,而LuxS蛋白是AI-2合成的关键酶,因此展开对luxS在细菌素合成量和耐受性、黏附特性方面的作用研究具有重要意义。该文通过讨论luxS基因在乳酸菌益生特性的研究现状,提出该研究领域中存在的问题以及发展趋势,从而为提高乳酸菌的益生特性提供理论依据。     

酵母与乳酸菌的相互作用模式及其在发酵食品中的应用研究进展

酵母与乳酸菌作为被广泛应用的微生物在发酵食品的生产过程中起着举足轻重的作用,二者在发酵体系中的作用方式直接决定了产品的品质。研究发酵体系中酵母-乳酸菌间的相互作用模式有助于揭示微生物与食品功能的关系,对发酵进程的正向调控具有重要意义。本文综述了酵母与乳酸菌在发酵过程中发生的协同/拮抗作用、营养代谢产物交换、群体感应及生物膜包被等相互作用模式,探讨了酵母-乳酸菌相互作用对改善发酵食品风味质构、缩短发酵周期、提升产品益生特性等的积极作用。最后,对酵母-乳酸菌作为组合发酵剂进行强化发酵的应用前景进行了总结与展望。     

益生乳酸菌与肠道菌群稳态

肠道是个复杂的微生态系统,不仅包含宿主细胞和各种营养物质,还包含数以万计的微生物。这些肠道微生物与宿主健康息息相关,对宿主营养、代谢、生理和免疫均有影响,肠道菌群发生紊乱还会引起各种疾病。大量临床试验表明,益生乳酸菌可通过调节宿主肠道菌群稳态治疗或缓解多种疾病。本文作者描述了失衡指数（DI）、微生物平衡指数（MBI）和微生物失衡指数（MDI）这3种量化肠道菌群稳态的计算方法及其应用,阐述了益生乳酸菌对肥胖和健康宿主肠道菌群稳态的影响,指出益生乳酸菌可能通过与肠道中病原菌竞争结合位点或分泌物质抑制病原菌,分泌代谢物为肠道中有益共生菌提供适宜生长繁殖的环境和制造“假想敌”刺激宿主免疫系统应答等方式维持宿主肠道菌群稳态,并讨论了维持宿主肠道菌群稳态的重要性。同时还综述了益生乳酸菌研究现状,指出益生乳酸菌的研究要做到个性化,不仅要考虑研究人群个体差异,还要考虑菌株之间的差异。     

群体感应信号分子AI-2调控乳酸菌生物膜形成机制的研究进展

乳酸菌生物膜具有黏附性、抗逆性以及抗菌活性等多种物理特性和生理功能,被广泛应用于改善食品质构以及食品的生物保鲜中。乳酸菌生物膜的形成需经历附着、形成、成熟、老化脱落和重新附着5个阶段,其形成受到群体感应系统的调控。群体感应系统(quorum sensing system,QS)是细菌中广泛存在的一种基因表达调控系统,该系统通过信号分子靶向调控相关基因的表达,从而调控细菌的生理功能。LuxS/AI-2型QS是调控乳酸菌益生特性的主要群体感应系统。明悉乳酸菌的LuxS/AI-2型QS及其调控生物膜形成的机制,对于乳酸菌在食品工业中的进一步应用至关重要。重点介绍了乳酸菌生物膜的形成过程,以及LuxS/AI-2型QS调控乳酸菌生物膜形成的5个调控元件,即信号分子AI-2(autoinducer-2)、关键调控基因(luxS、tuf、fba、gap)、关键调控蛋白(LuxS、LacI、AraC、PadR以及Rbs家族蛋白)、信号分子AI-2的可能受体蛋白(LuxP、LsrB、RbsB和含有dCACHE结构域的受体蛋白)以及关键代谢路径的最新研究进展;总结了信号分子AI-2调控乳酸菌生物膜形成的可能分子机制,以及信号分子AI-2受体蛋白的筛选策略。希望为深入了解LuxS/AI-2型QS调控乳酸菌生物膜的形成提供理论指导。     

新疆传统乳品中产胞外多糖乳酸菌的筛选及益生特性的研究

以新疆塔城地区酸奶、酸马奶、鲜马奶样品为研究对象,采用传统的分离方法对样品中的乳酸菌进行分离,通过16S rRNA分析样品中微生物多样性,在优势菌株中通过苯酚-硫酸法筛选出高产胞外多糖的乳酸菌,测定菌株潜在的益生特性。结果显示,3份酸奶、4份酸马奶和3份鲜马奶共10份样品中分离鉴定出147株乳酸菌,优势菌株为屎肠球菌（Enterococcus faecium）、发酵乳杆菌（Lactobacillus fermentum）和植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum）。筛选出3株高产胞外多糖的植物乳杆菌（菌株1-3,1-6,4-1）。潜在益生特性试验结果显示,3株菌均表现出一定的益生特性,其中菌株1-3较其他菌株有较强的肠道定植、降胆固醇能力和胆盐耐受性,其可作为潜在益生菌应用于功能性产品的开发。     

益生乳酸菌在乳制品中的应用研究进展

益生乳酸菌是一类能利用碳水化合物发酵产生大量乳酸,且对宿主有益的微生物。乳制品在人类膳食结构中占有十分重要的地位,随着消费者对乳品品质和健康要求的提升,具有各种健康功能的益生乳酸菌在乳品中的应用及相关加工技术和功能产品的研发日益受到关注。通过添加益生乳酸菌等活性因子获得功能性乳制品,是增强乳品健康功效的有效方法。本文综述了近年来有关益生乳酸菌在发酵乳、干酪、乳饮料、冰淇淋和奶粉等乳制品中的应用研究现状,重点介绍了益生乳酸菌发挥功能的主要代谢产物酶类和胞外多糖的应用研究,包括在不同乳制品中益生乳酸菌及其产物发挥的作用,常用的益生乳酸菌菌株种类,生产加工过程中存在的主要问题及解决方法,为益生乳酸菌在乳制品中的应用开发提供参考。     

母乳中乳酸菌多样性及益生菌开发利用研究进展

母乳源益生菌具有安全、适应人体环境等开发利用优势。母乳中乳酸菌的分离、筛选和开发利用成为乳品和乳酸菌产业的研究热点,国内外学者开展了大量关于母乳中乳酸菌的分离鉴定和益生菌的筛选及功能评价工作。深入挖掘母乳中的乳酸菌益生特性及其在产业化应用方面的潜力,将推动我国乳酸菌产业向着高质量发展的方向迈进。作者对母乳中乳酸菌的多样性和益生菌的筛选及开发利用进行了综述,旨在为母乳中乳酸菌的研究和应用提供新的视角和见解。     

发酵酸菜来源乳酸菌的益生特性及其在发酵乳中的应用

通过pH值、胆盐耐受性实验从发酵酸菜中筛选性能优良的益生乳酸菌株,经16S rRNA序列分析鉴定得4 株植物乳杆菌A44、B51、B54、C53和2 株戊糖乳杆菌A16、B72。经疏水、黏附、自凝聚和溶血能力实验评价6 株乳酸菌的益生特性,其中植物乳杆菌A44对氯仿和二甲苯的疏水性均大于80%,对Caco-2细胞的黏附率为13.57%,放置5 h的自凝聚率超过60%,与其他菌株相比具有更好的益生特性且无溶血活性。因此选用植物乳杆菌A44进一步研究其在发酵乳中的功能特性,结果表明：植物乳杆菌A44作为辅助发酵剂添加后对4 ℃贮藏7 d期间发酵乳pH值、滴定酸度和持水性均无显著影响（P＞0.05）,但是可以显著提高发酵乳的活菌数和黏度（P＜0.05）,活菌数达到8.45（lg（CFU/mL））。本研究筛选得到的植物乳杆菌A44是一株性能优良的益生乳酸菌,具有作为发酵乳益生菌辅助发酵剂的潜在应用前景。     

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。     

德氏乳杆菌保加利亚亚种耐酸机制

德氏乳杆菌保加利亚亚种是最具经济价值的乳酸菌之一,其耐酸能力是影响其发酵性能和发挥益生功效的关键因素。本文就该菌的耐酸能力调节进行阐述。     

乳酸降解菌在白酒酿造中的研究进展

乳酸降解菌是一类可以利用乳酸作为碳源或者电子受体的微生物，在清香型或浓香型白酒生产过程中加入乳酸降解菌可有效降低酒体中乳酸或乳酸乙酯的含量，改善酒体品质。乳酸降解菌一般从酿酒环境中分离得到，因此，将其添加到大曲或酒醅中对其他微生物的代谢活动无明显影响。该文从乳酸降解菌的种类、分离筛选策略、乳酸的测定方法、乳酸降解菌的耐受特性以及乳酸降解菌在生产上的应用五个方面对乳酸降解菌的研究进展进行了总结，旨在为乳酸降解菌的应用与研究提供参考。     

发酵乳杆菌及其益生特性研究进展

发酵乳杆菌作为传统发酵食品中的优势乳酸菌具有安全性及遗传稳定的特点。作者着重阐述了发酵乳杆菌在传统食品中的分布以及应用,及其作为益生菌在耐受动物肠道不利条件、胆固醇降解、对腐败及病原菌的抑制、对人体的免疫增强作用等方面的益生特性及其机制的研究现状,并对菌株安全性方面的研究进行了综述,以期对发酵乳杆菌作为高品质的益生食品发酵剂奠定一定的理论基础。     

转录组学在乳酸菌研究中的应用

转录组学是一门从RNA水平上研究基因表达情况的学科,是一种重要的生命科学研究手段,被广泛应用到多个物种的研究中。乳酸菌作为一类公认安全的食品工业微生物,在发酵食品工业中发挥着重要作用。随着乳酸菌分子水平研究的快速发展,乳酸菌转录组学日益成为研究热点。本文对转录组学及其研究技术进行综述,阐述了转录组学在研究乳酸菌生长代谢调控机制、环境胁迫应激反应、发酵及益生功能中的应用,并对乳酸菌转录组学研究存在的问题及发展趋势进行了讨论,期望为乳酸菌转录组学研究提供参考。     

牦牛曲拉源乳酸菌的耐受性与抑菌性能比较

以源于牦牛曲拉的6株益生乳酸菌为研究对象,比较了耐酸能力、耐胆盐能力、耐渗透压能力和抑菌性能。结果表明:6株乳酸菌菌株的耐酸能力、耐胆盐能力、耐渗透压能力和抑菌性能各不相同。菌株G2、G4、Q1对酸性环境的耐受性最好,G2和G4的耐胆酸盐的能力最强,G2、G4、Q1对高渗透压的耐受性较强,所有菌株在模拟胃肠液环境下的存活率均在90%以上;菌株Q2对大肠杆菌的抑菌效果最强,菌株Q1次之;菌株Q1和Q2对金黄色葡萄球菌的抑制效果较好,其次是菌株G2;对沙门氏菌抑菌作用最强的为菌株Q2,抑菌能力最差为G3;对单增李斯特菌抑菌作用最强的为菌株G4。研究结果可为牦牛曲拉源益生乳酸菌的应用提供理论依据。