Mikelsaar等报道了1 株具有抑菌和抗氧化双重功能的发酵乳杆菌(L. fermentum)ME-3,该菌株可以增加血清的抗氧化能力并具有显着的抗动脉粥样化作用,其产品已在波罗的海国家和芬兰成功上市销售,但国内尚鲜见相关的报道。来自河北经贸大学生物科学与工程学院的张香美、赵玉星和闫晓晶等人拟从发酵酸泡菜样品中分离筛选具有抑菌和抗氧化双重活性的乳酸菌菌株,为乳酸菌功能食品的开发和生产提供参考。
1. 乳酸菌的分离
从3 种市售酸菜中共分离纯化到83 株溶钙圈较大的菌株,编号为a-1、a-2……a-27,b-1、b-2……b-28,c-1、c-2……c-28。
2. 具有抑菌活性乳酸菌的筛选
以植物乳杆菌PL2为指示菌,经过初筛共获得具有抑菌活性的乳酸菌18 株;进一步以植物乳杆菌PL2、大肠杆菌As1.184等为指示菌复筛,得到8 株对供试指示菌均呈抑菌活性的乳酸菌菌株,分别为a-1、b-1、b-2、b-4、b-5、b-6、c-3、c-4。
3. 具有抗氧化活性乳酸菌的筛选
3.1 DPPH自由基清除率测定结果
本实验筛选出的8 株乳酸菌菌株的IC、CFE、CFS组均具有不同程度的DPPH自由基清除能力。IC组DPPH自由基清除能力强的菌株为b-2、b-4、b-5、c-3;CFE组DPPH自由基清除率高的菌株有b-2、b-1;CFS组DPPH自由基清除能力强的菌株为b-2、b-1。从总体看,菌株b-2对DPPH自由基清除能力最强,其CFS处理组对DPPH自由基清除率可达91.3%,其IC组和CFE组对DPPH自由基清除率分别为34.8%和50%。菌株b-1对DPPH自由基清除能力次之。不同菌株CFS组的DPPH自由基清除能力均远远高于其IC组和CFE组。
3.2 ·OH清除率测定结果
b-2菌株对·OH的清除率最高,其次是c-4菌株。b-2菌株的CFE组对·OH清除率(67.6%)远超出其他菌株。IC组中,b-2菌株对·OH的清除率最高,为60.9%;其次是c-4菌株,为42.2%。CFS组中,b-2对·OH的清除率最高,为34.8%;其次为b-1,·OH清除率为29.2%。从总体看,不同处理对·OH的清除能力有很大差异,b-2及c-4菌株CFE、IC组的·OH清除能力高于CFS组,说明这两株菌的·OH清除活性成分主要存在于其胞内成分和完整菌体中。
3.3 O2—·清除率测定结果
供试8 株菌的不同处理组均具有O2—·清除能力。IC组O2—·清除率较高的菌株依次为b-2、c-3、b-5;CFE组O2—·清除能力强的菌株依次为b-2、a-1、b-4;CFS组中O2—·清除能力强的菌株依次为c-3、c-4。不同菌株对O2—·的清除能力有很大差异,b-2菌株的IC组对O2—·的清除率最高(62.8%),CFE组次之(45.9%),但其CFS组对O2—·清除率较低;c-3菌株的O2—·清除效果也较为显着,其CFS组对O2—·的清除率高达66.5%,IC组对O2—·的清除率仅次于b-2菌株,但其CFE组对O2—·清除率最差,仅为14.7%。菌株b-2、a-1、b-4的IC组和CFE组对O2—·的清除能力比其CFS组强,说明这几株菌清除O2—·的活性物质大部分存在于完整菌体和胞内。综合抑菌性能和抗氧化性能测定结果,选择b-2菌株进行后续实验。
4. 株鉴定结果
4.1 形态及生理生化鉴定结果
菌株b-2呈乳白色圆形菌落,直径1~2 mm,表面光滑凸起;菌株b-2为革兰氏阳性直的或弯的短杆菌,单个、成对或成短链状,无鞭毛,无芽孢,兼性厌氧。
4.2 分子生物学鉴定结果
经连接pEASY-T3载体测序,得到长度为1 520 bp的b-2菌株16S rDNA序列(GenBank accessionNo.SUB2181920 Strain KY357305)。用BLAST进行序列同源性比对,并利用MEGA 6.06构建系统发育树,结果可知,b-2菌株与植物乳杆菌处于同一个小分支,亲缘关系最近,这与形态及生理生化鉴定结果一致,由此可以进一步将b-2菌株归属于植物乳杆菌(L. plantarum)。
以b-2菌株基因组DNA为模板,经多重PCR扩增recA基因,获得约与植物乳杆菌PL2 recA基因PCR产物(318 bp)处于同一位置的条带,而对照菌株类植物乳杆菌L-ZS9的PCR产物(107 bp)也与预期结果一致。综合以上实验结果,将b-2菌株鉴定为植物乳杆菌。
结 论
从市售酸菜中分离筛选出8 株兼具抑菌活性和抗氧化活性的乳酸菌菌株,其中菌株b-2的抑菌活性和抗氧化活性最强,根据生理、生化和分子生物学特征将其鉴定为植物乳杆菌。抗氧化活性测定结果显示,该菌株的无细胞提取物对·OH的清除率最高,为67.6%;其完整细胞对O2—·的清除活性最强,清除率为62.8%;其无细胞发酵上清液对DPPH自由基清除率高达91.3%。植物乳杆菌b-2具有较好的抑菌能力和抗氧化能力,作为功能性乳酸菌发酵剂,具有十分重要的开发潜力。