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酢辣椒中益生乳酸菌的筛选及其功能特性

放大字体  缩小字体 发布日期:2019-05-06
核心提示:酢辣椒是四川、湖北、湖南和贵州等地区的传统发酵食品,多为农家自制,其口味独特,在当地广受人们的喜爱。
   酢辣椒是四川、湖北、湖南和贵州等地区的传统发酵食品,多为农家自制,其口味独特,在当地广受人们的喜爱。制作酢辣椒的原料及方法各有不同,但大多数是由辣椒粉、米粉或是玉米粉,加水拌和入坛自然发酵而成。研究表明,自然发酵的酢辣椒中存在大量乳酸菌,不同地区酢辣椒产品中乳酸菌群组成各异,包括植物乳杆菌、肠膜明串珠菌、乳链球菌、醋酸杆菌、发酵乳杆菌等。
 
  酢辣椒是益生菌的天然来源,但是对于酢辣椒中具有益生特性的乳酸菌在体内发挥益生作用的研究较少。南京农业大学食品科技学院的夏海燕、周思多、董明盛*等人以农贸市场采集的酢辣椒为研究对象,分离得到16 株乳酸菌,以产酸能力和模拟胃液耐受能力为指标进行初筛,得到4 株具有潜在益生功能的乳酸菌,通过研究菌株对工艺逆境的耐受能力、菌株的疏水性和自聚合能力、菌株发酵液的抗菌和抗氧化能力等,最终得到3 株具有益生特性的菌株。
 
  1、酢辣椒中筛选菌株的产酸能力
 
  在MRS中生长24 h后,6 株乳酸菌的pH值稳定在4.0~4.4,总酸的范围为1.28%~1.71%。pH值在发酵前10 h内迅速下降,随着菌株生长到稳定期而缓慢下降。所有菌株培养14 h都可进入稳定生长期,其中L3-5和17-1产酸最快,在培养4 h后即进入对数生长期。
 
  2、菌株胃肠道耐受能力
 
  6 株乳酸菌在pH 2.0的胃液环境下培养3 h后活菌数均有一定程度的下降。其中菌株18-2的存活率最高,达到58.95%(P<0.05),其次是17-1(53.77%)、L3-4(41.42%)和L3-5(38.99%)。菌株7-2和6-1的存活率相对较低,分别为23.71%和26.86%,说明其耐受胃液的能力较差。在模拟肠液消化3 h后菌株17-1(76.02%)存活率最高,其次是L3-5(73.12%)、18-2(72.57%)和7-2(68.10%)。
 
  3、4 株潜在益生乳酸菌菌株的鉴定
 
  将菌株的16S rDNA的PCR产物测序后,进行同源性分析,构建系统发育树,在GenBank数据库的同源性高的序列用作参考序列。菌株7-2与植物乳杆菌属模式菌株KC887524.1达到99%的同源性;L3-5与数据库中短乳杆菌HM058973.1同源性达到99%;18-2和17-1则分别与发酵乳杆菌GU138568.1和AY929282.1达到100%和99%的同源性。
 
  4、筛选菌株对工艺逆境的耐受特性
 
  菌株经0.4%苯酚溶液处理前后活菌数没有减少。苯酚是肠中芳香族氨基酸代谢的常见副产物,菌株对苯酚的抗性表明肠道条件下存活的能力。结果表明筛选菌株可以抵抗肠道中苯酚的抑菌作用。
 
  5、筛选菌株的疏水性和自聚合能力
 
  所有菌株具有较高的自聚合能力。接种2、4 h和24 h其自聚合能力范围分别为6.8%~19.7%,7.2%~28.1%和48.4%~70.7%。其中发酵乳杆菌18-2(70.50%)和发酵乳杆菌17-1(70.67%)表现出更高的自集合能力。已有研究表明,菌株的自聚合能力对形成生物膜有重要影响,这有助于肠道定植以保护胃肠道中的菌株。
 
  6、筛选菌株的抑菌作用
 
  菌株18-2、L3-5和17-1的抑菌能力更强,中和法排除有机酸和过氧化氢酶的作用、排除过氧化氢对指标菌的抑菌作用后,用胰蛋白酶对4 个菌株发酵液进行处理,结果抑菌效果有明显降低,确定了抑菌物质中含有具备蛋白质性质的细菌素。
 
  7、筛选菌株的抗氧化活性
 
  综合比较,发酵乳杆菌17-1、植物乳杆菌7-2和短乳杆菌L3-5发酵上清液具有较好的抗氧化能力,其在肠道内生长期间能通过发挥抗氧化活性来减少食物和饲料中的氧化损伤。
 
  8、筛选菌株的BSH活性和产GABA能力
 
  4 株菌菌落周围都有沉淀环,说明具有BSH活性,具有水解牛磺脱氧胆酸钠盐的能力。BSH可催化酰胺键的水解释放游离氨基酸和游离胆汁酸,这是胃肠道中非常重要的转化。BSH活性对降低血清胆固醇也很重要。此外,所有菌株都有产GABA的能力,其中菌株7-2的GABA产量较高,可达到142.67 mg/L。
 
  9、筛选菌株的安全性评估
 
  4 株菌对红霉素、链霉素、环丙沙星和万古霉素敏感性强,对四环素、氯霉素和氨苄青霉素均为中等敏感性和弱敏感性。18-2和17-1对卡那霉素敏感。而对壮观霉素敏感的为菌株7-2和17-1。
 
  结 论
 
  本研究从酢辣椒中分离得到产酸速度快的6 株乳酸菌,再通过菌株的胃肠道耐受能力筛选出4 株乳酸菌,通过生化实验和16S rDNA序列分析方法鉴定,确定其中1 株为植物乳杆菌(L. plantarum),2 株为发酵乳杆菌(L. fermentum),1 株为短乳杆菌(L. brevis)。
 
  通过菌株的益生特性研究及安全性评估,获得3 株具有潜在价值的乳酸菌,即发酵乳杆菌17-1、短乳杆菌菌L3-5和发酵乳杆菌18-2,其对热处理、0.4%苯酚及溶酶菌有较好的耐受能力,有较高的表面疏水性和自聚合能力,都有BSH活性和产GABA能力。菌株发酵上清液具有较强的抑菌能力和抗氧化能力。
 
  研究表明,传统酢辣椒是分离益生乳酸菌新的天然来源,该研究从中分离的3 株乳酸菌具有多种益生特性,可作为潜在的益生菌进行进一步研究。
 
 
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