摘要液化沙雷氏菌是畜產(chǎn)食品在低溫貯藏中的一種常見致腐菌和食源性病原菌。該實驗通過最小抑菌濃度(minimum inhibitory concentration,MIC)和生長曲線分析植物乳桿菌SCB2505代謝物對液化沙雷氏菌的抑菌活性,并通過高溫、過氧化氫酶及蛋白酶、pH處理和乳酸排除實驗分析抑菌物質(zhì)組成,再通過生物被膜抑制率、細(xì)胞壁和細(xì)胞膜完整性、菌體形態(tài)變化的研究來分析其抑菌機(jī)理。結(jié)果表明,植物乳桿菌SCB2505代謝物對液化沙雷氏菌的MIC為8 mg/mL,其抑菌物質(zhì)的高溫耐受性較好,pH越低其抑菌效果越好,但相同pH的乳酸溶液不具有抑菌活性,過氧化氫酶和蛋白酶對其抑菌圈大小有顯著影響,推測抑菌物質(zhì)可能為乳酸鹽、細(xì)菌素與過氧化氫的復(fù)合物。植物乳桿菌SCB2505代謝物能明顯抑制液化沙雷氏菌生物被膜合成,破壞細(xì)胞壁和細(xì)胞膜的完整性,使得菌體皺縮凹陷,甚至裂解死亡。該研究結(jié)果說明植物乳桿菌SCB2505代謝物作為天然防腐劑在動物食品防腐領(lǐng)域具有較好的應(yīng)用前景。
植物乳桿菌(Lactobacillus plantarum)是常見的益生菌,存在于各種傳統(tǒng)發(fā)酵食品中,具有改善腸道健康[1]、抑制有害菌生長等益生作用。植物乳桿菌代謝物是由植物乳桿菌生長過程中產(chǎn)生的代謝物質(zhì),包括有機(jī)酸[2]、脂肪酸[3]、細(xì)菌素[4]等多種抑菌物質(zhì),對腐敗菌具有較強(qiáng)的抑菌活性。目前,關(guān)于植物乳桿菌代謝物的抑菌機(jī)制研究較少,WANG等[5]基于代謝組學(xué)研究了植物乳桿菌無細(xì)胞上清液對嗜水氣單胞菌的抑菌機(jī)理,證明植物乳桿菌無細(xì)胞上清液能夠影響嗜水氣單胞菌的三羧酸循環(huán)、氨基酸代謝、碳水化合物代謝和核苷酸代謝,并破壞細(xì)胞膜完整性,有效抑制指示菌生長,但是其并未對上清液中的有效抑菌成分進(jìn)行分析?，F(xiàn)階段大部分研究認(rèn)為植物乳桿菌的抑菌活性主要來自于細(xì)菌素,并以細(xì)菌素為主要研究對象,例如plantaricin LP 21-2[6]、plantaricin DL3[7]等新型細(xì)菌素對革蘭氏陽性菌、革蘭氏陰性菌和真菌具有廣譜抑菌活性,高熱穩(wěn)定性,能夠作用于細(xì)菌特定位點使得細(xì)菌表面產(chǎn)生孔洞,引起胞內(nèi)物質(zhì)泄漏,從而殺死細(xì)菌。
液化沙雷氏菌(Serratia liquefaciens)屬于腸桿菌科、沙雷氏菌屬,是一種在冷藏食品中常見的腐敗菌,存在于各種冷凍蔬菜和肉制品中,引起食品腐敗變質(zhì)[8-9]。液化沙雷氏菌屬于條件致病菌,能夠?qū)е氯梭w食物中毒。液化沙雷氏菌在低溫食品中具有較強(qiáng)的致腐能力,MACHADO等[10-12]發(fā)現(xiàn)液化沙雷氏菌能夠產(chǎn)生耐熱蛋白酶和脂肪酶,引起生乳腐敗,是冷生乳的主要腐敗菌,也能導(dǎo)致冰鮮雞肉表面產(chǎn)生黏液,引起冰鮮雞肉腐敗[13]。目前,MATAMOROS等[14]用嗜冷乳酸菌作為抑制劑評價其對液化沙雷氏菌的抑菌性能,發(fā)現(xiàn)乳球菌屬、明串珠菌屬和部分乳桿菌對液化沙雷氏菌有抑菌活性,但并未進(jìn)行抑菌機(jī)制的探究。
本實驗基于前期篩選得到的一株拮抗液化沙雷氏菌SCB2649菌株生長的專利菌株植物乳桿菌SCB2505,提取其代謝物,通過測定其對液化沙雷氏菌SCB2649菌株的抑菌活性及其對細(xì)胞壁與細(xì)胞膜完整性、生物被膜及菌體結(jié)構(gòu)等的影響,探究植物乳桿菌SCB2505代謝物的抑菌成分及其對液化沙雷氏菌SCB2649菌株的作用機(jī)理,為其在畜產(chǎn)食品防腐中的應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。
1材料與方法
1.1材料與試劑
指示菌為液化沙雷氏菌SCB2649菌株,分離自味燃食品(深圳)有限公司提供的熟成牛肉中,由華南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院發(fā)酵工程團(tuán)隊保藏;植物乳桿菌SCB2505分離自開菲爾粒(西伯利亞地區(qū)),由華南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院發(fā)酵工程團(tuán)隊保藏。
堿性磷酸酶(alkaline phosphatase,AKP)試劑盒、乳酸(lactic acid,LD)測試盒,南京建成生物工程研究所;胰蛋白胨大豆肉湯(TSB)培養(yǎng)基、MRS培養(yǎng)基、LB瓊脂培養(yǎng)基、碘化丙啶(PI),廣東環(huán)凱微生物科技有限公司;結(jié)晶紫,天津市大茂化學(xué)試劑廠;無水乙醇、甲醇(分析純)。
1.2儀器與設(shè)備
全自動生長曲線分析儀,芬蘭Bioscreen公司;冷凍干燥機(jī),德國Christ公司;光柵型酶標(biāo)儀,美國Melecular Devices公司;倒置熒光顯微鏡,德國Carl Zeiss公司;冷凍高速離心機(jī),德國Eppendorf公司;生化培養(yǎng)箱,韶關(guān)市泰宏醫(yī)療器械有限公司;高壓滅菌鍋,日本HIRAYAMA公司;場發(fā)射掃描電子顯微鏡,美國FEI公司。
1.3實驗方法
1.3.1 SCB2505代謝物的制備
將菌株SCB2505經(jīng)MRS液體培養(yǎng)基中經(jīng)活化2～3代后,以接種量2%接種于MRS液體培養(yǎng)基中,30℃培養(yǎng)16～18 h,后在4℃下,以5 000 r/min離心10 min,經(jīng)0.22μm無菌濾膜過濾,收集濾液,凍干。
相關(guān)新聞推薦
1、功能性寡糖對錦江黃牛瘤胃發(fā)酵及微生物生長效率的影響
2、人參外泌體改變巨噬細(xì)胞極化狀態(tài)，抑制非小細(xì)胞肺癌細(xì)胞的生長的分子機(jī)制（二）