山西老陈醋乳酸菌菌群结构及优良菌株的风味代谢特征

该研究采用Illumina Miseq高通量测序技术和传统可培养技术分析山西老陈醋大曲、酒醪和醋醅中的乳酸菌菌群结构,并通过传统培养分离技术从中分离筛选产酸性能优良的乳酸菌菌株,采用高效液相色谱(HPLC)及顶空固相微萃取气质联用(HS-SPME-GC-MS)技术分析其在不同模拟培养基中的风味代谢特征。结果表明,大曲的主要乳酸菌属为乳杆菌属(Lactobacillus)和片球菌属(Pediococcus),酒精和醋酸发酵阶段主要乳酸菌属为魏斯氏菌属(Weissella)、乳杆菌属和片球菌属。共筛选出10株高产酸[总酸(8.26~24.30 g/L)和不挥发性酸(5.60~15.3 g/L)]的优良乳酸菌,经鉴定,4株为植物乳植杆菌(Lactiplantibacillus plantarum),2株为短乳杆菌(Lactobacillus brevis),2株为戊糖片球菌(Pediococcus pentosaceus),1为株乳酸片球菌(Pediococcus acidilactici)和1株为耐久肠球菌(Enterococcus durable)。10株乳酸菌菌株在MRS液体培养基和模拟醋醅培养基中代谢产生的有机酸总量和乳酸含量均较高;从4种模拟培养基中共检测出100种挥发性风味成分,菌株在大麦豌豆培养基和模拟醋醅培养基(除乳酸片球菌L729)中代谢产生的挥发性风味物质总量较高;其中,植物乳植杆菌L19具有优良风味代谢特性。

降解亚硝酸盐和生物胺乳杆菌筛选及其改善鱼肉香肠品质效果

为了筛选出优良亚硝酸盐和生物胺的降解植物乳杆菌,并研究在鱼肉发酵香肠中的应用。该文主要考察了19株植物乳杆菌亚硝酸盐和生物胺的降解活性及相关基因的携带情况,从中筛选出优良菌株,并研究其对鱼肉香肠发酵过程中各种亚硝胺、生物胺、腐败微生物的抑制作用和对其他理化指标的影响。试验结果表明,L.plantarum CP3对亚硝酸盐和生物胺的降解能力最强,分别达到95%和77%,PCR结果显示此菌株中含有亚硝酸盐降解(假定蛋白(hypothetical protein,HP)、谷胱甘肽还原酶(glutathione reductase,GR)、一氧化还原酶(Oxidoreductase,ORD))和生物胺降解的相关基因(multicopper oxidases,suf I),且不含生物胺生成相关基因(hdc,tdc,odc)。GC-MS测定结果显示L.plantarum CP3对发酵香肠中4种亚硝胺-二乙基亚硝胺(N-nitrosodiethylamine,NDEA),二甲基亚硝胺(N-nitrosodimethylamine,NDMA),亚硝基吗啉(N-nitrosomorpholine,NMOR)和甲基乙基亚硝胺(N-nitrosomethylamine,NMEA)的生成都具有显著的抑制作用,联合接种L.saki M4可以协同提高亚硝胺的降解能力。并且,与对照组相比,接种L.plantarum CP3+L.saki M4的鱼肉香肠,发酵48 h后腐胺、尸胺和酪胺的含量分别降低了76.83%,93.33%和88%。另外,接种乳酸菌处理组香肠中的肠杆菌、假单胞菌等腐败菌及pH值、硫代巴比妥酸(thiobarbituric acid,TBA)和挥发性盐基氮(total volatile basic nitrogen,TVB-N)的含量显著低于对照组。该研究结果体现了L.plantarum CP3作为香肠等肉制品发酵剂的良好开发应用前景。

传统发酵食品中乳酸菌的抗生素耐药性评估及耐药基因分析

对传统发酵食品中分离的97株乳酸菌的抗生素耐药性进行评估及耐药基因分析,结果表明:所有分离菌株对万古霉素、庆大霉素、卡那霉素、链霉素、四环素和替考拉宁的耐药性较强,耐药率达50%以上;对氨苄青霉素、红霉素、甲氧苄啶、头孢呋肟较敏感,耐药率为10%左右。携带最多的耐药基因是tetM(91.75%)和ermB(86.60%)基因,其次为aac(6,)-aph(2’’)(53.61%),lnuA(45.36%),tetK(39.18%),ermC(36.08%),strA(34.02%)和blaZ(32.99%)基因,携带率相对较低的基因为strA(27.84%),msrA/B(22.22%)和aph(3’)-III(7.22%)基因。另外,所有乳酸菌中均未检测出氯霉素(cat)和万古霉素(vanX)耐药基因。多重耐药菌株在发酵乳制品中的分离率最高,且多出现在植物乳杆菌(45.83%)、凝结芽孢杆菌(20.83%)和耐久肠球菌(12.28%)中。MTP试验结果显示70%的菌株都具有产生物被膜的能力,其多重耐药性显著高于不产生物被膜的菌株。综上所述,乳酸菌的耐药性可能成为重要的食品安全隐患,急需出台一系列用药规定,减少抗生素的选择压力,加强食用菌株的安全性检测。

老陈醋来源乳酸菌的益生特性筛选及安全评价

对20株分离自山西老陈醋醋醅中的乳酸菌菌株进行益生特性和安全评价。结果显示植物乳杆菌172,173和发酵乳杆菌179具有较强的DPPH、胆固醇的清除能力,生物胺降解能力,ACE抑制活性及产细菌素、γ-氨基丁酸和乙偶姻的能力。毒力基因PCR结果显示大部分菌株呈阴性,仅有少量菌株呈现hyl(2/20)和ace(2/20)阳性。抗生素抗性基因ermB和tetM的检测率较高,分别达到70%(14/20)和65%(13/20)。另外2株淀粉乳杆菌显示出blaZ和vanX阳性。有7株菌携带编码酪氨酸脱羧酶的tdc基因,5株菌携带odc(鸟氨酸脱羧酶)基因,未检测出hdc(组氨酸脱羧酶)基因。吲哚试验、硝酸盐还原酶、D-乳酸试验结果均为阴性。小鼠毒理实验进一步证明了植物乳杆菌172,173和发酵乳杆菌179这3株菌的安全性,为进一步研究与应用开发提供了科学依据。

Kefir源植物乳杆菌MA2的牛乳发酵特性研究

该试验对Kefir源植物乳杆菌MA2的牛乳发酵特性进行了研究,结果显示,在4℃、21d的冷藏期间内,相比较于普通酸奶,添加了植物乳杆菌MA2的益生菌酸奶的后酸化程度显著降低;且MA2菌株提高了酸奶的黏度,降低了储存期间酸乳的乳清析出率;另外,感官评价结果显示,MA2菌株发酵的酸奶口感更加细腻、绵滑、黏稠、均匀,香气更加浓郁;基于前期试验证明MA2菌株还具有降胆固醇、调节肠道菌群的生理功能,因此其具有良好的乳制品益生菌发酵剂应用前景。

益生菌干酪的工艺研究

将植物乳杆菌MA2及Kefir发酵剂应用于益生菌干酪生产中,并对干酪的理化指标、感官进行了测定、评价,结果显示:成熟45 d后,相比于普通干酪,添加了植物乳杆菌MA2及Kefir的新型益生菌干酪的可溶性氮及不饱和脂肪酸的含量显著升高;并且具有良好的风味和质地,其中MA2干酪具有明显的酸奶味,提高了干酪的适口性,更加符合国人的口味习惯,具有良好的生产开发前景;而Kefir干酪具有Kefir发酵乳的特有风味,带有适宜的酒香味,可以被开发成个性化干酪,丰富了干酪的品种。

真空冷冻干燥工艺参数对植物乳杆菌MA2活性的影响

试验主要研究了预冻温度、预冻时间、保护剂配方、保护剂与菌泥比例、物料厚度等真空冷冻干燥工艺参数对植物乳杆菌MA2活性的影响,并对真空冷冻干燥过程中菌粉的含水量进行了动态监测,绘制了物料升温曲线图,最终确定了合适的真空冷冻干燥工艺为预冻温度70℃;预冻时间2h;保护剂与菌泥的比例为1∶3;保护剂配方为脱脂奶粉10%,海藻糖1.5%,甘油0.5%,山梨醇2%,麦芽糊精1%;冻干厚度为1.5cm,该工艺条件下植物乳杆菌MA2真空冷冻干燥后的菌体存活率达61%,活菌数为1.50×1012cfu/g。经复水试验证明,真空冷冻干燥后的菌体活性保持良好,证明该工艺具有良好的应用推广前景。

鼠李糖乳杆菌DHC32对小鼠肠道菌群和肠道黏膜免疫的影响

本文主要研究了鼠李糖乳杆菌DHC32对正常小鼠肠道菌群和肠道黏膜免疫的影响。结果表明,DHC32降低了粪便中氨、水分及pH值,提高了小鼠粪便菌群营养代谢率。与对照组相比,DHC32处理组小鼠粪便中乳杆菌、双歧杆菌等有益菌的数量显著提高,而拟杆菌、肠杆菌等有害菌的数量显著下降,并且短链脂肪酸的含量大幅提高。本文还证明鼠李糖乳杆菌DHC32通过提高My D88、IL-23及IL-22等免疫因子和抗菌蛋白RegIIIγ,黏附蛋白MUC1、MUC2基因的表达,来稳固黏膜屏障功能,增强宿主的免疫机能而改善动物的肠道健康。

山西老陈醋源植物乳杆菌C181对小鼠酒精肝损伤的保护作用

本文研究了山西老陈醋源植物乳杆菌C181对小鼠酒精肝损伤的保护作用。研究结果显示,灌胃植物乳杆菌C181可显著降低慢性酒精诱导小鼠肝脏中甘油三酯和游离脂肪酸的含量,血清中谷草转氨酶(AST)和谷丙转氨酶(ALT)活性也降低了。植物乳杆菌C181通过调节肝脏中Nrf-2和NF-κB基因的表达水平,调节肝脏的氧化应激超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽(GSH)活性和丙二醛(MDA)含量以及炎症因子(TNF-α、IL-6、IFN-γ和IL-10)的分泌,改善酒精肝损伤。本文还研究了植物乳杆菌C181对酒精肝损伤小鼠肠道菌群及肠道紧密连接蛋白相关基因ZO-1、Claudin和Occludin表达的影响,结果表明植物乳杆菌C181通过维持肠道菌群平衡保护肠上皮细胞的屏障功能,达到预防酒精性肝病的目的。

乳清蛋白酶解物的抗氧化活性研究

研究在不同的酶种类、[E/S]、酶解时间下,乳清蛋白酶解物的抗氧化活性。结果表明,在胃蛋白酶37℃,[E/S]为0.15%,水解温度水解时间2 h;胰蛋白酶[E/S]为0.4%,水解温度50℃,水解时间2 h的条件下,乳清蛋白的酶解物有较强的抗氧化活性。

山西老陈醋源凝结芽孢杆菌VP4细菌素在冷鲜羊肉保藏中的应用

从山西老陈醋醋醅中筛选出一株具有强抑菌活性的凝结芽孢杆菌VP4,通过排除有机酸、过氧化氢的干扰试验以及蛋白酶K和胰蛋白酶水解试验,证明该菌株产生的抑菌活性物质具有蛋白质性质,是一种细菌素。该细菌素在pH 2~10范围内抑菌效果稳定;在121℃处理60 min后,仍保留约70%的活性,稳定性较好。将VP4细菌素应用在冷鲜羊肉的保藏中(4℃,15 d),考察其对微生物、理化性质(pH值、电导率、挥发性盐基总氮、硫代巴比妥酸、色差值)及感官评价的影响,结果显示VP4细菌素抑菌效果明显,延长了羊肉的保质期,表明其作为生物保鲜剂在冷鲜肉保藏中具有较大应用前景。

一株Kefir源乳酸菌MA2的鉴定及对大鼠肠道菌群的影响

对从西藏Kefir粒中分离出来的乳酸菌MA2进行了形态学、生理生化和16SrDNA分子生物学鉴定,确定其为植物乳杆菌.酸和胆盐耐受性实验显示,植物乳杆菌MA2在pH2.0、胆盐浓度为0.3%的情况下具有较好的耐受能力.动物实验证明,植物乳杆菌MA2显著促进了双歧杆菌和乳酸菌的生长,调节了肠道菌群的平衡,是一株潜在的、具有实际应用价值的益生菌.

西藏Kefir粒中菌相的初步研究

利用扫描电镜、传统菌种分离及PCR-DGGE 3种技术相结合,对Kefir粒的菌相作了初步研究,试验结果显示,Kefir粒内层菌体密度较大,以短杆菌为主,有部分长杆菌,还有部分椭圆形酵母;对其中的乳酸菌和酵母菌进行了分离,共得到9株乳球菌、38株乳杆菌和9株酵母菌,描述了各菌株的细胞、菌落形态,研究了其牛乳发酵特性和半乳糖苷酶活性,并且对Kefir乳发酵过程中的菌数变化做了动态监测。

山西老陈醋源植物乳杆菌CP234对大鼠非酒精性脂肪肝的保护作用及机制

为研究山西老陈醋源植物乳杆菌CP234对大鼠的非酒精性脂肪肝的保护作用和机制,对大鼠灌胃植物乳杆菌CP234,结果显示:高脂饮食大鼠血清中的总胆固醇(TC)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)和甘油三酯(TG)的含量显著降低,改善了肝脏脂肪酸的组成。植物乳杆菌CP234还通过降低血清中谷丙转氨酶(ALT)和谷草转氨酶(AST)的活性,提高肝脏中谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)和超氧化物歧化酶(SOD)的酶活性,改善大鼠肝脏的氧化应激能力,进而修复肝功能。荧光定量PCR结果显示:连续灌胃植物乳杆菌CP2345周后,相比于模型组,胆固醇分解、脂肪酸氧化的相关基因显著上调,而PPAR-γ、FAS和ACC-1等与脂肪合成基因的表达显著下调。本文还测定了植物乳杆菌CP234对高脂饮食大鼠肠道菌群和粪便有机酸、pH值、水分的影响,结果显示其通过调节肠道菌群平衡改善肠道内环境,从而防治非酒精性脂肪肝疾病。

山西老陈醋源植物乳杆菌173对Ⅱ型糖尿病大鼠的降血糖机制

本文主要研究了山西老陈醋源植物乳杆菌173对Ⅱ型糖尿病大鼠的降血糖机制。试验结果表明菌株173可以显著改善糖尿病大鼠的血糖、血脂和激素水平。荧光定量PCR结果显示植物乳杆菌173可通过调节肝脏PPARs和GLUT4基因的表达,促进葡萄糖稳态和提升胰岛素敏感性。植物乳杆菌173促进了肠道中短链脂肪酸产生菌的生成。短链脂肪酸发挥降糖作用主要是通过活化肠道G-蛋白受体基因(如GPR43,GPR41)进行的。另外,还证明了植物乳杆菌173可以显著上调肠道紧密连结蛋白ZO-1、Claudin、Occludin及黏蛋白MUC2基因的表达,从而增强肠道黏膜屏障功能,发挥降糖功能。

植物乳杆菌MA2的生物学特性研究

对Kefir源植物乳杆菌MA2的生物学特性进行了研究,结果显示,MA2菌株在MRS培养基初始pH为6.60,接种量为4%,37℃厌氧条件下培养18 h,活菌数可达到1.2×109cfu/mL。乙酸和乳酸为发酵液中的优势有机酸,且厌氧条件下发酵液中的有机酸的含量较高,厌氧发酵液中检测出的6种脂肪酸中C18∶1的含量最高。降胆固醇试验证明,低聚葡萄糖(GOS)可以促进MA2的胆固醇移除能力,移除率可达到70%;菌体细胞脂肪酸的测定结果显示MA2菌株降胆固醇的机理主要是吸附、吸收同化机理。MA2菌株的牛乳发酵试验结果显示其具有良好的产黏特性,在乳清培养基中胞外多糖产量可达380 mg/L。结合其良好的耐酸、耐胆盐特性,植物乳杆菌MA2具有良好的益生菌应用潜力。

山西老陈醋源优良芽孢杆菌菌株的鉴定及筛选

以分离自山西老陈醋醋醅中的9株芽孢杆菌为研究对象,对菌株进行分子生物学鉴定,并对其产酶、产酸、产酯、产多酚和产乙偶姻等发酵特性综合研究。结果表明,9株芽孢菌分别被鉴定为地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)CP-18、CP-1853、CP-1671,枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)CP-803,解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)CP-2430,甲基营养型芽孢杆菌(Bacillus methylotrophicus)CP-6、CP-1576,漠海威芽孢杆菌(Bacillus mojavensis)CP-15和球形赖氨酸芽孢杆菌(Lysinibacillus sphaericus)CP-2436。9株菌的淀粉酶、纤维素酶和蛋白酶酶活分别为9.77~61.40 U/m L、7.98~54.99 U/m L和4.16~22.80 U/m L,其中菌株CP-1853的蛋白酶活最高(22.80 U/m L),且具有较高淀粉酶活(43.22 U/m L)和纤维素酶活(38.97 U/m L);菌株CP-18和CP-1853产酸和产酯能力较强,分别为0.25 g/L和10.67 g/100 m L;菌株CP-803和CP-1576产多酚和乙偶姻能力较强,分别为596.38μg/m L和1.15 mg/m L。这些优良菌株可以为山西老陈醋的提质增效起到一定强化作用。

嗜酸乳杆菌高密度培养及发酵剂的研究

研究了嗜酸乳杆菌的高密度培养条件,并使用喷雾干燥法对嗜酸乳杆菌粉末发酵剂进行了制备。实验表明,嗜酸乳杆菌6012的最佳增菌培养基为:乳清培养基+06.%(w/v)低聚异麦芽糖+06.%(w/v)黄豆粉+10%(v/v)胡萝卜汁+05.%(w/v)CaCO3。在培养过程中使用20%柠檬酸钠调节培养基pH值为62.,37℃静置培养18 h,活菌数可达10.×109cfu/mL。以0.5%甘油+0.5%葡萄糖+3%大豆分离蛋白+2%海藻酸钠作为抗热保护剂,菌体经过喷雾干燥,其发酵剂活菌数为80.×108cfu/g。

植物乳杆菌MA2对大鼠血脂代谢的影响

评价西藏Kefir源植物乳杆菌MA2体内降胆固醇的功效。饲喂大鼠高胆固醇饲料的同时,灌胃Lactobacillus plantarum MA2活菌制剂(1011cells/dperrat)。实验结果显示,植物乳杆菌MA2显著降低了大鼠血清总胆固醇(TC)、低密度胆固醇(LDL-C)、甘油三酯(TG)的水平,但是对高密度胆固醇(HDL-C)的水平并没有显著影响。另外,该制剂还显著降低了肝胆固醇和甘油三酯的含量,却明显提高了粪便中胆固醇和甘油三酯的含量。研究证明了植物乳杆菌MA2具有降血脂的益生菌应用潜力。

山西老陈醋大曲细菌群落结构及多样性研究

山西老陈醋是以大曲为发酵剂,自然固态发酵的传统酿造食品。大曲中的微生物在其发酵过程中起重要作用。为了分析山西老陈醋大曲细菌群落结构及多样性,提取山西老陈醋大曲样品总DNA,应用Miseq高通量测序平台结合16S rDNA序列分析大曲细菌群落结构。大曲中的细菌种类丰富,包括:厚壁菌门、变形菌门、放线菌门和拟杆菌门,其中厚壁菌门和变形菌门为优势菌门,分别占大曲总细菌的69.67%和29.17%,放线菌门及拟杆菌门仅占大曲总细菌的0.86%和0.28%。厚壁菌门上仅检测到杆菌纲,主要包括乳杆菌属(32.82%)及芽孢杆菌属(29.45%)。在变形菌门上检测到γ-变形菌纲,主要包括泛菌属(27.36%)和不动杆菌属(0.80%)。放线菌门与拟杆菌门结构简单,分别检测到放线菌纲和黄杆菌纲,属水平上分别检测到糖多孢菌属(0.59%)和黄杆菌属(0.27%)。本研究揭示了山西老陈醋大曲细菌群落结构,为明确山西老陈醋微生物酿造机理提供基础数据。