氮源对嗜热链球菌胞外多糖表型特征的影响

乳酸菌胞外多糖(EPS)具有增加发酵乳黏度,防止乳清析出,增强凝乳强度等特性,是目前食品科学领域的研究热点之一。本研究以基础培养基M17为对照,以大豆蛋白胨、胰蛋白胨和酪蛋白胨替代M17液体培养基的复合氮源,探究不同氮源对嗜热链球菌IMAU20561胞外多糖的产量、分子质量及结构的影响。结果表明:嗜热链球菌IMAU20539以大豆蛋白胨为唯一氮源的M17培养基中胞外多糖产量达480.7 mg/L,远高于其它3种培养基所得多糖的产量。不同氮源培养基所得粗EPS经纯化后收集的EPS组分不同,各EPS组分的分子质量也有显著差异,以酪蛋白胨为唯一氮源的M17培养基所得EPS分子质量最大(5.964×105u),其次为基础培养基M17(1.260×105u)、大豆蛋白胨培养基(6.635×104u)和胰蛋白胨培养基(1.192×104u)。不同氮源培养基所得多糖结构有显著差异,大豆蛋白胨培养基所得EPS主要由半乳糖醛酸、半乳糖和阿拉伯糖组成;胰蛋白胨培养基所得EPS主要由葡萄糖醛酸、葡萄糖和半乳糖组成;酪蛋白胨培养基和基础培养基M17所得EPS有相似的单糖组成,主要由甘露糖、葡萄糖和半乳糖组成,占比分别为10.46∶1.62∶87.37和20.37∶2.77∶74.91。

具有良好风味德氏乳杆菌保加利亚亚种的筛选及其产香性能分析

风味是评价酸奶发酵剂及其产品的重要指标之一。该文以科汉森公司提供的商业发酵剂为对照组,以分离自传统发酵乳制品中具有良好发酵特性的6株德氏乳杆菌保加利亚亚种为试验菌株,从中筛选出1株具有良好风味的菌株。采用固相微萃取(solid phase micro-extraction,SPME)和GC-MS技术测定牛乳发酵终点时的挥发性风味化合物,从中筛选出1株与对照组中的挥发性风味物质的种类和相对含量相似度较高的菌株,并继续分析该菌株在牛乳发酵和贮藏期间所产风味物质的动态变化情况。德氏乳杆菌保加利亚亚种MGA17-6在牛乳发酵和贮藏期间产生的主要风味化合物包括酸类、醛类、酮类、酯类、醇类等,其中一些重要的化合物如乙酸、乙醛、庚醛、乙偶姻、1-庚醇等对发酵乳的风味产生重要的影响。筛选出1株具有良好风味的德氏乳杆菌保加利亚亚种MGA17-6。

具有良好风味嗜热链球菌的筛选及其产香特性分析

嗜热链球菌作为酸奶发酵剂的常用菌株之一,在牛乳发酵和贮藏过程中可以赋予产品优良的质地、丰富的营养价值和独特的风味。本实验在前期研究的基础上,以商业发酵剂为对照组,以分离自不同地区传统发酵乳中的具有良好发酵特性的7株嗜热链球菌为实验菌株,采用固相微萃取结合气相色谱-质谱联用技术对发酵终点,即pH4.5时发酵乳中的挥发性风味物质进行检测分析。结果表明,在所有实验菌株中,G80-2发酵乳中的挥发性风味化合物的组成及含量最接近对照组。在此基础上,对G80-2菌株在牛乳发酵和贮藏过程中所产生的挥发性风味物质进行动态分析,发现该菌株在发酵和贮藏期间检测出酸类(4种)、醇类(10种)、酮类(12种)、醛类(6种)、酯类(1种)等多种化合物,且一些主要特征风味物质如乙酸、乙醛、双乙酰、乙偶姻、2-庚酮、1-庚醇等相对含量较高,说明该菌株可作为发酵剂应用于乳制品生产中。

基于固相微萃取-气相色谱-质谱与电子鼻技术分析发酵乳中的挥发性风味物质

为筛选风味优良的发酵剂菌株。该实验在前期研究的基础上,以具有良好风味的德氏乳杆菌保加利亚亚种和嗜热链球菌为实验菌株,进行复配发酵,采用固相微萃取-气相色谱-质谱(solid phase microextraction and gas chromatography-mass spectrometry,SPME-GC-MS)等方法对复配发酵乳香气成分进行检测分析。SPME-GC-MS分析结果表明,对照菌株JD和6组复配发酵乳中共检测出116种挥发性风味物质,其中有酸类化合物(17种)、醛类化合物(11种)、酮类化合物(17种)、醇类化合物(15种)、酯类化合物(11种)、烷烃类(30种)、含氮化合物(15种)。气味活度值(odor activity values,OAV)结果表明发酵乳中关键性风味物质(OAV≥1)有6种,包括3-甲基丁醛、苯甲醛、正壬醛、双乙酰、乙偶姻和2-壬酮。而其他化合物,如辛酸、乙醛、3-羟基丁醛、庚醛、癸醛和2-庚酮等对发酵乳的整体风味起修饰作用(0. 1≤OAV <1)。其中,这些关键性风味物质在样品中浓度较高,赋予发酵乳优良风味。主成分分析及线性判别分析结果表明,A6复配组有良好产香特性,在发酵过程中产生的风味和酸类化合物、酮类化合物、醇类化合物、含氮类化合物、烷烃类化合物等呈正相关。

Streptococcus thermophilus IMAU20551胞外多糖基因簇及其表达分析

以1株产胞外多糖(exopolysaccharide,EPS)的嗜热链球菌(Streptococcus thermophilus)IMAU20551为研究对象,提取其DNA后采用Illumina HiSeq技术对DNA进行二代基因组重测序,并利用SOAPdenovo软件对其进行组装,通过与RAST、直系同源集、基因本体论、京都基因与基因组百科全书等数据库进行比对,注释基因组中功能基因。发现S.thermophilus IMAU20551基因组全长1725107 bp,共注释出1884个功能基因,其中包含一个长度为19376 bp的完整eps基因簇,该基因簇中与EPS合成相关的基因共有18个,主要包括epsA、epsB、epsC、epsD、epsE、eps1F、eps2F、epsJ、wzx、epsP和epsX等,这些基因分别对EPS的合成、组装以及转运输出进行调控。另一方面,利用实时聚合酶链式反应对S.thermophilus IMAU20551 eps基因簇表达进行验证,发现所有基因均可表达,且除个别糖基转移酶基因外,其他被测基因均在6 h达到最大表达量。本研究介绍了S.thermophilus IMAU20551的基因组特征、eps基因簇及其表达能力,为今后深入研究S.thermophilus EPS基因簇及其表征结构的互作关系奠定基础。

产胞外多糖嗜热链球菌eps基因簇的表达及生物信息学分析

目的:胞外多糖(EPS)作为乳酸菌(LAB)重要的次级代谢产物,在发酵乳制品的生产中发挥着重要作用。采用生物信息学方法分析乳酸菌产EPS的分子机制,为开发利用EPS提供理论依据。方法:采用二代测序技术(Illumina Hiseq 4000)及实时荧光定量PCR技术(RT-qPCR)对分离自蒙古国酸牛奶中一株高产EPS的嗜热链球菌IMAU20756进行基因组测序,并对不同时间点eps基因表达量进行定量分析。结果:该菌株基因组全长为1838440 bp,GC含量为38.8%,共编码2120个基因,包含1962个功能基因,36个t RNA、515个假基因、1个tmRNA和2个重复单位。其中和EPS生产相关的基因有12个,epsA、epsB是调控基因,epsC、epsD决定多糖链长,eps1E、eps2E、epsG、epsF、epsH、epsI、epsJ是编码糖基转移酶基因,epsK调控多糖聚合及输出。结论:所有和EPS生物合成相关的基因在发酵过程中均能表达,特别是糖基转移酶的基因表达量在发酵6 h时达最高。

嗜热链球菌IMAU20246胞外多糖基因簇及其表达分析

【目的】嗜热链球菌IMAU20246是一株具有良好发酵特性且高产胞外多糖(exopolysaccharides,EPS)的菌株,但其EPS基因簇及合成途径尚不清晰。因此可通过全基因组测序及生物信息学分析菌株基因组序列,探究EPS合成及调控机制。【方法】本实验对嗜热链球菌IMAU20246进行全基因组测序并进行生物信息学分析,解析EPS生物合成相关基因簇及EPS合成途径,同时采用实时荧光定量PCR技术(quantitative real-time PCR,qRT-PCR)对其不同时间点EPS基因簇的表达进行定量分析。【结果】嗜热链球菌IMAU20246基因组中有一个18.1 kb的EPS生物合成基因簇,编码15个与EPS生物合成相关的基因。嗜热链球菌IMAU20246通过转运葡萄糖、甘露糖、果糖、半乳糖、乳糖、海藻糖、纤维二糖及蔗糖合成UDP-葡萄糖、dTDP-葡萄糖、dTDP-鼠李糖、UDP-半乳糖、UDP-呋喃半乳糖、UDP-N-乙酰葡萄糖胺和UDP-N-乙酰半乳糖胺等7种糖核苷酸。qRT-PCR的结果表明,EPS基因簇中的基因在细胞生长阶段均能表达,特别是糖基转移酶基因epsE、epsF、epsH和epsJ在培养6 h时表达量最高,此时EPS产量达到最高。【结论】本研究从基因组解析了嗜热链球菌IMAU20246 EPS基因簇及其合成途径,为菌株的进一步开发提供了理论依据。

嗜热链球菌MGB80-7所产胞外多糖的表型结构及其抗氧化活性

【背景】胞外多糖(exopolysaccharide,EPS)是乳酸菌生长代谢过程中所产生的一种次级代谢产物,除了可以改善产品质构和品质外,其生理功能也是近年来研究人员追捧的热点。【目的】探究乳酸菌EPS的表征特性和分子结构,揭示其与EPS益生特性之间的联系。【方法】以产EPS的嗜热链球菌(Streptococcus thermophilus,S.thermophilus)MGB80-7为研究对象,利用苯酚-硫酸法测定菌株EPS产量。采用离子交换柱层析和凝胶分子筛层析对该菌株所产EPS进行分离纯化,结合凝胶色谱、红外光谱及高效液相色谱对EPS表型结构进行剖析。此外,为确定EPS表型特征对其抗氧化活性的影响,测定了EPS对超氧阴离子、羟自由基及DPPH自由基等的清除能力。【结果】S.thermophilus MGB80-7在M17培养基中EPS产量较高,为(268.25±5.36)mg/mL,分离纯化后共得到2种多糖组分,其中中性多糖(WPS-807)分子量为1.028×10^(5) Da,主要由葡萄糖、半乳糖和甘露糖组成,并含有少量的鼠李糖和阿拉伯糖,酸性多糖(SPS-807)分子量为8.601×10^(4) Da,单糖组分相较于WPS-807更为复杂,主要由甘露糖、半乳糖和阿拉伯糖组成。抗氧化活性的结果表明,EPS-807具有一定的抗氧化活性,尤其对羟自由基的清除能力较好。【结论】S.thermophilus MGB80-7所产EPS的分子量、结构特征对其抗氧化活性具有一定影响,此结果为进一步分析乳酸菌EPS的构效关系和抗氧化机制提供基础。