基于杂交链式反应扩增检测奶粉中阪崎肠杆菌的适配体磁珠荧光传感器

构建一种基于杂交链式反应(hybridization chain reaction,HCR)扩增的适配体磁珠荧光传感器。巧妙设计序列HP和发卡序列H1、H2,其中HP是由适配体序列与触发序列结合而成的,并且序列互补形成稳定的二级结构。然后采用戊二醇反应和亲和素-生物素反应进行适配体功能化磁珠的制备。将阪崎肠杆菌与适配体磁珠一起孵育,HP中的适配体序列识别靶标,引起HP构象变化,露出触发序列,通过HCR触发H1和H2的链状组装,产生长双链DNA。荧光指示剂SYBR Green I以插层和小槽结合的方式与HCR产物的长双链结合。最后加入氧化石墨烯(graphene oxide,GO)后,游离的H1、H2和SYBR Green I将通过π-π堆积紧密吸附在GO表面,荧光信号被猝灭。HCR产物不能被吸附在GO表面,因此与HCR产物结合的SYBR Green I发出依赖于靶浓度的强荧光信号,从而实现阪崎肠杆菌的定量检测。本方法在纯培养条件下的检出限为2CFU/mL,对奶粉的检出限为8CFU/g,对奶粉样品的检测结果与传统微生物培养法具有良好的一致性。该方法具有无需DNA提取,快速、稳定性高、高特异性和高灵敏度等优点,因此为阪崎肠杆菌的现场快速检测提供了一种很有潜力的方法。

新疆赛里木酸奶源降胆固醇植物乳杆菌的筛选鉴定及其安全性研究

长期血清胆固醇水平升高被认为是心血管疾病的主要危险因素。新疆阿克苏地区拜城县医疗水平落后,地理环境恶劣,却被认定为世界级“长寿乡”,当地人们习惯食用家庭自制的赛里木酸奶,其被誉为“长寿秘诀”。但是目前对赛里木酸奶的研究较少,还未见有对赛里木酸奶源降胆固醇微生物的报道。该研究以从赛里木酸奶中分离筛选出的具有优良基础特性的8株疑似植物乳杆菌为样品,研究了其降胆解固醇的能力,并对高降解胆固醇菌株通过生理生化试验进一步进行了鉴定,最后通过抗生素敏感性、是否含质粒、是否产生物胺和溶血活性试验对高降解胆固醇菌株的安全性进行了初步研究。筛选出3株高降解胆固醇菌株:R2-5、R2-7和R4-2,其对胆固醇的降解力分别是48.19%、48.92%和48.50%。经鉴定确定均为植物乳杆菌,并且3株菌对部分抗生素具有抗性,但不含有质粒,不产生物胺,无溶血活性,即具有一定的安全性。该研究为下一步对菌株进行体内降胆固醇功能研究和应用提供数据支撑,对赛里木酸奶的推广具有重大意义,为开发具有我国自主知识产权的原创性益生菌提供了新资源。

新型益生菌发酵竹笋膳食纤维酸奶的菌种筛选及通便功能研究

针对目前我国功能性乳制品研发基础薄弱,发酵膳食纤维酸奶大多采用传统酸奶菌的现状,采用全因子试验研究料水比和均质时间对竹笋膳食纤维汁pH值和稳定性的影响。以自行分离选育出的10株新型益生乳酸菌为试验菌株,以保加利亚乳杆菌Lb-DR、嗜热链球菌St-LDY为对照菌株,研究菌株在竹笋膳食纤维汁中的生长活力、产酸特性,对菌株进行初筛。分析初筛菌株发酵的竹笋膳食纤维牛乳培养基的感官品质,对菌株进行复筛。研究复筛菌株发酵竹笋膳食纤维酸奶的通便功能。结果表明:竹笋膳食纤维与水的比例1∶10,均质时间15 min,调配的竹笋膳食纤维汁均一、稳定,pH值为6.34,适合乳酸菌生长繁殖。经初筛和复筛,获得3株益生乳酸菌,即:植物乳杆菌07-191、鼠李糖乳杆菌05-28、干酪乳杆菌05-21。将其分别在竹笋膳食纤维汁中37℃发酵12 h,活菌数分别是1.77×10^(9),2.76×10^(9),1.59×10^(9) CFU/mL,pH值分别是4.51,4.68,4.75,滴定酸度分别是53.2,56.2,54.6°T。其分别发酵的竹笋膳食纤维牛乳培养基的风味优于其它菌株,适宜发酵竹笋膳食纤维酸奶。复筛益生菌发酵的竹笋膳食纤维酸奶能够促进小鼠小肠推进,缩短排便时间,增加排便粒数和排便量,即竹笋膳食纤维酸奶具有通便功能。

嗜热真菌单宁酶的克隆表达及在柿子汁中的应用

对嗜热烟曲霉中的单宁酶基因afTanA在毕赤酵母中进行异源表达,分析重组酶的酶学性质及其对柿子汁抗氧化性的影响。研究表明,afTanA基因由1 767 bp碱基组成,编码588个氨基酸和一个终止密码子,存在1个Kex2酶切位点(Lys315-Arg316),其催化活性位点为Ser202、Asp455和His501。重组菌株经48 h诱导,重组AfTanA酶活力达到678U/mL。AfTanA的最适反应温度为40℃,最适pH5.0。不同金属离子浓度对酶活力的影响存在差异,在低浓度(1mmol/L)条件下,Zn2+使AfTanA酶活力提高49.65%,而Cu2+和Fe3+使该酶活力分别降低约78%和98%;在高浓度(5mmol/L)条件下,Zn2+使AfTanA酶活力降低47.12%,Cu2+和Fe3+能够完全抑制AfTanA活性。柿子汁经重组单宁酶AfTanA处理后,其抗氧化性能力显著提高,DPPH、ABTS自由基和·OH清除率分别提高15.79%,12.78%,3.4%。单宁酶AfTanA在毕赤酵母中实现了高效表达,并在果汁加工工业中具有良好的应用潜力。

酸奶弱后酸化菌株摇瓶增菌工艺及发酵罐扩培试验

针对目前我国高效直投式发酵剂技术水平落后以及在应用中普遍存在酸奶后酸化的问题,研制开发具有自主知识产权的弱后酸化高效直投式发酵剂,势在必行。本文采用自行选育的弱后酸化保加利亚乳杆菌Lb-s1 rp-1为出发菌株,在优化的胡萝卜汁复合增菌培养基上增殖培养。首先研究了培养温度、培养方式、培养基起始pH值、接种量等单因素对弱后酸化菌株生长的影响,然后通过L9(33)正交试验优化了摇瓶分批式培养的增菌工艺条件;通过50 L发酵罐分批补料式扩大培养试验,并以分批式扩大培养为对照,研究了调节pH值、流加葡萄糖补料以及调节pH值且流加葡萄糖补料对弱后酸化菌株生长的影响。结果表明,弱后酸化保加利亚乳杆菌Lb-s1 rp-1实验室摇瓶分批式培养的最适增菌工艺条件:培养温度37℃,培养基起始pH 6.5,接菌量1.0%,静置培养,在此工艺条件下培养该菌株,6 h到达对数生长末期,稳定期活菌数为2.28×10^(10)CFU/mL。在50 L发酵罐中,3种补料方式培养菌株到达对数生长末期的时间分别是8,6,8 h,稳定期活菌数分别为2.29×10^(10),2.39×10^(10),2.48×10^(10)CFU/mL,与分批式扩大培养的活菌数差异不显著(P>0.05)。因此,采用50 L发酵罐分批式扩大培养弱后酸化保加利亚乳杆菌Lb-s1 rp-1的工艺是可行的。本研究为工业化生产弱后酸化保加利亚乳杆菌高效直投式酸奶发酵剂提供了细胞廉价增殖培养技术,也为研究其它弱后酸化益生乳酸菌的细胞培养技术提供了参考借鉴。

干酪乳杆菌纯种发酵水苏糖合生元酸奶的菌种筛选与工艺

针对目前我国合生元功能性乳制品研发水平低,大多采用益生菌与传统酸奶菌混种发酵的现状,以分离自天然发酵食品、保健品和微生物制剂等的18株新型益生菌和3种商品化发酵剂中所含益生菌为试验菌株,以传统酸奶发酵菌株保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌为对照菌株,研究菌株发酵牛乳的凝乳时间、产酸能力、感官品质,分析菌株利用水苏糖的增殖效果,筛选能利用水苏糖作为益生元生产合生元酸奶的益生菌菌株;测定了菌株在纯牛乳基础培养基中的生长曲线;研究了益生元增殖培养基中水苏糖的最适添加量;优化了水苏糖合生元酸奶产品的发酵工艺条件;检测了0 d和贮藏21 d合生元酸奶产品的质量。结果表明:新型益生菌干酪乳杆菌07-211具有发酵牛乳的能力,可利用水苏糖进行显著增殖,活菌数由3.19×108 CFU/mL增至2.05×109 CFU/mL;益生元增殖培养基中水苏糖的最适添加量为0.8%;干酪乳杆菌07-211纯种发酵水苏糖合生元酸奶的最佳工艺条件是:接种量3%,蔗糖添加量4%,发酵温度42℃,合生元酸奶凝乳时间4.15 h,pH 4.65,滴定酸度64.27°T,活菌数3.96×109 CFU/mL,感官品评得分8.78分(10分制)。其中,0 d和贮藏21 d的合生元酸奶的质量均优于国标。本研究结果为工业化生产干酪乳杆菌纯种发酵水苏糖合生元酸奶产品提供理论依据,也为其它功能性合生元乳制品的研发提供借鉴。

可视化单引物等温扩增技术检测发酵乳制品中沙门氏菌的研究

建立了可视化单引物等温扩增技术(Visual single primer isothermal amplification,Visual SPIA)检测发酵乳制品中沙门氏菌(Salmonella)的方法。针对沙门氏菌侵袭蛋白(Invasion protein A,invA)基因设计引物,验证该方法特异性,同时对人工污染发酵乳制品的检出限进行测定。分别采用国家标准方法(GB 4789.4—2016)和可视化SPIA方法对235份发酵乳制品样品进行检测,确定可视化SPIA方法的敏感性、特异性及符合率。结果显示,12株沙门氏菌呈阳性结果,29株非沙门氏菌均呈阴性结果。荧光可视法的检出限均为3.2×10^(1) CFU/mL,沉淀可视法的检出限为3.2×10^(2) CFU/mL。可视化SPIA方法的敏感性为100.00%,特异性为98.15%,符合率为99.15%。该方法特异性强,可通过肉眼直接观察并判定结果,实现了对沙门氏菌的可视化检测,对沙门氏菌引起的食物中毒的预防和控制具有重要意义。

干酪乳杆菌纯种发酵燕麦乳工艺及其产品质量分析

针对目前益生菌发酵乳制品多为混合菌种发酵动物源乳制品的研究现状,本研究以燕麦为主要原料,通过制备纯燕麦乳,酶解,添加20%牛乳和7%蔗糖以及适量乳化剂与稳定剂,组成发酵培养基,以发酵乳制品中选育出的生长繁殖力强,发酵活力高的干酪乳杆菌05-20为试验菌株,研究接种量、发酵温度、发酵时间等单因素对干酪乳杆菌纯种发酵燕麦乳产品质量的影响。采用响应面试验优化干酪乳杆菌纯种发酵燕麦乳产品的工艺条件,分析干酪乳杆菌纯种发酵燕麦乳的产品质量,包括:感官、理化与营养成分、益生菌活菌含量与功能性成分、食品安全性、贮藏稳定性。结果表明:干酪乳杆菌纯种发酵燕麦乳的最适工艺条件为:接种量5.0%,发酵温度37℃,发酵时间5.3 h。该发酵乳呈微黄色,质地均匀细腻,酸甜可口,具有浓郁的燕麦香气和发酵香气,发酵乳活菌数达8.8×108 CFU/mL,滴定酸度49.05°T,蛋白质含量1.76 g/100 g,脂肪含量0.75 g/100 g,必需氨基酸含量占总氨基酸含量的55.92%,不饱和脂肪酸含量约占总脂肪酸含量的79.20%,燕麦β-葡聚糖的含量(92.00±1.29)μg/mL,总酚含量(13.00±0.38)μg/mL,抗消化物质质量分数(19.61±0.02)%,未检测出致病微生物和毒素,保质期为24 d。研究结果为工业化生产以植物蛋白燕麦为主的干酪乳杆菌纯种发酵乳制品提供了理论依据,也为新型益生菌发酵其它植物蛋白乳制品提供了新途径。

苹果自然发酵酵素微生物多样性分析

为了解苹果自然发酵酵素中的微生物组成,探究其不同发酵阶段的优势菌群,采用宏基因组技术分析苹果自然发酵酵素发酵前(10 d)、中(20 d)、后(35 d)3个时期的真菌和细菌的群落组成和变化。结果表明:通过多样性分析,细菌的多样性高于真菌;细菌多样性前期最高,呈先降低后升高的趋势;真菌多样性略有增加。从属的水平上分析,细菌主要有乳杆菌属、葡萄糖酸杆菌属、乳酸乳球菌属、魏斯氏属、明串珠菌属和醋酸菌属,其中乳杆菌属(58.73%,49.08%,56.34%)和葡萄糖酸杆菌属(20.42%,34.72%,24.64%)为细菌中的优势菌属;真菌主要有酵母属、汉逊酵母属和接合酵母属,其中接合酵母属(89.5%,18.2%,80.3%)和汉逊酵母属(9.7%,60.6%,8.7%)为真菌中的优势菌属。结论:阐明了苹果酵素在自然发酵过程中微生物的动态变化及其多样性机制,为后续开发新型人工可控苹果酵素提供试验依据。

母乳婴儿源乳杆菌的筛选及其免疫调节能力研究

以分离自母乳婴儿源的乳杆菌——鼠李糖乳杆菌BF-1、植物乳杆菌BF-15、唾液乳杆菌BF-29、干酪乳杆菌BF-55为对象,研究这些菌株对体外模拟人工胃、肠液及胆盐的耐受性,对Caco-2细胞的黏附能力、安全性和对小鼠脾淋巴细胞增殖活性的影响,探讨菌株的免疫调节活性。试验结果表明:植物乳杆菌BF-15对人工消化液和胆盐有较强的耐受性,对Caco-2细胞黏附能力[(7.10±0.30)CFU/cell]显著高于阳性对照菌株LGG[(3.90±0.30)CFU/cell](P<0.05);BF-15除对氨基糖苷类、糖肽类抗生素的固有耐药性外,对苯唑西林、头孢噻吩也有耐药性,无抗性质粒;BF-15和LGG的活性和热致死菌在一定的菌浓范围(1×10^6~10^7CFU/mL)均促进体外小鼠淋巴细胞增殖,表现出剂量依赖关系,同时活性菌株作用效果明显优于热致死菌株。在相同菌浓条件下,两株菌体外免疫调节能力没有显著性差异(P>0.05)。母乳婴儿源乳杆菌——植物乳杆菌BF-15具有较强的抗逆性,较高的黏附性和一定的免疫调节能力。

不同菌株组成饮用型酸奶发酵剂指纹图谱的构建

以10种嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌为发酵剂制得的酸奶为研究对象,采用顶空固相微萃取与气相色谱质谱联用技术相结合的方法,检测发酵乳中的挥发性风味物质,构建不同菌株组成饮用型酸奶发酵剂指纹图谱。10种发酵乳中的风味成分由醛类、酮类、醇类、酯类、酸类和碳氢化合物等6类化合物组成。双乙酰、3-羟基-2-丁酮、乙醛、2-壬酮等14种共有挥发性化合物的相对峰面积>1%,为特征风味物质。基于共有峰的相对保留时间和相对峰面积对样品的精密度、重复性、稳定性分析,结果显示,指纹图谱构建方法具有可靠性。采用夹角余弦法和相关系数法对指纹图谱进行相似度评价,2种方法的相似度均在0.9255以上,说明用于构建指纹图谱的样品与标准指纹图谱之间具有较好的相似性。

红参对乳酸菌体外增菌的影响

采用比浊法和活菌计数法研究在基础培养基/菊芋汁基础培养基中添加不同量低聚木糖、低聚果糖、红参提取液及其酸水解物对鼠李糖乳杆菌AS 1.2466T/保加利亚乳杆菌ATCC 11842生长情况的影响。结果表明:不同添加物对鼠李糖乳杆菌AS 1.2466T的增菌效果为红参提取液>红参酸水解物>低聚木糖>低聚果糖。当红参提取液添加量为12.50%时,鼠李糖乳杆菌AS 1.2466T的最大OD600值为1.172,活菌数为2.72×10^8 CFU/mL,比基础培养基中最大活菌数7.75×10^7 CFU/mL增加1个数量级。对保加利亚乳杆菌ATCC 11842的增菌效果为红参提取液>低聚木糖>红参酸水解物>低聚果糖。当红参提取液添加量为6.25%时,保加利亚乳杆菌ATCC 11842的最大OD600值为0.627,活菌数为4.43×10^8 CFU/mL,比菊芋汁基础培养基中最大活菌数1.48×10^7 CFU/mL增加1个数量级。红参提取液比低聚木糖、低聚果糖具有较好的增菌效果,将红参作为益生元研究其益生功能,为研究红参对肠道微生物的影响提供试验依据。

保加利亚乳杆菌不同环境胁迫的交互保护作用及其基因表达分析

保加利亚乳杆菌是发酵乳制品常用主要菌种,经常受到多种环境胁迫。为了深入揭示其抗逆保护机制,在确定保加利亚乳杆菌模式菌株ATCC 11842不同环境胁迫(酸、盐、胆盐、氧、冷)下的亚致死与最低致死条件的基础上,通过比较不同环境胁迫亚致死条件处理后的菌体细胞的存活率变化,研究菌体细胞在多重胁迫环境下的交互保护作用。根据前期ATCC 11842菌株在酸胁迫和酸冷胁迫条件下转录组学测序结果,从响应酸胁迫的基因中选取与糖代谢、氨基酸代谢、转运系统、分子伴侣、应激等相关11个基因,利用RT-qPCR技术分析11个基因在不同环境胁迫下转录水平的表达量变化。结果表明:ATCC 11842菌株经酸胁迫和氧胁迫亚致死条件(pH 4.8,40 min;15 mmol/L H_(2)O_(2),1 h)预处理后,均可显著提高最低致死条件下的存活率,在ATCC 11842菌株体内响应酸胁迫的11个基因中,有10个基因也响应其它不同环境胁迫,并探明这10个响应酸胁迫的基因(LDB_RS02110、LDB-RS00810、LDB_RS04920、LDB_RS05285、LDB_RS00230、LDB_RS06340、LDB_RS05615、LDB-RS01180、LDB_RS06995、LDB_RS03130)在不同环境胁迫下的表达变化。

婴幼儿配方奶的配方设计和工艺

根据GB10765-2010对婴幼儿食品的要求,同时结合感官评价标准设计了一种婴幼儿配方奶的配方。相比于市售的婴幼儿配方奶粉(惠氏金装爱儿1段和雀巢超级能恩1段),配方奶状态稳定,乳白的颜色更受欢迎。通过测定产品的动力学不稳定性(TSI值)和脂肪球粒径,发现在50℃预热,25 MPa压力下均质的产品脂肪稳定性最好。本研究在不同贮藏温度与TSI值之间拟合了一条预测货架期的动力学曲线,并通过计算加速比得到产品在4℃条件下保藏货架期为53 d。

发酵凉薯酸奶工艺研究

通过采用单因素试验和正交试验方法研究凉薯酸奶加工工艺并对其进行优化,为其实际生产凉薯酸奶进一步研究提供理论依据和技术手段。以凉薯、鲜牛奶为主要原料,以杆菌:球菌、接种量、凉薯:牛奶、加糖量、发酵时间和发酵温度为因素进行单因素试验,随后选取杆菌:球菌、接种量、凉薯:牛奶、加糖量4个因素,应用L9(34)正交试验法,以凉薯酸奶感官为标准优化凉薯乳酸发酵的工艺条件。结果表明,当杆菌:球菌=2:3、凉薯:牛奶=2:3、接种量5%、加糖量(以蔗糖计)6%,培养温度43℃,发酵时间4 h,试验结果最佳,符合大众口感。研究提高了对凉薯的应用,丰富了酸奶的种类,满足了市场的需求。

胡萝卜饮用型风味酸奶配方工艺的研究

为满足市场需求及企业技术需要,以胡萝卜发酵原浆、生牛乳为原料,开发了一种具有特殊风味的胡萝卜酸奶。采用单因素试验法分别考查蔗糖添加量、胡萝卜发酵原浆添加量、发酵剂接种量和发酵时间对酸奶感官品质的影响;并使用L9(34)正交试验优化得到胡萝卜饮用型风味酸奶的最优配方工艺参数为发酵胡萝卜原浆添加量8%,白砂糖添加量8%,发酵剂接种量3%,发酵温度42℃,发酵时间6 h。结果表明,在此条件下制备的胡萝卜饮用型风味酸奶口感细腻顺滑、黏稠适中、酸甜可口、发酵香气浓郁,具有胡萝卜特有的风味,其综合感官评分为96分,成品酸度为74°T,黏度为1351 map·s。在保留胡萝卜营养风味的基础上,丰富了其应用及酸奶的种类,为后续胡萝卜饮用型风味酸奶的加工生产提供理论基础和技术支撑。

牛奶中黄曲霉毒素M_(1)残留检测技术的研究进展

牛奶中黄曲霉毒素M_(1)残留对人们健康存在很大危害,因此探索黄曲霉毒素M_(1)残留的检测技术的研究具有重要的意义。本文介绍的黄曲霉毒素M_(1)残留的检测技术有金标试纸法、原位衍生荧光法、液相色谱法,电子鼻法以及光学免疫传感器法。

抗酸乳后酸化的研究进展

酸乳在储藏、销售直至食用前,由于乳酸菌仍会生长繁殖,继续产酸,导致pH下降,出现后酸化现象。后酸化是影响酸乳贮藏期间感官品质、风味特性以及稳定性的重要因素,是决定产品货架期的重要指标。针对这一问题,文章对抗酸乳后酸化的研究进展进行了阐述。