马乳酒样乳杆菌ZW3基因WANG_1108的特性及功能

为分析马乳酒样乳杆菌ZW3(Lactobacillus kefiranofaciens ZW3)的一株突变株2#胞外多糖(exopolysaccharide,EPS)产量下降的原因。对突变株2#进行基因组重测序后与野生菌ZW3全基因组比对,分析突变基因在代谢通路中EPS产量的相关性;利用实时荧光定量-聚合酶链式反应(quantitative real-time polymerase chain reaction,RT-qPCR)技术分析可能会与多糖产量相关的突变基因的相对表达量;构建含有表达量变化明显基因的重组质粒转至大肠杆菌并测定其酶活性,探究突变基因与产糖量的关系。结果经全基因组分析比对,野生菌株ZW3与突变株2#在CDS区和启动子区发生突变的基因共60个,其中相关催化反应酶类基因有6个,分别为:WANG_0173、WANG_0174、WANG_0175(3个基因均为编码二羟丙酮激酶亚基部分)、WANG_0292(β-半乳糖苷酶小亚基)、WANG_0840(UDP-N-乙酰胞壁酸-L-丙氨酸/D-谷氨酸连接酶)、WANG_1108(丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶),其中WANG_0292发生了同义突变。RT-qPCR分析突变基因相对表达量,发现突变株WANG_1108基因相对表达量下降明显,选取WANG_1108进一步阐明与多糖产量的关系;成功构建重组表达载体pET28a-ZW3/2#-1108、并转至表达菌株大肠杆菌BL21(DE3),诱导蛋白表达,经聚丙烯酰胺凝胶电泳酶活性测定结果显示,突变株中酶活性比野生菌降低了37%。由此推测基因WANG_1108的突变是影响突变株产糖量下降的原因之一。

马乳酒样乳杆菌ZW3对酸奶风味及质构的影响

将马乳酒样乳杆菌马乳酒样亚种ZW3(Lactobacillus kefiranofaciens subsp.kefiranofaciens ZW3)与常用的酸奶发酵剂嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌共同发酵,旨在制备酸奶时,不添加任何增稠剂和乳化剂,而是通过乳酸菌的发酵作用,增加酸奶的黏度和适口性。结果表明,ZW3可以缩短酸奶发酵时间,提高持水力,减少乳清析出,增加黏度,改善流变学特性,增加酸奶的硬度、胶着性、咀嚼性、内聚性和恢复性,电子鼻分析及感官评价结果表明,ZW3可提高酸奶中挥发性风味物质的含量,改善酸奶风味及口感。

马乳酒样乳杆菌ZW3多位点序列分型

该研究采用多位点序列分型方法将马乳酒样乳杆菌ZW3与其他同种或近源乳杆菌菌株进行细致的分类鉴定,同时确定马乳酒样乳杆菌ZW3特定的生物遗传标签,使用多位点序列分型方法对马乳酒样乳杆菌ZW3菌株与9株同种或近源乳杆菌一起进行多位点序列分型研究。该研究选取了7个管家基因(rpo A、Hsp60、Leu S、rps B、gly K、pyr G、fus A)对这10株同种或近源乳杆菌菌株进行分型,最终得到8个序列型,马乳酒样乳杆菌ZW3单独拥有一个序列型ST8。这7个基因中,除pyr G外其余6个基因存在连锁不平衡现象,发生过轻微的基因重组现象,发生的变异通常为中性选择。马乳酒样乳杆菌ZW3与马乳酒样乳杆菌an3、shan3、shan4、shan5之间的遗传距离很近,与另外5株菌之间的遗传距离较远。该研究中选取的这7个管家基因可以将马乳酒样乳杆菌ZW3与其他同种或近源乳杆菌菌株进行区别,马乳酒样乳杆菌ZW3菌株的识别有助于在商业制品中确定其特定的益生功能。

马乳酒样乳杆菌马乳酒样亚种ZW3的毒理学安全性评价

为评估马乳酒样乳杆菌马乳酒样亚种ZW3食用安全性及健康风险,对ZW3进行系统的体外和体内毒理学实验,包括SD大鼠急性经口毒性实验、细菌回复突变实验、小鼠骨髓细胞微核实验和仓鼠卵巢细胞染色体畸变实验。急性经口毒性实验表明:ZW3的LD50大于10.0 g/kg体重;细菌回复突变实验结果显示:ZW3对5株测试菌株无诱变特性,在小鼠骨髓细胞微核实验中ZW3不会导致哺乳动物嗜多染红细胞含微核细胞率增加;仓鼠卵巢细胞染色体畸变实验结果表明:ZW3的不同剂量组中染色体异常细胞和染色体畸变率均与阴性对照组无明显差异。综合评价,马乳酒样乳杆菌马乳酒样亚种ZW3属于实际无毒级,并且不存在遗传毒性、致突变和致癌性。

马乳酒样乳杆菌马乳酒样亚种real-time PCR检测方法的建立与应用

本研究建立了一种特异性实时聚合酶链式反应(real-time polymerase chain reaction,real-time PCR)检测方法,根据模式菌株马乳酒样乳杆菌马乳酒样亚种ZW3的16S rDNA序列和全基因组序列设计筛选特异性引物,采用SYBR Green I荧光染料建立real-time PCR方法,并对方法的特异性、灵敏度、重复性和混合体系等进行检测。结果表明,本研究所建立的方法特异性强、灵敏度高、重复性好,建立real-time PCR的标准曲线,其决定系数R2为0.965,具有良好的线性关系,且在马乳酒样乳杆菌马乳酒样亚种及混合体系中可以特异性检出。综上,本研究建立的real-time PCR法可以快速、准确地检测马乳酒样乳杆菌马乳酒样亚种,为马乳酒样乳杆菌的特异性定性定量检测提供了一种新的方法。

一株马乳酒样乳杆菌胞外多糖的理化性质

ZW3胞外多糖是由分离自西藏开菲尔粒中的马乳酒样乳杆菌马乳酒亚种ZW3分泌产生,文中针对此多糖进行了理化特性的分析与表征。实验中,傅立叶变换红外光谱表明此多糖存在羧基、羟基和酰胺基,与典型的异型多糖结构相一致。气相色谱分析表明此多糖仅由半乳糖和葡萄糖构成。ZW3胞外多糖絮凝能力与黄原胶相似,比瓜尔胶的絮凝能力要强。相对于商业用途亲水胶体黄原胶、瓜尔胶和刺槐胶来说,ZW3胞外多糖具有更强的乳化能力,因此它具有作为商业用乳化剂的潜力。以上特性表明ZW3胞外多糖在工业应用方面特别是食品工业上拥有广阔的前景。

马奶酒样乳杆菌ZW3在豇豆发酵中的应用

研究了马奶酒样乳杆菌ZW3以不同比例与植物乳杆菌299和乳酸菌723复配用于豇豆的发酵,在接种量一定的情况下,随着马奶酒样乳杆菌ZW3所占比例的增大,酸豆角的pH降低,酸度增加;以感官评分作为指标,确定3种菌以1∶1∶1比例复配发酵时,酸豆角口味最佳。通过有机酸与挥发性风味物质分析,结果显示以1∶1∶1比例接种发酵的酸豆角与自然发酵的酸豆角中的有机酸与挥发性风味物质在种类与含量上基本一致。将马奶酒样乳杆菌ZW3用于发酵泡菜,泡菜pH值下降快、产酸率高、风味纯正。

1株马乳酒样乳杆菌的分离鉴定及益生特性研究

【目的】从新疆克州地区传统发酵马奶酒中分离既有抗菌活性又有抗氧化活性的乳酸菌,继而获得能用于微生态制剂开发的优良菌株。【方法】采用MRS固体培养基进行乳酸菌分离培养,筛选优势菌株,观察菌体形态学特征,并通过16S rRNA基因序列分析进行分子鉴定。研究菌株的生长曲线、产酸能力、耐酸能力、耐胆盐能力和抑菌能力,通过检测菌株耐H_(2)O_(2)能力及菌株发酵液、无细胞提取物、菌体混悬液的DPPH自由基清除率、超氧阴离子清除能力、羟自由基清除能力等相关指标来评价菌株体外抗氧化功能,并通过药敏试验和小鼠饲喂试验评估菌株的安全性。【结果】试验筛选出1株菌落形态圆形、白色半透明、边缘不整齐的革兰氏阳性菌,将其命名为JK-24,经16S rRNA克隆测序鉴定该菌株为马乳酒样乳杆菌(Lactobacillus kefiranofaciens)。在6~18 h,D_(600 nm)值增长速度较快,进入对数生长期,JK-24发酵液pH下降明显;JK-24在pH 2.5~6.5范围内均能生长,能耐受0.3%胆盐;发酵液对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌圈直径分别为15和20 mm,具有良好抑菌活性;能耐受浓度为3.0 mmol/L的H_(2)O_(2),且在H_(2)O_(2)浓度为1.0和2.0 mmol/L时对菌株生长有促进作用;JK-24发酵液和无细胞提取物的DPPH自由基清除率、超氧阴离子清除能力和羟自由基清除能力均显著高于MRS培养基(P<0.05);对青霉素等19种抗生素敏感;灌胃JK-24对小鼠生长性能和脏器系数均无显著影响(P>0.05),血液学参数均处于正常范围内,体内脏器无眼观病理变化。【结论】本试验分离到的马乳酒样乳杆菌JK-24安全、无致病性,具有良好的抑菌和抗氧化等益生特性,可作为生物饲料添加剂的菌种来源。

马乳酒样乳杆菌(Lactobacillus kefiranofaciens)合成开菲尔多糖培养基组成的优化

研究了发酵培养基组成对Lactobacillus kefiranofaciens的菌体生长以及合成开菲尔多糖(Kefiran)的影响。通过比较L. kefiranofaciens利用各种糖类和麦芽汁的发酵情况,发现麦芽汁最利于菌体生长及发酵产糖;各种氮源对L. kefiranofaciens发酵影响不同,其中以酵母粉最好,采用一品鲜酵母粉发酵的最佳浓度为10%;正交实验和RSA方法确定对发酵影响显著的三个无机盐是MnSO4.4H2O、MgSO4.7H2O和KH2PO4,最佳用量为0.2g/L,1g/L,4g/L,此时发酵获得开菲尔多糖产量为2.6±0.05g/L。L. kefiranofaciens发酵生产开菲尔多糖96h时可达到最佳发酵结果。

马乳酒样乳杆菌(XL10)的分离、鉴定及对小鼠肠道菌群的影响

以西藏开菲尔粒为原料,从中筛选出一株马乳酒样乳杆菌XL10,对其进行鉴定及生长特性研究;并以小鼠为研究对象,观察XL10对小鼠肠道菌群的影响。结果表明XL10菌株能够促进小鼠肠道有益菌生长,抑制有害菌繁殖。结果表明XL10菌株具有能够调节肠道菌群平衡,保护肠道健康的潜能。

马奶酒样乳杆菌ZW3中WANG-1291基因的表达

【目的】马奶酒样乳杆菌ZW3含有一段长度为14.4 kb的胞外多糖合成基因簇,包含17个与胞外多糖合成相关的基因(WANG_1283-WANG_1299),主要分析17个基因在马奶酒样乳杆菌ZW3生长过程中不同时间段的表达量,探究其中一个表达量发生变化的基因对乳酸菌产胞外多糖的影响。【方法】通过半定量RT-PCR实验,对基因簇上各基因的表达量进行分析;通过构建含有表达量变化基因的重组乳酸乳球菌,比较重组菌与野生菌的产胞外多糖差异。【结果】经分析,WANG_1284、WANG_1286、WANG_1287、WANG_1288、WANG_1290、WANG_1291、WANG_1292、WANG_1294、WANG_1296、WANG_1297、WANG_1298、WANG_1299这12个基因在菌体生长的50 h和60 h(产糖量上升阶段)表达量最高,推测这些基因在多糖聚合过程中起作用。从这12个基因中选出一个表达量发生明显变化的基因WANG_1291做进一步研究。将WANG_1291插入乳酸菌表达载体p MG36e中,构建了重组表达载体p MG36e-1291。将构建的重组表达载体转化到乳酸乳球菌WH-C1中,得到重组菌株。测定重组菌与野生菌生长特性,发现重组菌与野生菌之间的生长速度存在一定差异。然后利用苯酚-硫酸法测得重组乳酸乳球菌的胞外多糖产量是野生菌的2.1倍,胞外多糖产量有了明显的提高。【结论】确定WANG_1291基因是调控马奶酒样乳杆菌ZW3产胞外多糖的关键基因之一。

马乳酒样乳杆菌马乳酒样亚种及其研究进展

马乳酒样乳杆菌(Lactobacillus kefiranofaciens)是一类革兰氏阳性乳杆菌,其来源广泛,功能多样,安全性好。2020年12月国家卫健委批准马乳酒样乳杆菌马乳酒样亚种作为我国新食品原料。本文主要综述国内外马乳酒样乳杆菌和马乳酒样乳杆菌马乳酒样亚种的菌种形态学和基因组特性、益生功能、主要价值和发展前景等方面的研究进展,旨在为马乳酒样乳杆菌马乳酒样亚种的研究和产业应用提供参考。

马乳酒样乳杆菌1207对CUMS小鼠焦虑及抑郁样行为的缓解作用

【目的】越来越多的研究表明,益生菌能够通过“微生物-肠-脑”轴来调节中枢神经系统,影响精神障碍疾病的发生和发展。因此,精神健康相关的益生菌资源的开发具有重要的意义。本文利用慢性不可预知温和应激小鼠模型(chronic unpredictable mild stress,CUMS),研究了一株分离自西藏Kefir粒的马乳酒样乳杆菌1207对小鼠焦虑样和抑郁样行为的缓解作用。【方法】本研究构建了CUMS模型,并利用马乳酒样乳杆菌1207(109 CFU/d)灌胃进行2周的干预。随后,分别利用旷场实验、悬尾实验和强迫游泳评估了该菌株对小鼠的焦虑样和抑郁样行为的影响;通过测定下丘脑、血清和脾脏中生物标记物的含量变化,研究了该菌株对色氨酸代谢、下丘脑-垂体-肾上腺(hypothalamic-pituitary-adrena,HPA)轴和炎症因子的调节作用。【结果】与对照小鼠相比,灌胃马乳酒样乳杆菌1207可显著增加小鼠在旷场实验中中央区域的滞留时间(P<0.05);降低小鼠在悬尾实验(P<0.01)和强迫游泳实验(P<0.05)中的不动时间;可通过降低小鼠下丘脑中5-羟基吲哚乙酸/5-羟色胺来改善小鼠下丘脑的色氨酸代谢;通过降低血清中皮质酮(corticost erone,CORT)的水平,调控HPA轴的平衡;通过增加小鼠脾脏中抗炎细胞因子(inflammatory cytokines-10,IL-10)的相对表达量(P<0.05),有效抑制炎症的发生。【结论】本研究表明,为期2周的马乳酒样乳杆菌1207灌胃干预可以有效调节“肠脑轴”相关生物标记物,显著改善小鼠焦虑样和抑郁样行为。本研究有助于为精神疾病的预防和治疗提供新的益生菌干预策略。

Lactobacillus kefiranofaciens ZW3对应激小鼠行为学和体内生物标记物的作用

马乳酒样乳杆菌ZW3是从西藏开菲尔粒中分离得到的一株具有多种益生功能的乳酸菌。文章主要研究了Lactobacillus ke?ranofaciens ZW3(ZW3)对小鼠行为学和体内生物标记物的作用效果。利用行为学模型强迫游泳实验来评估ZW3抗抑郁样行为的能力;利用ELISA方法检测小鼠下丘脑和血清中的生物标记物来观察ZW3对小鼠体内化学物质的作用效果。研究结果显示,补充益生菌ZW3 4周后可以显著降低小鼠在强迫游泳中的不动时间(P<0.05);长期口服益生菌ZW3,显著增加小鼠下丘脑中5-羟色胺的水平,提高了44.43%,降低下丘脑中5-羟吲哚乙酸与5-羟色胺的比值和血清中犬尿氨酸与色氨酸的比值,纠正色氨酸代谢途径;血清中皮质酮含量降低了39.88%,恢复HPA轴的过度激活。结果表明,ZW3能明显改善小鼠的抑郁样行为。为马乳酒样乳杆菌ZW3应用在功能食品的研究与开发中提供理论依据。