中国食品学报
《中国食品学报》2022年第1期优秀文章——微生物共培养对植物乳杆菌RX-8合成细菌素的诱导作用
2022-03-01 13:11 新闻来源:中国食品科学技术学会 浏览人次:

微生物共培养对植物乳杆菌RX-8合成细菌素的诱导作用

聂蓉1,李雪1,郜亚昆1,2,刘国荣1*,王成涛1,孙宝国1

1北京食品营养与人类健康高精尖创新中心 北京市食品添加剂工程技术研究中心

北京工商大学  北京  100048;

2天津市和平区市场监督管理局  天津  300041)


基金项目:国家自然科学基金面上项目(31871772);北京市自然科学基金面上项目(6192003)

作者简介:聂蓉(1997—),女,硕士生

通信作者:刘国荣  E-mail: liuguorong@th.btbu.edu.cn


1、研究目的:

植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)RX-8分离自中国传统泡菜,可代谢合成Ⅱb类细菌素plantaricin EF。该细菌素抑菌谱广,加工应用特性良好,有作为天然食品生物防腐剂的巨大潜力,然而合成水平较低,使其工业化生产及应用严重受限。本研究旨在探讨外源微生物共培养作为环境刺激因子诱导菌株RX-8高效合成plantaricin EF的可行性。

2、试验方法:

1)基于前期对植物乳杆菌RX-8代谢产细菌素培养条件的研究,通过改变对细菌素合成影响显著的因素(培养温度、培养基起始pH值、培养基浓度)构建低产、不产细菌素纯培养模型体系,并分别添加来自不同发酵食品(谷物醋、白酒、酸鱼)的16株菌株进行共培养,通过测定共培养前、后植物乳杆菌RX-8所产细菌素的抑菌活性,筛选出最佳共培养诱导菌株。

2)验证最佳共培养诱导菌株的诱导效果,探究接种比例与接种浓度对其共培养诱导植物乳杆菌RX-8细菌素合成的影响。

3)对比分析诱导菌菌悬液、灭活菌悬液、无细胞发酵上清液、蛋白酶K处理发酵上清液和Trans-well间接共培养体系的诱导作用,对起诱导作用的物质类型进行初步推测。

3、结果:

共培养条件下多种菌株均可促进植物乳杆菌RX-8细菌素的合成,而诱导菌具有高度特异性,并且菌株的诱导性和菌株的亲缘关系无直接相关性,同种菌内不同菌株诱导性的强弱也各不相同。其中,谷物醋来源枯草芽孢杆菌BS-15可在低产、不产及常规共培养体系中均表现显著诱导作用(P<0.01),故将其作为最佳诱导菌。

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进一步优化其与植物乳杆菌RX-8的共培养体系的发酵条件,发现枯草芽孢杆菌BS-15与植物乳杆菌RX-8共培养的最佳接种比例是10:1、接种浓度分别是108 CFU/mL和107 CFU/mL。由于蛋白酶K能够破坏枯草芽孢杆菌BS-15无细胞发酵上清液对植物乳杆菌RX-8产细菌素的诱导作用,推测诱导作用是由菌株BS-15分泌产生的蛋白类物质引起的。

4、结论与展望:

存在特定微生物可以诱导细菌素plantaricin EF高效分泌表达,微生物共培养可以作为提高乳酸菌细菌素产量的重要技术手段。然而,植物乳杆菌RX-8与特定外源微生物共培养提高细菌素产量的机制尚不清楚。在枯草芽孢杆菌BS-15诱导作用的验证过程中,活菌数与细菌素产量随时间变化的结果表明,共培养下细菌素plantaricin EF的合成依然与菌体密度紧密相关。已知纯培养条件下细菌素plantaricin EF的合成受群体感应系统调控,并且该系统发挥作用依赖于菌体密度,故推测共培养条件下枯草芽孢杆菌BS-15诱导细菌素plantaricin EF高效合成的过程与群体感应系统相关。接下来,将通过测定共培养与纯培养条件下的群体感应信号分子,细菌素合成与群体感应系统相关基因的转录水平,从分子水平揭示共培养诱导细菌素plantaricin EF合成与群体感应系统之间的关系,通过转录组学和蛋白组学等生物信息学手段预测潜在的调控机制。


知网链接:

https://t.cnki.net/kcms/detail?v=hbLMgWCBy1m92PdT_HvE5JFsXQECnsC6bziv6qJPXB_zkx2f32WSd48RmsGpW0UKVCWd7n15cSxz6a76DZuRONqoljCb-0teSbR6RhoUg52sc6McGA-X9Q==&uniplatform=NZKPT

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