乳品主要成分及添加劑對格氏乳球菌素LG34抑菌活性的影響

李本領(lǐng)，高玉榮，趙新竹，李雪，王冬雪，郝君瑩

（黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)食品學(xué)院，大慶 163319）

隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展以及人們生活水平的日益提高，人們對身體健康和食品安全也越來越重視，尋找安全可靠的新型天然食品防腐劑是食品工業(yè)發(fā)展需要解決的重要問題之一[1]。乳酸菌細菌素是由乳酸菌在代謝過程中通過核糖體合成機制產(chǎn)生的一類具有抑菌活性的多肽或前體多肽，抑菌范圍不僅僅局限于同源細菌，產(chǎn)生菌對其細菌素有自身免疫性[2]。乳酸菌細菌素由于其安全性高，作為一種新興的天然食品防腐劑越來越受到人們的重視，目前在工業(yè)中應(yīng)用比較廣泛的乳酸菌細菌素主要是Nisin[3]。如果乳酸菌細菌素作為天然食品防腐劑的性質(zhì)能夠達到預(yù)期的防腐效果，那么天然生物防腐劑將有可能替代化學(xué)防腐劑走進人們的生活，提高人們的健康水平和生活質(zhì)量。乳酸菌細菌素在食品中的抑菌活性受到多方面因素的影響，目前研究認為：細菌素的溶解性和電荷的變化，細菌素與食品成分的結(jié)合，細菌素與蛋白酶的作用以及作為環(huán)境因子影響菌株細胞表面的變化等都會對細菌素的抑菌活性起到干擾作用[4]。前期實驗從發(fā)酵酸黃瓜中分離到一株產(chǎn)廣譜細菌素的格氏乳球菌LG34，發(fā)現(xiàn)其產(chǎn)生的格氏乳球菌素具有抗菌譜廣，熱穩(wěn)定性和pH穩(wěn)定性強的特點，具有在食品中應(yīng)用的前景[5]。乳及乳制品容易受到微生物的污染，在降低其營養(yǎng)價值和風味的同時，還會造成食用者發(fā)生食物中毒、致病菌感染等嚴重后果，預(yù)防和控制微生物污染引起的危害是乳制品行業(yè)廣泛關(guān)注的重點之一[6]。為了探討新型廣譜乳酸菌細菌素格氏乳球菌素LG34在乳品中的應(yīng)用效果，實驗研究了乳品主要成分及添加劑對格氏乳球菌素LG34抑菌活性的影響，為格氏乳球菌素在乳品中的應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 培養(yǎng)基

MRS培養(yǎng)基（g·L-1）：葡萄糖20 g，蛋白胨10 g，牛肉膏10 g，酵母膏5 g，K2HPO4·3H2O 2 g，乙酸鈉5 g，CaCO35 g，檸檬酸三銨2 g，MgSO4·7H2O 0.58 g，MnSO4·4H2O 0.25 g，吐溫80 1 mL，pH6.5。

營養(yǎng)肉湯培養(yǎng)基（g·L-1）：蛋白胨10 g，牛肉膏3 g，氯化鈉5 g，pH7.2～7.4。

指示菌上層培養(yǎng)基（g·L-1）：氯化鈉5 g，牛肉膏3 g，蛋白胨8 g，瓊脂8 g，pH值為7.4～7.6。

指示菌下層培養(yǎng)基（g·L-1）：氯化鈉5 g，牛肉膏3 g，蛋白胨8 g，瓊脂15 g，pH值為7.4～7.6。

1.1.2 化學(xué)試劑

氫氧化鈉、氯化鈉、吐溫80、化學(xué)純，購自天津大茂化學(xué)試劑廠；乳糖、干酪素、六偏磷酸鈉、羧甲基纖維素鈉，分析純購自沈陽市華東試劑廠；乳脂肪由黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)食品學(xué)院微生物實驗室提供。

1.1.3 格氏乳球菌素樣品的制備

挑取1～2環(huán)Lactococcus garvieae LG34斜面菌種到10 mL MRS液體培養(yǎng)基中，30℃靜置培養(yǎng)16～18 h后，接種1%到200 mL的MRS液體培養(yǎng)基中30℃靜置培養(yǎng)24 h。4 000 r·min-1離心20 min，收集無細胞上清液，將pH調(diào)整至6.0，用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀將其濃縮10倍。加入無水冷乙醇過夜沉淀，將濃縮液繼續(xù)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮2倍[5]。

1.1.4 指示菌

金黃色葡萄球菌：由黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)食品學(xué)院微生物實驗室提供。

1.2 方法

1.2.1 乳品成分對格氏乳球菌素LG34抑菌活性的影響

分別將一定量的干酪素、乳糖、乳脂肪加入到格氏乳球菌素LG34樣品中，搖勻后靜置4 h，以未添加考察樣品的格氏乳球菌素LG34為空白對照組，通過測定相對抑菌率來評價乳糖、干酪素、乳脂肪對格氏乳球菌素LG34抑菌活性的影響[7]。

1.2.2 乳品添加劑對格氏乳球菌素LG34抑菌活性的影響

分別將一定量的羧甲基纖維素鈉、六偏磷酸鈉加入到格氏乳球菌素LG34樣品中，搖勻后靜置4 h，以未添加格氏乳球菌素LG34的考察樣品為空白對照組，通過測定相對抑菌率來評價羧甲基纖維素鈉、六偏磷酸鈉對格氏乳球菌素LG34抑菌活性的影響。

1.2.3 相對抑菌率計算公式

相對抑菌率=（實驗組抑菌圈凈直徑/對照組抑菌圈凈直徑）×100%[5]。

1.3 統(tǒng)計方法

數(shù)據(jù)均以均數(shù)±標準差（±s）表示，采用Microsoft Excel 2007軟件對數(shù)據(jù)進行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 乳品主要成分對格氏乳球菌素LG34抑菌活性的影響

2.1.1 干酪素添加量對格氏乳球菌素LG34抑菌活性影響

干酪素是乳制品重要組成成分之一，牛乳中含量大約為3.4%[8]。因此實驗研究了干酪素添加量對格氏乳球菌素LG34抑菌活性影響，結(jié)果見圖1。

圖1 干酪素添加量對格氏乳球菌素LG34抑菌活性影響Fig.1 Effects of the amount of casein to antibacterial activity of Lactococcu garviecin LG34

由圖1可以看出，干酪素對格氏乳球菌素LG34的抗菌活性影響顯著（P＜0.01）。隨著干酪素添加量的提高，相對抑菌率逐漸降低，主要原因是干酪素減少了格氏乳球菌素LG34與受體菌金黃色葡萄球菌的結(jié)合幾率，與易華西[9]等人的研究結(jié)果基本一致。

2.1.2 乳糖添加量對格氏乳球菌素LG34抑菌活性影響

乳糖是乳制品中重要的組成成分之一，牛乳中含量大約為4.6%[8]。因此實驗研究了乳糖添加量對格氏乳球菌素LG34抑菌活性影響，結(jié)果見圖2。

圖2 乳糖添加量對格氏乳球菌素LG34抑菌活性影響Fig.2 Effects of the amount of lactose to the antibacterial activity of Lactococcu garviecin LG34

由圖2可以看出，乳糖對格氏乳球菌素LG34的抗菌活性影響顯著（P＜0.01）。隨著乳糖添加量的提高，相對抑菌率逐漸降低。

2.1.3 乳脂肪添加量對格氏乳球菌素LG34抑菌活性影響

乳脂肪也是乳制品重要組成成分之一，牛乳中含量大約為3.6%[8]。因此實驗研究了乳脂肪添加量對格氏乳球菌素LG34抑菌活性影響，結(jié)果見圖3。

圖3 乳脂肪添加量對格氏乳球菌素LG34抑菌活性影響Fig.3 Effects of the amount of milk fat to the antibacterial activity of Lactococcu garviecin LG34

由圖3可以看出，乳脂肪對格氏乳球菌素LG34的抗菌活性影響顯著（P＜0.01）。隨著乳脂肪添加量的提高，相對抑菌率逐漸降低，主要原因是格氏乳球菌素LG34被束縛在了乳脂肪上，降低了格氏乳球菌素LG34與受體菌金黃色葡萄球菌的結(jié)合幾率[9]。

2.2 乳品添加劑對格氏乳球菌素LG34抑菌活性的影響

2.2.1 羧甲基纖維素鈉添加量對格氏乳球菌素LG34抑菌活性影響

羧甲基纖維素鈉是乳制品常用的增稠劑，添加量按生產(chǎn)需要適量用[11]。因此實驗研究了羧甲基纖維素鈉添加量對格氏乳球菌素LG34抑菌活性影響，結(jié)果見圖4。

圖4 羧甲基纖維素鈉添加量對格氏乳球菌素LG34抑菌活性影響Fig.4 Effects of the amount of sodium carboxymethyl cellulose to the antibacterial activity of Lactococcu garviecin LG34

由圖4可以看出，羧甲基纖維素鈉對格氏乳球菌素LG34的抗菌活性影響顯著（P＜0.01）。隨著羧甲基纖維素鈉添加量的提高，相對抑菌率逐漸增大，主要原因是羧甲基纖維素鈉增強了格氏乳球菌素LG34的疏水活性，而強疏水活性被認為是乳酸菌細菌素具有抗菌活性的原因之一[10]。

2.2.2 六偏磷酸鈉添加量對格氏乳球菌素LG34抑菌活性影響

六偏磷酸鈉也是乳制品中常用的水分保持劑，添加量小于0.5 g·kg-1[12]。因此實驗研究了六偏磷酸鈉添加量對格氏乳球菌素LG34抑菌活性影響，結(jié)果見圖5。

圖5 六偏磷酸鈉添加量對格氏乳球菌素LG34抑菌活性影響Fig.5 Effects of the amount of six sodium metaphosphate to the antibacterial activity of Lactococcu garviecin LG34

由圖5可以看出，六偏磷酸鈉對格氏乳球菌素LG34的抗菌活性影響顯著（P＜0.01）。隨著六偏磷酸鈉添加量的提高，相對抑菌率逐漸降低，主要原因可能是六偏磷酸吸濕性較強，易水解成亞磷酸鹽。這種物質(zhì)對某些金屬離子（鈣、鎂）有生成可溶性絡(luò)合物的能力，干擾了細胞膜磷脂的電荷組成，進而降低了細菌素與細胞膜之間的作用[12]。

3 結(jié)論

（1）乳品主要成分干酪素、乳糖、乳脂肪顯著降低了格氏乳球菌素LG34的抑菌活性（P＜0.01）。

（2）乳品添加劑六偏磷酸鈉顯著降低了格氏乳球菌素LG34的抑菌活性（P＜0.01），羧甲基纖維素鈉顯著提高了格氏乳球菌素LG34的抑菌活性（P＜0.01）。

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