傳統(tǒng)發(fā)酵食品中乳酸菌多樣性及其功能特性分析

□柏 旭 曲靖師范學(xué)院

傳統(tǒng)發(fā)酵食品中乳酸菌多樣性及其功能特性分析

□柏 旭 曲靖師范學(xué)院

所謂的乳酸菌，其實(shí)就是利用發(fā)酵糖類產(chǎn)生乳酸的無芽孢類細(xì)菌。在自然界中，該種細(xì)菌得到了廣泛分布，包含乳桿菌屬、腸球菌屬和乳球菌屬等多個(gè)屬。在發(fā)酵中，乳酸菌可以產(chǎn)生重要的酶，從而使食品原料利用率得到提升，并且生成一系列芳香物質(zhì)。而在傳統(tǒng)發(fā)酵食品中，則存在有較多種類的乳酸菌，并且擁有優(yōu)良的功能特性，能夠?yàn)楦纳苽鹘y(tǒng)食品品質(zhì)提供豐富的資源。

傳統(tǒng)發(fā)酵食品中乳酸菌多樣性研究

試驗(yàn)條件

試驗(yàn)樣品為從青藏高原不同海拔地區(qū)采集的241個(gè)耗牛酸奶樣品，pH為3.65～4.87。試驗(yàn)主要使用的試劑包含蛋白酶K、檸檬酸鈉、DNA提取試劑盒、鹽酸、溴化乙錠、DNA聚合酶、瓊脂糖和其他生化試劑。使用的儀器主要包含電腦型微生物顯微鏡、PCR儀、高速離心機(jī)、高壓滅菌鍋、電泳儀和電熱恒溫水浴鍋等。試驗(yàn)使用的方法為分離培養(yǎng)法，利用SL、MRS、KFS和M17培養(yǎng)基對(duì)樣品進(jìn)行了分別培養(yǎng)，得到了1 605株似乳酸菌菌株。經(jīng)過分離、純化等操作，得到了419株不同類型菌株。為對(duì)菌株進(jìn)行鑒定，利用DNA提取試劑盒對(duì)單個(gè)菌株的DNA進(jìn)行了提取，然后對(duì)419個(gè)PCR產(chǎn)物進(jìn)行了純化和測(cè)序。

試驗(yàn)結(jié)果

通過序列鑒定和BLAST比對(duì)后，可以確定的菌種為328種，占分離菌種總數(shù)的78.3%。而在這些菌種中，共有310株為益乳酸菌菌種，致病菌18株，分別占可鑒定菌種的94.5%和5.5.%。在310株中，植物乳桿菌占23%，戊糖乳桿菌占19%，德氏乳桿菌占20%。其中，德氏乳桿菌中含有乳亞種和保加利亞亞種乳桿菌，分別占13%和7%。從總體上來看，共有17種有益乳酸菌菌種或亞種。在分離的過程中，共完成了6個(gè)有益乳酸菌屬的分離，主要的3種為乳桿菌屬、腸球菌屬、明串珠菌屬，分別占67.74%、16.13%和8.71%。

分析與討論

通過分析可以發(fā)現(xiàn)，耗牛酸奶這種傳統(tǒng)發(fā)酵食品中含有的乳桿菌屬達(dá)到有益菌屬的67.74%。而該種菌屬是目前得到廣泛研究的益生菌屬，是人體消化道中的主要菌群之一。腸球菌屬在酸奶中有益菌屬的16.13%，而該種菌種最早在發(fā)酵奶和奶酪中分離得到，是常見的傳統(tǒng)發(fā)酵奶產(chǎn)品菌種。目前，該菌株已經(jīng)被當(dāng)成是青貯飼料發(fā)酵劑和益生菌，在人和動(dòng)物的腸道內(nèi)都屬于正常菌群。而明串珠菌屬目前雖然也在奶制品發(fā)酵中得到應(yīng)用，但由于其營養(yǎng)需求較為復(fù)雜，所以僅用于提高發(fā)酵產(chǎn)品風(fēng)味，競(jìng)爭(zhēng)能力稍弱。從整體上來看，耗牛酸奶中分離鑒定得到的優(yōu)勢(shì)菌種共有17個(gè)，可以證明該種傳統(tǒng)發(fā)酵食品中的乳酸菌具有一定的多樣性。

傳統(tǒng)發(fā)酵食品中乳酸菌功能特性分析

試驗(yàn)條件

為研究傳統(tǒng)發(fā)酵食品中乳酸菌功能特性，可以從耗牛酸奶分離鑒定得到的菌種中篩選出403株LAB進(jìn)行試驗(yàn)。為從中提取高抗氧化能力的乳酸菌，使用了D-半乳糖、鹽酸、乙醇、硫酸亞鐵、總抗氧化能力試劑盒和超氧化物歧化酶試劑盒等試劑。試驗(yàn)使用的儀器包含超聲波細(xì)胞粉碎機(jī)、高壓滅菌鍋、紫外分光光度計(jì)和恒溫培養(yǎng)箱等。在完成測(cè)序?qū)Ρ群?，需要?03株乳酸菌中篩選出擁有對(duì)DPPH清除能力的菌株，然后根據(jù)T-AOC活性、還原能力等特性進(jìn)行菌株復(fù)篩。而通過對(duì)篩選出的菌株進(jìn)行抑菌能力、耐膽鹽能力、胃腸存活能力等能力的測(cè)定，則能夠?qū)θ樗峋囊嫔δ苷归_評(píng)價(jià)。

試驗(yàn)結(jié)果

經(jīng)過篩選，共得到了159株具有較高DPPH清除能力的乳酸菌。根據(jù)種屬差異，則能夠得到59株乳酸菌。經(jīng)過復(fù)篩，最終確定了10株具有較強(qiáng)抗氧化能力的乳酸菌菌株，包含植物乳桿菌、德氏乳桿菌、乳球菌乳亞種和耐久腸球菌等。通過測(cè)定可以發(fā)現(xiàn)，利用10株乳酸菌發(fā)酵液能夠?qū)?種常見致病菌進(jìn)行抑制。在這4種致病菌中，李斯特菌和金黃色葡萄球菌受到的抑制最大。其次，所有菌株都具有一定的疏水能力，這一能力能夠維持20 h。再者，在含膽汁的培養(yǎng)基中，所有乳酸菌都能生長，所以說明這些乳酸菌具有一定的耐膽鹽能力。此外，在模擬胃腸液中，經(jīng)過3 h的培養(yǎng)，10株乳酸菌的存活率能夠達(dá)到82%以上。

分析與討論

通過分析可以發(fā)現(xiàn)，胃腸道環(huán)境生存能力、抑菌能力和疏水能力等特性都是益生菌需要具備的能力特性。而在篩選出的10株具有較強(qiáng)抗氧化能力的乳酸菌中，所有乳酸菌都擁有較強(qiáng)的抑菌能力，抑菌圈將超出12 mm。同時(shí)，這些菌株也具有一定的疏水能力，最強(qiáng)的能夠在20 h達(dá)到89.34%。而擁有較高的疏水能力，能夠使其在體內(nèi)具有黏附到表皮細(xì)胞和粘膜表面的潛力，所以將擁有較大的可能發(fā)生一系列的益生作用。再者，所有菌株都能夠在pH=3的模擬胃腸液中大量存活，所以能夠在人和動(dòng)物體內(nèi)發(fā)揮抑菌作用，因此，其益生功能將得到體現(xiàn)。

結(jié)論

總之，在包含耗牛酸奶在內(nèi)的傳統(tǒng)發(fā)酵食品中，將含有豐富的乳酸菌資源。而這些乳酸菌大多具有較好的抗氧化特性，能夠發(fā)揮一定的益生作用。所以在促進(jìn)傳統(tǒng)發(fā)酵食品產(chǎn)業(yè)發(fā)展的過程中，應(yīng)該較好的利用這些天然資源，從而完成具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的優(yōu)良發(fā)酵劑和乳酸菌菌種的開發(fā)，繼而使該產(chǎn)業(yè)向著健康化和功能化的方向發(fā)展。