一株产抗菌肽鼠李糖乳杆菌的筛选及其抗菌肽的分离纯化

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随着消费者生活水平的提高、食品安全意识的增强、化学防腐剂损害人体健康报道的增多,生产企业迫切需要研发一种安全防腐剂代替化学防腐剂。乳酸菌是公认的安全菌株,其产生的抗菌肽安全无毒,且能高效抑制多种食源性腐败菌或致病菌,已成为国内外研究热点。然而,目前只有Nisin等几种抗菌肽被批准为食品级抗菌肽,实现了工业化生产及广泛应用,但其自身只能抑制革兰氏阳性菌生长等一些缺陷十分明显。因此,迫切需要研发出新型抗菌肽应用于食品防腐。本论文从实验室菌种库中筛选到一株对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌均具有较好抑制作用的鼠李糖乳杆菌SCB0119,明确了该菌的生物学特性,优化了产抗菌肽的发酵条件,并采用多种方法纯化出该菌的抗菌肽,最后还研究了抗菌肽的抗菌谱、稳定性等理化性质。主要的实验结果如下:(1)采用琼脂扩散法从课题组菌种库中筛选了142株乳酸菌,发现其中有13株乳酸菌的发酵上清液对金黄色葡萄球菌ATCC25923和大肠杆菌ATCC25922有抑菌效果,其中乳酸菌SCB0119菌株活性最强,抑菌圈直径达到12.02±0.18 mm;对乳酸菌SCB0119进行菌体形态观察、生理生化、16S r DNA测序和在NCBI网站Blast比对,确定其为鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus)。(2)SCB0119菌株在MRS液体培养基中37℃恒温培养24 h后进入稳定期,p H也在24 h降到最低值3.74;菌株最适生长温度范围为37~42℃;菌株最适生长p H范围为5.0~7.0;该菌在p H为3.0和牛胆盐浓度为0.1%的MRS肉汤中处理4 h后,活菌数分别为(5.04±0.48)×106CFU/m L和(1.39±0.11)×106CFU/m L(对照处理活菌数(4.2±0.24)×108CFU/m L)。(3)对SCB0119菌株发酵产抗菌肽的培养基配方和培养条件进行了单因素和响应面优化。优化培养基为含有1.8%大豆蛋白胨(m/v)的14%脱脂乳培养基、发酵温度为37℃、发酵时间为60 h,在此最佳条件下模型的预测抑菌圈直径为:17.68 mm。验证试验结果表明此条件下的抑菌圈直径为16.22±0.26 mm,比优化前提高了35%。(4)先后通过超滤、反相色谱和高效制备液相分离得到一种高纯度的抗菌肽。该抗菌肽对金黄色葡萄球菌ATCC25923的抑菌圈直径为9.45 mm(纸片直径为6.00mm);用HPLC检测该组分纯度时发现,该肽在7.8 min呈现单一峰,纯度达95%以上;获知该抗菌肽5个可能的氨基酸序列,但是具体序列需进一步验证。(5)抑菌特性试验及抗菌谱实验表明,鼠李糖乳杆菌抗菌肽对枯草芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌等芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌、副溶血弧菌、大肠杆菌和沙门氏菌等食源性致病菌具有较好抑制作用,对酿酒酵母、黑曲霉等无抑制作用;且此抗菌肽在121℃高温处理20 min或不同蛋白酶处理后仍可以保持活性,但是对p H较为敏感。
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