利用噬菌体控制原料乳中假单胞菌的研究

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假单胞菌(Pseudomonas spp.)是原料乳中一类主要的嗜冷菌,常常能在低温冷藏条件下生长(4~7℃)产生脂肪酶或蛋白酶,从而使原料乳或乳制品产生蛋白质凝结、乳脂肪聚合上浮、胀包和苦包、营养损失、颜色和风味改变等质量问题。因此找到一种有效的方法对原料乳中假单胞菌进行控制对当今的乳品工业意义重大。本研究拟用噬菌体控制原料乳中的假单胞菌,首先,从原料乳中分离并筛选出能产脂肪酶或蛋白酶的假单胞菌,并对分离纯化后的假单胞菌进行鉴定。然后,以这些假单胞菌菌株为宿主菌,采用双层平板法从当地食品厂和医院的污水中分离并纯化烈性假单胞菌噬菌体。并进一步研究噬菌体的结构以及生物学特性。最后将噬菌体应用于原料乳体系,以期验证噬菌体能否在原料乳体系中有效地控制假单胞菌。研究结果表明:分离得到的13株产脂肪酶或蛋白酶的假单胞菌中,P1、P5和P34为莓实假单胞菌(Pseudomonas fragi),P2和P12为Pseudomonas libanensis,P6、P21和P22为韦龙氏假单胞菌(Pseudomonas veronii),P24和P25为Pseudomonas psychrophila,P9为罗氏假单胞菌(Pseudomonas rhodesiae),P17为Pseudomonas koreensis,P27为Pseudomonas gessardii。以上述13株假单胞菌为宿主菌,获得13株噬菌体,均为裂菌性噬菌体,初步推断噬菌体PP1为短尾噬菌体科(Podoviridae),噬菌体PP5为囊状噬菌体科(Cystoviridae),其余11株噬菌体为光滑噬菌体科(Leviviridae)。13株噬菌体均能对除自身宿主菌外的其余12株宿主菌中的一部分产生裂解作用。大多数噬菌体在4℃或25℃保持相对较高的活性,如噬菌体PP1、PP5、PP6、PP9、PP12、PP21、PP22、PP24、PP27和PP34可在4℃下能保持较高活性,噬菌体PP2、PP5、PP6、PP9、PP17、PP21、PP22、PP25、PP27和PP34可在25℃保持较高活性;但仅噬菌体PP17能在37℃下维持较高活性。13株噬菌体在pH为5~7以及NaCl为1.5~5.5%的范围内可保持较高活力。噬菌体PP1、PP6、PP12、PP27和PP34的热致死温度低于50℃;噬菌体PP2、PP9、PP21、PP22和PP24热致死温度在50~60℃之间;而噬菌体PP5、PP17和PP25的热致死温度在60℃以上。13株噬菌体的潜伏期在15~25min之间,裂解期在10~30min,裂解量在57±1~157±4PFU/个范围内不等。噬菌体PP1、PP2、 PP12、PP22、PP27和PP34的最佳感染复数(MOI)为100,噬菌体PP5、PP6、PP9和PP24最佳感染复数为10,而噬菌体PP17、PP21和PP25的最佳感染复数为1。在超高温灭菌奶中人工接种假单胞菌,该体系置于4℃下,添加噬菌体后,其中的假单胞菌数量于2d后开始呈显著下降趋势,并于3d降至最低,较初始下降2个数量级;该体系置于25℃下,添加噬菌体后,假单胞菌数量于8h降至最低,较初始下降2个数量级。在4℃条件下放置的原料乳中添加噬菌体,与对照组相比,实验组在3d后嗜冷菌数和菌落总数降低1个数量级;在25℃条件下放置的原料乳中添加噬菌体,与对照组相比,实验组的嗜冷菌数和菌落总数分别在8h后及4h后降低1个数量级。本研究获得了13株假单胞菌噬菌体,分析了这些噬菌体的形态学和生物学特性,采用这些噬菌体能对原料乳中的假单胞菌实现有效控制,具有工业开发潜力,研究结果为进一步利用噬菌体控制原料乳中的假单胞菌提供重要的理论基础和实践依据。
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