通过调节细胞膜组成提高乳杆菌冻干存活率的研究

来源 :江南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:WZX10
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
乳杆菌是一类具有维持肠道菌群稳态、提高免疫力、拮抗病菌等功能的益生菌,要使乳杆菌可以发挥理想的益生效果,必须保证乳杆菌的数量足够并具有活力。采用真空冷冻干燥技术并加入适宜的冻干保护剂是目前最常用的乳杆菌制剂制备方法。但是冻干保护剂的保护效果具有菌株特异性,同种保护剂对不同种属的乳杆菌保护效果存在很大差异,而要对每一种乳杆菌都进行保护剂的筛选优化显得费时费力。因此,本论文从调节乳杆菌细胞膜组成提高抗逆性的角度出发,考察了高冻干存活率乳杆菌的细胞膜脂肪酸组成特点,并探究了多种调节细胞膜组成的方法对乳杆菌冻干存活率及稳定性的影响,在此基础上将多种有效方法组合使用,对制备高活性乳杆菌菌粉具有指导意义。主要研究内容和结果如下:首先探究了高冻干存活率乳杆菌的细胞膜脂肪酸组成特点。使用相同的培养条件培养不同种属的二十四株乳杆菌并收集菌泥,在相同的冻干保护剂及相同的冻干工艺条件下进行真空冷冻干燥。同时使用相同的菌泥,通过镜检统计形态大小,通过硫酸蒽酮法检测荚膜多糖水平,提取并通过GC-MS检测细胞膜脂肪酸组成。挑选出低荚膜多糖水平、形态大小接近的乳杆菌,比较其冻干存活率差异及细胞膜脂肪酸组成差异,探究高冻干存活率乳杆菌的细胞膜脂肪酸组成特点。结果表明,不同种属乳杆菌在相同的冻干条件下冻干存活率有显著差异(33.29%-82.47%),并且冻干存活率较高的菌株具有细胞膜脂肪酸不饱和度较高、平均链长较短的特点。然后选择植物乳杆菌N8作为研究对象,使用各种环境胁迫处理,研究胁迫处理后细胞膜脂肪酸组成与冻干存活率的变化。结果表明,经过各种环境胁迫处理后的植物乳杆菌N8的细胞膜不饱和度、环丙烷脂肪酸比例、平均酰基链长组成发生有规律的小幅度变化,冻干存活率的变化也不大,仅有小幅的提高或下降。另外,植物乳杆菌N8经过胁迫处理后初始活菌数及储藏稳定性都发生了下降。接着,使用不同的外源脂肪酸及吐温对植物乳杆菌N8的细胞膜进行调节,实验表明大多数外源中链、中长链脂肪酸添加后植物乳杆菌N8无法正常生长,无法利用其调节乳杆菌细胞膜组成,只有油酸、吐温80以及吐温20的添加不影响植物乳杆菌N8的正常生长。检测添加这几类脂肪酸类物质使乳杆菌细胞膜脂肪酸组成发生变化并比较乳杆菌冻干存活率,结果表明:添加吐温80后植物乳杆菌N8细胞膜脂肪酸不饱和度从58.64±0.46%提高至79.15%±0.56%,存活率从55.40±3.45%提升至64.84±1.05%;添加油酸提高不饱和度,存活率小幅提高;添加吐温20缩短细胞膜脂肪酸的平均链长,略微提高冻干存活率。进一步通过一些机制明确的能调节细菌细胞膜组成的物质,如多异戊二烯结构的β胡萝卜素、维生素k1(甲萘醌)、角鲨烯;吸附于细胞膜表面,调节膜流动性的氨基酸衍生物褪黑素;还有环糊精、维生素E等可以进入细胞膜、调节细胞膜的物质。通过添加这些物质,检测冻干存活率变化及细胞膜脂肪酸变化。结果发现:这些调节物质对乳杆菌的冻干存活率产生有差异的效果,添加β胡萝卜素、褪黑素后植物乳杆菌N8有较为明显的冻干存活率的提高,从53.97±1.46%分别提高到了68.53±1.79%和72.67±2.32%。添加β胡萝卜素培养后冻干,菌粉在37℃储存2个月后仍有51.30±1.83%的存活率,活菌数3.65±0.11×1011CFU·g-1。最后将有效提高植物乳杆菌N8冻干存活率的调节方式进行组合使用,研究组合使用是否可以增强调节效果进一步提高乳杆菌的冻干存活率,结果表明添加2mg/m L的吐温80、500μg/m L的β胡萝卜素和500μg/m L的褪黑素后,植物乳杆菌N8的冻干存活率从53.97±1.46%提高到86.05±1.27%,大幅提高。使用这些物质培养其他种属的乳杆菌后,冻干存活率均发生了显著提升。
其他文献
学习记忆是认知能力中非常重要的两个过程,学习是指对信息的获取,记忆是指对信息的存储。目前大量研究表明肠道菌群与宿主学习记忆能力存在相关性,在饮食中添加乳酸菌(乳酸杆菌、双歧杆菌等)具有改善宿主学习记忆的作用,但是具体的机制仍不明确。因此本文基于模式动物欧洲熊蜂(Bombus terrestris)构建了一种研究学习记忆关系的模型,旨在研究特定乳酸菌的饮食干预对宿主学习记忆的提升作用,并运用代谢组学
年老体弱多病者通常胃肠功能较弱,针对特殊人群开发营养价值高且具有特定功能成分的食物基料符合健康中国的国策。植物基除提供能量等基础营养素外,富含具有抗氧化功能的植物化合物和丰富的膳食纤维。本文以蛋白质含量丰富,氨基酸比例均衡的藜麦和富含β-葡聚糖等功能性成分的青稞为原料,通过藜麦、青稞萌发过程中产生的复合酶进行基质自酶解,同时利用添加前体物质来强化功能成分的合成。该研究将藜麦和青稞中的大分子蛋白质和
可发酵的低聚糖、二糖、单糖及多元醇(Fermentable Oligo-,Di-,and Monosaccharides,and Polyols,FODMAPs)是一类不易被小肠吸收的短链碳水化合物,过量摄入可能导致肠易激综合症(Irritable Bowel Syndrome,IBS)的恶化。研究证实,低FODMAPs饮食对于IBS患者具有良好的治疗效果。其中,果聚糖是小麦基质产品中的主要FOD
藜麦富含淀粉、蛋白质和膳食纤维,还含有丰富的微量营养元素,如多酚、皂苷、维生素、矿物质等,营养价值非常高。其中,藜麦蛋白含量高达14%~17%,高于大米、大麦和玉米。藜麦蛋白的营养价值较高,包含了人体所需全部必需氨基酸,且氨基酸组成均衡。但目前有关藜麦蛋白工业化提取方法的研究较少,传统的碱提酸沉法蛋白得率偏低,且损失了其他水溶性营养成分,造成了资源的浪费,同时操作过程中会使用大量的酸碱,造成环境污
大脑发育期的酒精暴露可以引起一系列中枢神经发育损伤,可能会导致胎儿酒精谱系综合症(Fetal alcohol spectrum disorder,FASD)。酒精暴露对发育中的中枢神经系统造成多种影响包括影响脑容量,损害海马,皮层和小脑等大脑区域的发育,引起脑部氧化应激损伤和炎症反应,引起脑部神经细胞广泛的非正常死亡,并对认知和学习记忆能力产生重要影响。壳寡糖(Chitooligosacchari
面包是世界上重要的主食之一,但其含有的淀粉可以迅速被人体消化,引起高血糖反应。白芸豆(Phaseolus vulgaris L.)占全世界食用豆类的50%,由于其膳食纤维、抗性淀粉含量高等特点而备受关注。然而,生芸豆含有令人不悦的“豆腥味”及大量抗营养因子(ANF)。本研究以优选的植物乳杆菌(L1)/戊糖片球菌(J28)及马克斯克鲁维酵母(KM)为发酵菌株,分析湿热处理和多菌发酵对白芸豆酸面团理化
酸奶是一种具有高营养价值和特殊风味的乳制品,因其风味独特兼具改善肠道健康和促进肠道吸收等功能而倍受消费者青睐。酸奶在加工过程中通常需要添加化学交联淀粉等增稠稳定剂以维持体系稳定性,防止酸奶在储存过程中出现黏稠度低、组织状态粗糙、口感差、乳清析出等问题。然而在食品应用中不太希望化学改性,且随着消费者对食品添加剂标签标识认知程度的提高,具有清洁标签标识的酸奶成为消费者首选。因此开发设计一种具有清洁标签
我国具有丰富的芸豆资源,芸豆中存在α-淀粉酶抑制剂(α-amylase inhibitor,α-AI),可以抑制哺乳动物和昆虫体内α-淀粉酶的活性,阻碍淀粉水解与消化,降低餐后血糖水平,是预防和控制糖尿病和肥胖症的天然物质。芸豆α-AI纯品提取过程复杂、周期长、成本高,其粗提物提取简单,对α-淀粉酶也具有较强的抑制效果,但其中含有对人体有害的植物凝集素(Phytohaemagglutinins,P
二十二碳六烯酸(DHA)是一种对人体健康有益(如促进脑细胞、视网膜发育等)的多不饱和脂肪酸(PUFA)。但DHA无法在人体中直接富集,因此需要通过摄入食物获得,鸡蛋便可作为DHA的优良摄入来源。蛋黄中DHA受蛋鸡饲料中ω-3 PUFA的调控,因此可以通过在蛋鸡饲料中添加含有ω-3 PUFA的物质,得到DHA营养强化鸡蛋,从而为人们获取DHA提供重要途径。本论文选择富含ω-3 PUFA的奇亚籽为富集
救援食品是指在突发灾难、事故或野外遇险等紧急状况下,用以满足人体对能量以及营养素的最低需要、尽可能维持遇险人员生存的一类食品,具有携带方便、保质期长、体积小、能量密度高等特点。当前使用的救援食品可基本满足遇险人员在待救援期间的需要,但是普遍存在能量密度偏低、原料多为分离性原料、蛋白质含量高(对水的需求量大、而待救援期间的水分供应难以保证)、供能营养素配比不合理、未根据遇险人员的生理心理特点进行设计