新疆乳品中乳酸菌的多樣性及耐藥性分析

聶　睿，于　洋，倪永清（石河子大學 食品學院，新疆 石河子 832003）

新疆乳品中乳酸菌的多樣性及耐藥性分析

聶睿，于洋，倪永清*
（石河子大學 食品學院，新疆 石河子 832003）

從新疆北部地區采集的樣品中分離出103株乳酸菌并進行生理生化表型鑒定，對這些乳酸菌進行16S rRNA基因序列測序，構建系統發育樹發現分離的乳酸菌主要為5個屬分別為乳桿菌屬、腸球菌屬、乳球菌屬、魏斯式菌屬、明串珠菌屬。采用紙片擴散法（K-B）研究不同屬中不同乳酸菌對8種常見抗生素的耐藥性分析。耐藥性研究表明，分別有6株對鏈霉素、新霉素有耐藥性，5株對紅霉素有耐藥性，7株對卡那霉素有耐藥性，8株全部對萘啶酸具有耐藥性，4株對萬古霉素、四環素具有耐藥性，2株對頭孢唑肟存在耐藥性。

新疆；乳酸菌；多樣性；耐藥性

乳酸菌是一類發酵產物為乳酸的革蘭氏陽性細菌的總稱［1］，在20世紀初，術語“乳酸細菌”是用來指“乳中發酵產酸的生物”［2］。到目前乳酸菌主要分為乳桿菌屬、乳球菌屬、腸球菌屬、肉桿菌屬、明串珠菌屬等，約為36個屬［3］，被廣泛應用在乳品、果蔬、發酵肉品加工過程中。乳酸菌除了對這些產品的香氣成分有所作用，其代謝產物（如有機酸、過氧化物、雙乙酰、細菌素等）還能夠抑制食源性的微生物對食品的污染［4］。特別是在發酵乳品中，乳酸菌作為起始發酵劑可以起到增香的作用。

隨著工業發展，乳酸菌在能夠促進食品的生物轉化，改善產品感官特性以及提高發酵食品的質量和安全性能的同時還能夠促進食品中營養物質的產生［5］。近20年由于人類在醫藥動物養殖業中濫用抗生素的現象較為嚴重，如果將攜帶可轉移耐藥因子的乳酸菌菌株應用在生產中，將會嚴重威脅到食品的安全性，因此乳酸菌的耐藥性是目前國際上對其安全性評價的一個重要組成部分得到了國際普遍的關注，特別是由多重耐藥性發展至對臨床常用抗生素的普遍耐藥性［6-8］。在2013年歐洲食品安全署（局）（european food safety authority，EFSA）頒布的安全資格認證（qualified presumption of safety，QPS）方案就明確要求獲得安全認證的乳酸菌菌株應不存在獲得性毒力基因［9］，2014年，世界衛生組織就人類及其食品消費鏈中抗生素抗性監管的缺失及一體化監管也做了重點關注［10］。

新疆地域廣闊、草場肥沃、牛羊成群，是一個多民族聚集的地方，奶疙瘩、酸奶子、奶豆腐、奶皮子、酥油等乳品成為當地飲食中必不可少的組成部分。豐富的發酵乳品中孕育著天然乳酸菌的寶庫，為研究新疆乳酸菌多樣性提供了豐富的條件，也為發酵工業提供許多可開發和利用的資源。本研究對新疆不同地域來源的乳制品進行乳酸菌的篩選和鑒定，對所分離的菌株進行藥敏性試驗，為抗生素的合理使用和乳酸菌安全性評價提供參考。

1　材料和方法

1.1料

1.1.1品

固體奶疙瘩樣品主要來源于自新疆北部地區的伊犁（YL）、塔城（TC）；液體酸馬奶、酸牛奶樣品來自博樂（BL）、阿勒泰（AT）地區。樣品均為隨機采取牧民自制乳制品。

1.1.2劑

30%H2O2溶液：天津市巴斯夫化學試劑廠；Tris-飽和酚：北生物商貿有限公司；乙醇：天津市致遠化學試劑廠；瓊脂糖：美國BBI公司；藥敏紙片用濾紙片制成直徑為7mm的圓形紙片，放入小西林瓶中121℃滅菌2 h。然后在無菌的條件下將抗菌原液加入裝有紙片的小西林瓶，37℃、24 h烘干，劑量參照參考文獻［11］。

1.1.3養基

MRS培養基：蛋白胨10 g，牛肉膏10 g，酵母提取物5 g，K2HPO42g，檸檬酸二銨2 g，乙酸鈉5 g，葡萄糖20g，吐溫-80 1m L，MgSO4·7H2O 0.588 g，MnSO4·H2O 0.25 g，瓊脂15 g，蒸餾水1 000m L，pH 6.2～6.4。

MH肉湯培養基：牛肉粉2.0 g/L，可溶性淀粉1.5 g/L，酸水解酪蛋白17.5 g/L，pH值7.4±0.2。

Elliker瓊脂培養基、M 17培養基、膽汁七葉靈苷疊氮鈉培養基和乳酸桿菌選擇性培養基：青島高科園海博生物技術有限公司。

1.2器與設備

ZWY-2102雙層恒溫搖床：上海智城分析儀器制造有限公司；141-122閉式0～150mm不銹鋼游標卡尺：桂林廣陸量具廠；0.22μm微孔濾膜：上海興亞凈化材料廠；5810R高速冷凍離心機：德國Eppendorf儀器公司；SPX智能生化培養箱：寧波市江南儀器廠；UVmini-1240紫外分光光度計：日本島津公司；LAC-5040S全自動高壓滅菌鍋：韓國LabTech公司；BCD-265F冷藏冷凍箱：榮事達集團；WhitelyDG250厭氧箱：英國DonWhitely科學有限公司。

1.3法

1.3.1株的分離和純化

固體樣品：分別取所有奶疙瘩樣品10g，搗碎，用90m L無菌水稀釋于錐形瓶中充分攪拌均勻，充分溶解后于振蕩器上振搖20min，使樣品與水充分混合。

液體樣品：1m L樣品放入裝有100m L無菌水三角瓶中，37℃搖床振蕩40min得菌懸液。

吸取菌懸液，采用梯度稀釋法分別涂布于5種不同的培養基上，每個梯度做3次平行。后將平板放置在37℃厭氧培養36 h，然后挑取單菌落純化2次。

1.3.2株初篩

觀察菌落形態顏色大小并對純化后的單菌落進行革蘭氏染色，過氧化氫試驗，初步確定為疑似乳酸菌，將純化好的菌株保存于20%甘油中，-80℃冷凍保存備用。根據參考文獻［12］的方法進行生理生化試驗部分。

1.3.3株鑒定

利用CTAB法提取乳酸菌DNA，采用通用引物27f/1492r進行16S rRNA擴增。將測定的16S rRNA序列與GENBANK數據庫中的標準菌株進行BLAST同源性比對分析，運用MEGA4.0軟件構建系統發育進化樹。

1.3.4敏實驗

效價的測定：采用肉湯稀釋法，使用無菌試管用MH培養液對待測抗菌進行連續倍比稀釋。再加入等量的待測菌液37℃恒溫培養24 h，觀察哪一個稀釋度能一直細菌生長，即為測定終點，再與同樣處理的標準抗生素的終點比較，得出所用抗生素的效價。效價（U/mg）是指抗生素的效價單位與質量（一般是mg）的折算比例。U指具有一定生物效能的最小效價單位。

紙片擴散法（K-B）測藥敏性：用MRS液體培養基轉接兩次，得到活化菌株。將15m LMRS瓊脂培養基倒入培養皿中。待凝固后，再倒入15m L含有10%新鮮菌液（菌液濃度為1×10-7CFU/m L）的軟瓊脂（0.8%的瓊脂）。待上層培養基凝固冷卻后，在無菌條件下將藥片輕輕貼在培養基上，37℃培養24 h。為了提高實驗準確性，每個實驗重復3次。

2　結果與分析

2.1離的乳酸菌表型鑒定結果

分離的乳酸菌經過革蘭氏染色鏡檢。從樣品中共分離103株疑似乳酸菌。其中桿菌約占70%，球菌約占30%。菌株均為G+，無鞭毛、無芽孢、無莢膜。大部分菌落直徑約1mm、乳白色、圓形、凸起、邊緣整齊、表面光滑。根據《常見細菌系統鑒定手冊》進行生理生化試驗，結果如表1所示。

表1　乳品中乳酸菌菌株的鑒定結果Table 1 Identification results of lactic acid bacteria from dairy products

續表

在果糖實驗中，只有BL4-2、BL5-4、TC2-5、TC1-2、AT1-6、TC2-4、YL5-2這7株菌為陰性，其他均為陽性。而TC2-4、TC1-2在葡萄糖與葡萄糖酸鹽實驗中的結果均為陰性，有一半株菌在半乳糖實驗中顯陽性，菌株YL5-2只在半乳糖實驗中顯陽性，其他各項實驗均為陰性。大部分的菌株不能分解精氨酸，只有8株菌能夠分解精氨酸產生NH3。在棉籽糖實驗中，有6株菌實驗結果為陽性，其他均菌株為陰性。

2.2于部分16S rRNA基因序列乳酸菌菌株系統發育樹

將從乳品中分離篩選出的乳酸菌菌株的部分16S rRNA基因序列提交NCBI，通過BLAST工具在GenBank數據庫中與已發表的16S rRNA基因序列進行同源性比對，并選取同源性最高的序列構建系統發育樹（圖1）。由系統發育樹可知24株從乳中分離隸屬于Enterococcus、Lactobacillus、Lactococcus、Leuconostoc、Weissella這五個屬。雷霞［13］從內蒙古伊敏河牧區和海拉爾牧區地區主要為Enterococcus、Lactobacillus、Lactococcus、Leuconostoc，與本實驗結果相似。孫天松等［14］對采集自新疆和蒙古國的4份傳統發酵乳中分離鑒定，得到了10株乳桿菌和3株乳球菌有所不同。根據發育樹菌株YL5-1、TC4-5、YL1-1、YL3-1與Enterococcus faecalis、Enterococcus durans和Enterococcus faeclum構成一個分支，且16S rRNA基因序列相度非常高，均為100%，可確定隸屬于該屬。Lactobacillus屬包括的五株菌TC3-1、YL2-1、BL4-4、TC3-5和AT1-4分別與已知Lactobacillus rhamnosus、Lactobacillus crustorum、Lactobacillus brevis、Lactobacillus plantarum、Lactobacillus casei構成一個分支且同源性序列相似度高，AT1-4與Lactobacillus casei構成另一個分支。菌株BL3-6、AT3-4分別與Lactococcus raffinolactis、Lactococcus piscium構成一個分支，菌株BL1-2、TC3-5與Lactococcusgarvieae構成一個分支。而菌株YL2-2、YL3-4與Lactococcus lactis，Lactococcus lactis subsp.lactis兩個不同的種形成一個分支，這樣只能確定隸屬于Lactococcus屬。Leuconostoc屬包括TC1-2、TC2-4、BL3-2、AT1-6四株，且比對同源性在98%以上。Weissella屬中的兩株菌AT2-6、YL-5-2也與Weissella koreeniss、Weissella cibaria構成了兩個分支，同源性＞99%。但是以上利用16S rRNA基因序列比對構建的發育樹只能是對乳酸菌的初步屬水平的鑒定，鑒定的結果還需要利用種間特異性PCR才能將乳酸菌鑒定到種。

圖1　基于部分16SrRNA基因序列的乳酸菌系統發育樹Fig.1 Phylogenetic tree of lactic acid bacteria based on partial 16S rRNA sequences

2.3乳酸菌的耐藥結果與分析

按照世界衛生組織規定的標準化紙片藥敏測定法，常分為以下3個等級：耐藥（Resistant，R）、敏感（Susceptible，S）、中介（Intermediate，I）。

表2　乳酸菌的藥敏實驗結果Table 2 Antimicrobialsusceptibility results of lactic acid bacteria

本實驗選用常見的8種抗生素對新疆乳品8種代表菌株進行耐藥實驗。實驗結果顯示菌株都存在耐藥性，菌株不只對一種抗生素具有耐性，而是具有多重耐藥性。6株對鏈霉素、新霉素耐藥；5株對紅霉素耐藥；7株對卡那霉素耐藥；8種菌株全部對萘啶酸耐藥；4株對萬古霉素、四環素耐藥；2株對頭孢唑肟耐藥。宋曉敏等［15］在對發酵食品中乳酸菌耐藥性現狀分析中腸球菌屬對萬古霉素、紅霉素具有耐藥性。PAN L等［16］對11種中國發酵食品中分離的17株乳酸菌進行對氯霉素、卡那霉素、四環素、環丙沙星、氨芐青霉素、克林霉素和紅霉素的抗性測定，發現耐藥乳酸菌普遍存在于中國傳統發酵食品中，其抗性發生率與原材料和生產區域有關。

3　結論

本實驗從新疆部分地區分離出103株乳酸菌，通過形態學觀察、生理生化實驗及16S rRNA基因序列選取同源性最高的序列構建系統發育樹，獲得24株乳酸菌分別隸屬于6個屬。隨后利用8種不同的抗生素對8種代表菌株進行耐藥實驗，實驗結果顯示，分別有6株對鏈霉素和新霉素有耐藥性，4株菌對四環素和萬古霉素有耐藥性，7株對卡那霉素有耐藥性，5株對紅霉素具有耐性，所有用于藥敏實驗的菌株對萘啶酸都有耐藥性，2株對頭孢唑肟具有耐藥性。不同來源的乳制品中分離到的優勢菌群和菌種的多樣性是不相同，主要有可能是地理，氣候等自然環境的影響，以及少數民族牧民在制作乳品時采用的發酵溫度、時間及方法，牧民的生活習慣以及擠奶使用的用具容器也存在差異，這就造成各個地區不同自然發酵乳制品中分離的乳酸菌種類存在著一定差異。通過藥敏實驗發現分離的菌株是存在不同水品的耐藥性，可能會通過食物鏈傳遞到人的腸道致病菌埋下了巨大隱患，所以在今后對于乳酸菌的耐藥性問題特別的關注。

［1］郭本恒.益生菌［M］.北京：化學工業出版社，2004.

［2］LICHTENSTEIN A H，GOLDIN B R，SALM INEN S.Lactic acid bacteriamicrobiology and functionalapsects［M］.USA：CRC Press，2012.

［3］凌代文.乳酸菌細菌鑒定及分類方法［M］.北京：中國輕工業出版社，1999.

［4］ESCAM ILLA-HURTADOM L，VALDéS-MART NEZSE，SORIANOSANTOSJ，etal.Effectof culture conditionson production of butter flavor compounds by Pediococcus pentosaceus and Lactobacillus acidophilus in semisolid maize-based cultures［J］.Int J Food M icrobiol，2005，105（3）:305-316.

［5］SCOTTK P.The role of conjugative transposons in spreading antibiotic resistance between bacteria that inhabit the gastrointestinal tract［J］.Cell M ol Life，2002，59（12）:2071-2082.

［6］PELEG A Y，SEIFERT H，PATERSON D L.Acinetobacter baumannii: emergency of a successful pathogen［J］.Clin M icrobiol Rev，2008，21（3）:538-582.

［7］MUNOZ-PRICE L S，WEINSTEIN R A.Acinetobacter infection［J］.N Engl JM ed，2008，358（12）:1271-1281.

［8］林麗，周岐新，凌保動.鮑氏不動桿菌與鮑曼不動桿菌嚴重感染的防治策略［J］.中國感染與化療雜志，2007，7（3）：230-232.

［9］陳曉屏.論我國食品致敏原標示制度的完善［J］.哈爾濱學院學報，2014（3）：42-47.

［10］李宗河，龔華云.宏基因組技術在耐藥細菌研究中的應用［J］.國外醫藥（抗生素分冊），2015（5）：200-204.

［11］李亮，尚曉冬，譚琦.猴頭菌子實體小分子提取物的分離與體外抑制幽門螺旋桿菌的分析［J］.菌物學報，2015（6）：1176-1186.

［12］東秀珠，蔡妙英.常見細菌系統鑒定手冊［M］.北京：科學出版社，2001.［13］雷霞.伊敏河和海拉爾河兩岸牧區乳及乳制品中益生乳酸菌的分離鑒定及其體外篩選［D］.內蒙古：內蒙古農業大學碩士論文，2005.

［14］孫天松，劉紅霞，倪慧娟，等.傳統發酵酸駝乳中乳酸菌的分離及鑒定［J］.中國乳品工業，2006，34（9）：4-7.

［15］宋曉敏，李少英，馬春艷，等.發酵食品中乳酸菌的耐藥性現狀分析［J］.微生物學通報，2015，42（1）：207-213.

［16］PAN L，HU X，WANG X.Assessmentof antibiotic resistance of lactic acid bacteria in Chinese fermented foods［J］.Food Control，2011，22（8）:1316-1321.

Diversity of lactic acid bacteria and analysis of their antibiotic resistance from the dairy products in Xinjiang

NIERui，YU Yang，NIYongqing*
（College ofFood Science，ShiheziUniversity，Shihezi832003，China）

103 strainsof lactic acidbacteriawere isolatedand identifiedby physiologicaland biochem icaltest from samplein thenorthern area Xinjiang，and then the strainswere identified by 16S rRNA sequencing and phylogenetic treewas constructed.Results showed that the isolated lactic acid bacteriamainly comprised fivegenera:Lactobacillus，Enterococcus，Lactococcus，Weissella，and Leuconostoc.Thedrug resistance testof lactic acid bacteria to eightkindsof common drugswere conducted by K-Bmethod.The results showed thatsix strainswere resistant to streptomycin，and six strains were resistantto neomycin，only fivestrainswere resistant to erythrocin，sevenstrainswere resistantto kanamycin.A llof eight strainswere resistant to nalidixic acid，fourstrainswere resistant to vancomycin，four strainswere resistant to tetracycline，and only two strainswere resistant to epocelin.

Xinjiang；lactic acid bacteria；diversity；antibiotic resistance

TS201．3

0254-5071（2016）01-0047-04

10．11882/j．issn．0254-5071．2016．01．011

2015-10-26

新疆生產建設兵團博士資金專項（2011BB009）；新疆生產建設兵團青年科技創新資金專項（2011CB001）；石河子大學自然科學科學重點項目（ZRKX20104001）

聶睿（1989-），女，碩士研究生，研究方向為食品微生物技術。

倪永清（1969-），男，教授，博士，研究方向為微生物和分子生物技術。