泡菜中高產(chǎn)乳酸功能性乳酸菌的篩選

馮偉 馮雅琪 徐晶雪

摘 要：乳酸菌是生物體中有益菌的重要組成，篩選出產(chǎn)酸能力強(qiáng)、能夠起到腸道醫(yī)生作用且安全性高的乳酸菌，并應(yīng)用于相關(guān)發(fā)酵產(chǎn)品生產(chǎn)對(duì)生物健康至關(guān)重要。該研究通過(guò)碳酸鈣-MRS透明圈法從酸菜中篩選乳酸菌，利用對(duì)羥基聯(lián)苯法測(cè)定乳酸菌發(fā)酵液中乳酸含量，選取產(chǎn)乳酸超過(guò)30mg/mL的菌株4株作為候選菌株，對(duì)其進(jìn)行常見(jiàn)致病菌的抑菌能力和十大類常見(jiàn)抗生素的藥物耐受性的測(cè)定。結(jié)果表明，備選菌株對(duì)常見(jiàn)致病菌均具有一定的抑菌性能，其中2個(gè)菌株在抗生素耐藥性方面表現(xiàn)出了較好的安全性。篩選出的2株菌株的產(chǎn)酸性能強(qiáng)，腸道有害菌抑菌效果明顯，安全性高。

關(guān)鍵詞：乳酸菌;乳酸;抑菌;耐藥

中圖分類號(hào) TS255.54文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 1007-7731（2021）07-0032-03

Screening of Functional Lactic Acid Bacteria with High Lactic Acid Production in Kimchi

FANG Wei1 et al.

（1Daqing Normal University， Daqing 163712， China）

Abstract： Lactic acid bacteria are an important component of beneficial bacteria in organisms. It is very important for biological health to screen the lactic acid bacteria with strong acid production ability， which can play the role of intestinal doctor and have high safety and apply them to the production of related fermentation products. This experiment through the calcium carbonate-MRS transparent ring method from the screening of lactobacillus in the sour pickled cabbage， using the method of hydroxy diphenyl lactic acid content in the determination of lactic acid bacteria fermented liquid， and choose to produce lactic acid more than 30mg/mL strains 4 strains as candidate strain， on the strains of common pathogenic bacteria of ten kinds of common antibiotics antibacterial ability and the determination of drug tolerance. The results showed that all the candidate strains had certain antibacterial properties against common pathogenic bacteria， and two strains showed good safety in antibiotic resistance. Finally， two strains were obtained， which had strong acid production ability， obvious inhibitory effect on intestinal harmful bacteria and high safety.

Key words： Lactobacillus; Lactate; Antibacterial; Drug resistance

1 引言

隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，人們更加注重健康養(yǎng)生。乳酸菌是人體腸道有益菌群中的重要組成部分，近年來(lái)，隨著人們對(duì)乳酸菌功能和作用機(jī)理的深入研究，乳酸菌被認(rèn)為是最具有開(kāi)發(fā)價(jià)值的健康菌，越來(lái)越受到關(guān)注。篩選出品質(zhì)和性狀更為優(yōu)異的菌種對(duì)于乳酸菌產(chǎn)品的研發(fā)尤為重要。

生物腸道有益菌中乳酸菌數(shù)量多，可通過(guò)菌體自身和產(chǎn)生的代謝物抑制致病菌從而調(diào)節(jié)腸道菌群平衡。乳酸菌在生物腸道內(nèi)可以利用其中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)代謝產(chǎn)生大量乳酸，乳酸使腸道酸性環(huán)境加強(qiáng)，許多致病菌因不能耐受酸性環(huán)境而死亡，也能通過(guò)產(chǎn)生酶阻止致病菌及其毒素黏附和侵入腸黏膜上皮細(xì)胞。保持腸道內(nèi)的酸性環(huán)境，可促進(jìn)腸蠕動(dòng)，防止有害微生物的攻擊，使機(jī)體保持健康，也可以增強(qiáng)腸道的免疫能力[1]。

近年來(lái)的研究發(fā)現(xiàn)，乳酸菌中的耐藥基因可能會(huì)通過(guò)多種方式轉(zhuǎn)移給腸道中其他菌種，若轉(zhuǎn)移到致病菌中，引起有害菌產(chǎn)生耐藥性的危險(xiǎn)。因此，根據(jù)國(guó)家藥典規(guī)定益生菌需進(jìn)行常見(jiàn)抗生素類藥物耐藥性測(cè)定，獲得安全性乳酸菌至關(guān)重要[2]。

本研究在傳統(tǒng)發(fā)酵方法制作的泡菜中通過(guò)碳酸鈣法篩選乳酸菌，進(jìn)一步利用對(duì)羥基聯(lián)苯法對(duì)菌株的產(chǎn)乳酸能力進(jìn)行測(cè)定，選取產(chǎn)乳酸多的菌株作為候選菌株。采用杯碟法和藥敏制片法對(duì)候選菌株分別進(jìn)行抑菌性和耐藥性的測(cè)定，以篩選出能夠應(yīng)用于發(fā)酵生產(chǎn)的安全性乳酸菌。

2 研究方法

2.1 試劑的配制 （1）MRS培養(yǎng)基（1000mL）[3]：K2HPO4 2.0g、檸檬酸三銨2.0g、無(wú)水乙酸鈉5.0g、MnSO4·7H20 0.25g、MgSO4·7H2O 0.58g、葡萄糖20.0g、蛋白胨10.0g、牛肉膏10.0g、酵母浸膏5.0g、吐溫-80 1mL。

（2）碳酸鈣-MRS培養(yǎng)基：MRS培養(yǎng)基中加瓊脂20.0g在滅菌后加入5%（W/V）滅菌CaCO3粉末搖勻，制備具有CaCO3的MRS培養(yǎng)基。

（3）鎢酸溶液[4]：0.667mol/L硫酸及10%（W/V）鎢酸鈉溶液等體積混合，使用前配制。

（4）20%（W/V）硫酸銅溶液：稱取硫酸銅20g，加蒸餾水定容至100mL。

（5）對(duì)羥基聯(lián)苯溶液：稱取對(duì)羥基聯(lián)苯1.5g溶于100mL的0.125mol/L氫氧化鈉溶液中（配制時(shí)加熱助溶，溶解后為澄清液體），貯存于棕色瓶中，保存于4℃冰箱。

（6）乳酸標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)存液（0.5mg/mL）：精確稱取無(wú)水乳酸鋰53.25mg，溶于50mL蒸餾水中，加0.5mol/L硫酸10mL，后加蒸餾水定容至100mL，混勻后保存于4℃冰箱。

2.2 乳酸菌篩選 取適量樣品于9mL生理鹽水中，進(jìn)行適當(dāng)稀釋后涂布后涂布于碳酸鈣-MRS培養(yǎng)平板中，37℃培養(yǎng)箱中倒置培養(yǎng)48h。將有明顯透明圈單菌落采用平板劃線分離法進(jìn)行劃線分離，直至得到純菌。對(duì)比菌落形態(tài)并采用革蘭氏染色進(jìn)行初步形態(tài)鑒定。

2.3 菌株的產(chǎn)乳酸能力測(cè)定

2.3.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線制作 0.5mg/mL乳酸標(biāo)準(zhǔn)液與發(fā)酵液同樣預(yù)處理后，取0、0.10、0.20、0.30、0.40、0.50、0.60mL處理液，分別加進(jìn)預(yù)先編號(hào)的試管，再用蒸餾水補(bǔ)足體積至5mL，氫氧化鈣0.05g，20%硫酸銅0.8mL，濃硫酸6mL，對(duì)羥基聯(lián)苯0.125mL，靜置15min，加熱顯色5min。分別測(cè)定565nm吸光度[4]。

2.3.2 發(fā)酵液中乳酸含量測(cè)定 將篩選得到的乳酸菌菌株接種至接種至MRS液體培養(yǎng)基中，重復(fù)轉(zhuǎn)接3次。菌懸液離心，吸取上清液0.5mL置于潔凈離心管中，加入等體積1mol/L硫酸，靜置，10000r/min離心10min，以除去硫酸鈣，取上清液適當(dāng)稀釋，吸取稀釋液2mL于潔凈離心管中，加入2mL鎢酸溶液，混勻，室溫靜置，直至溶液中出現(xiàn)明顯絮狀物，10000r/min離心10min，取上清液置于10mL潔凈離心管中，60℃水浴保溫30min左右，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線中乳酸測(cè)定方法進(jìn)行測(cè)定。

2.4 菌株抑菌能力測(cè)定 （1）指示菌菌懸液和實(shí)驗(yàn)菌株菌液的制備：將實(shí)驗(yàn)室保藏的大腸桿菌等致病菌作為指示菌，指示菌液體培養(yǎng)基以5%的接種量轉(zhuǎn)接3代，實(shí)驗(yàn)菌株以1%接種量轉(zhuǎn)接3次。（2）檢測(cè)平板的制作：向培養(yǎng)皿中倒入10mL 2%水瓊脂培養(yǎng)基，冷卻放入牛津杯，將適當(dāng)稀釋度指示菌液0.5mL與另10mL營(yíng)養(yǎng)瓊脂混合均勻倒入平板，冷卻即為檢測(cè)平板。（3）菌株抑菌能力的測(cè)定：將實(shí)驗(yàn)菌菌懸液4000r/min離心5min，取適量上清液加入到檢測(cè)平板小孔中，每個(gè)樣品做3個(gè)對(duì)照，待一定時(shí)間后觀察乳酸菌培養(yǎng)液對(duì)常見(jiàn)致病菌抑菌圈直徑[5]。

2.5 菌株耐藥能力測(cè)定 向培養(yǎng)皿中倒入10mL2%水瓊脂，將另10mL滅菌MRS培養(yǎng)基與適量實(shí)驗(yàn)菌株菌懸液混合，倒入平皿。待冷卻把各抗生素藥敏制片貼在平板上。37℃培養(yǎng)48h，測(cè)量各抗生素抑菌圈直徑。

3 結(jié)果與分析

3.1 乳酸菌的初步篩選與形態(tài)鑒定 通過(guò)碳酸鈣透明圈法篩選得到10株有透明圈菌株，透明圈直徑差距不大，詳見(jiàn)表1。

選擇產(chǎn)生透明圈的菌株10株進(jìn)行革蘭氏染色，染色結(jié)果均為革蘭氏陽(yáng)性，結(jié)合各菌株菌落形態(tài)白色較小不透明的特點(diǎn)，初步判斷均為乳酸菌，詳見(jiàn)表2。

3.2 菌株的產(chǎn)乳酸能力

3.2.1 乳酸標(biāo)準(zhǔn)曲線 經(jīng)試驗(yàn)測(cè)定乳酸含量的標(biāo)準(zhǔn)曲線為：y=0.117x+0.0122，R2=0.9937

3.2.2 菌株的產(chǎn)乳酸量 采用對(duì)羥基聯(lián)苯法測(cè)定菌株產(chǎn)乳酸量，結(jié)果如表3所示。其中，Z2、Z3、Z6和Z7菌株產(chǎn)乳酸能力較高，超過(guò)30μg/mL，作為備選菌株。

3.3 菌株的抑菌性能 選擇產(chǎn)乳酸能力高的4株菌進(jìn)行抑菌試驗(yàn)，主要觀察其對(duì)腸道內(nèi)常見(jiàn)菌株大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、枯草芽孢桿菌的抑菌性能，結(jié)果如表4所示。由表4可知，4株菌對(duì)于3種常見(jiàn)致病菌都有一定程度的抑菌作用。其中，Z3、Z6號(hào)菌株對(duì)大腸桿菌的抑制作用較明顯，相比較，Z6號(hào)菌株對(duì)3種常見(jiàn)致病菌的抑制作用比Z3號(hào)菌株強(qiáng)。

3.4 菌株的耐藥性能 主要測(cè)定Z2、Z3、Z6、和Z7號(hào)菌株對(duì)常用八大類抗生素的耐藥性能，通過(guò)實(shí)驗(yàn)可知菌株對(duì)抗生素類藥的物敏感性，其結(jié)果如表5所示。由表5可知，Z2菌株對(duì)青霉素類、四環(huán)素類、糖肽類具有耐藥性;Z7菌株對(duì)青霉素類、大環(huán)內(nèi)酯類、喹諾酮類具有耐藥性，對(duì)糖肽類中度耐藥;Z3對(duì)四環(huán)素類具有耐藥性、糖肽類中度耐藥;Z6僅對(duì)糖肽類中度耐藥。綜合比較菌株Z3與Z6的耐藥類型較少，安全性較高。

4 結(jié)論

本研究通過(guò)碳酸鈣-MRS透明圈法初步篩選得到具有產(chǎn)透明圈能力的菌株10株，通過(guò)菌落形態(tài)觀察和革蘭氏染色初步判斷各菌株為乳酸菌，進(jìn)一步測(cè)定菌株產(chǎn)乳酸能力，得到4株產(chǎn)乳酸量超過(guò)30mg/mL乳酸菌。4株菌對(duì)于腸道中常見(jiàn)有害菌均具有一定的抑制性，抑制性與產(chǎn)乳酸量有一定相關(guān)性，產(chǎn)酸量較高的Z3和Z6對(duì)有害菌的抑制性也較明顯。經(jīng)抗生素耐藥性試驗(yàn)表明，Z3和Z6這2株菌表現(xiàn)出了較好的安全性。最終篩選得到2株具有產(chǎn)酸性能強(qiáng)、腸道有害菌抑菌效果明顯且安全性高的菌株，可作為乳酸菌制劑或發(fā)酵食品添加劑的備選菌株。

參考文獻(xiàn)

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（責(zé)編：張宏民）