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当前位置: 首页» 科技研发» 科研项目» 【科研新进展】吕欣教授宏基因组学辅助筛选中国西部传统发酵乳中新型抗菌乳酸菌及其对干酪的生物保护作用

【科研新进展】吕欣教授宏基因组学辅助筛选中国西部传统发酵乳中新型抗菌乳酸菌及其对干酪的生物保护作用

添加时间:2023-03-31 浏览:
传统发酵技术不使用任何商业发酵剂,酸化和凝胶化取决于牛乳中存在的微生物群及接种方式,然而,牛乳传统发酵过程中自然浓缩过程对微生物组成的影响相关研究较少。致病性单核细胞增生李斯特菌经常出现在乳制品中,具有抗李斯特菌活性的乳酸菌可用作辅助培养物,提高发酵乳微生物安全性。

西北农林科技大学食品科学与工程学院等的Li Lin, Zhang Linxuan, Lü Xin*, Yi Yanglei*等对来自新疆(TZ、WXZ1、WXZ2、TXZ2)和青海(QHS)的5 个发酵乳样品进行系统研究,描述它们的微生物组成。从每个样品中分离出40 株乳酸菌,检测其抗李斯特菌活性。采用随机扩增多态性DNA(randomly amplified polymorphic DNA,RAPD)分析法,针对菌株的抗李斯特菌活性,对菌株间遗传多样性进行研究。选择3 株具有较强抗菌活性的菌株作为干酪制作的初始辅助培养物,验证其对李斯特菌的抑制作用,并评估其对干酪质地和风味的影响。

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基于16S宏基因组分析,研究自然浓缩过程对发酵乳微生物组成的影响。样品QHS和TZ显示出较高的操作分类单元(operational taxonomic unit,OTU)数量和微生物多样性。样品QHS的微生物组成与其他样品差异最大,链球菌属占细菌总丰度的32%,表明地理位置和环境对细菌多样性的影响最大。对于来自相同地理区域的样品(TZ、WXZ1、WXZ2、TXZ2),浓缩过程增加了乳杆菌在总OTU中的富集。与其他样品相比,QHS中的微生物群具有不同的代谢模式,特别是与ABC转运蛋白和氨基酸代谢相关的微生物群。

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根据宏基因组分析结果,浓缩过程增加了分离所得乳酸菌的多样性,只有样品WXZ1例外。在所有样品中均鉴定出面包伴生乳杆菌(Companilactobacillus crustorum ),且其在样品QHS和WXZ1中占主导地位。对200 株分离所得乳酸菌菌株进行抗李斯特菌活性测试,在QHS、TZ、WXZ2和TXZ2中发现表现出强拮抗活性的菌株。

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在7 个乳酸菌菌株中共鉴定出13 个生物合成基因簇(biosynthetic gene clusters,BGCs)。选择携带新型BGCs的植物乳植杆菌(Lactiplantibacillus plantarum )TXZ2-35、发酵乳杆菌(Limosilactobacillus fermentum )TZ-22和面包伴生乳杆菌QHS-4用作辅助培养物,制备切达干酪,结果表明,这3 种菌株能够抑制干酪中单核细胞增生李斯特菌的增殖。

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此外,植物乳植杆菌TXZ2-35和发酵乳杆菌TZ-22用作切达干酪加工的辅助培养物时,显示出改善风味和质地的潜力。因此,含有BGCs的乳杆菌可以作为干酪的理想辅助培养物,以防止李斯特菌污染,并提高干酪质量。
该研究从传统发酵食品中快速鉴定了新型抗李斯特菌乳酸菌,研究结果证明加入新型生物保护辅助培养物在提高干酪安全性和质量方面的有效性。
原文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0023643823000853

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