内蒙古农业大学食品科学与工程学院乳品生物技术与工程教育部重点实验室、农业部奶制品加工重点实验室的
咨询热线:020-29038089内蒙古农业大学食品科学与工程学院乳品生物技术与工程教育部重点实验室、农业部奶制品加工重点实验室的Zhang Qiaoling、Ma Rongze(共同第一作者)和王俊国教授(通信作者)等从自然发酵酸马乳中分离出具有良好耐酸、胆盐耐受性和降胆固醇能力的植物乳植杆菌(Lactiplantibacillus plantarum)LIP-1用于本研究。以该菌株为代表,通过向培养基中添加不同质量浓度腺嘌呤,探究腺嘌呤对L. plantarum LIP-1冻干活力的影响。
真空冷冻干燥技术在工业上广泛用于生产乳酸菌(lactic acid bacteria,LAB)粉末。然而,冷冻干燥过程中细胞损伤不可避免,进而导致细胞活力降低或死亡。通过改变培养基成分,能够提高冷冻干燥制备出的LAB粉末活力。
促生长因子(氨基酸、嘌呤、嘧啶等)虽然不是微生物正常生长和代谢所必需的物质,但是能够促进菌株生长。
向培养基中添加0.010 g/L腺嘌呤时,该菌株的活菌数最高,为9.83(lg(CFU/mL)),冻干存活率最高,为81.60%。腺嘌呤对提高冻干菌株的存活率具有普遍作用。其中腺嘌呤对提高L. plantarum LIP-1存活率效果最好。
大写字母不同,活菌数之间差异显著(P<0.05);小写字母不同,表示冻干存活率之间差异显著(P<0.05)。
含溶菌酶的培养基对冻干后2 组活细胞数均有显著影响(P<0.05),但2 组经溶菌酶处理后活细胞损失率无显著差异。含NaCl的培养基对冻干后2 组活菌数均有显著影响(P<0.05),实验组活菌损失率显著低于对照组(P<0.05)。
与冻干前空白组相比,对照组的峰强度明显降低,峰数减少,部分峰位发生偏移。但冻干前实验组的峰出现规律与空白组相似。与对照组相比,实验组冻干后峰强度明显增强(P<0.05)。
图2 含溶菌酶的培养基对照组和实验组活菌数(A)、活菌损失率(B);含NaCl的培养基对照组和实验组活菌数(C)、活菌损失率(D);细胞染色图(E)及空白、对照、实验组的傅里叶变换红外光谱图
在腺嘌呤磷酸核糖基转移酶(adenine phosphoribosyltransferase,aprT)存在下,腺嘌呤合成腺苷一磷酸(adenine synthesized,AMP),而腺嘌呤脱氨酶(adenine deaminase,ade)将腺嘌呤转化为次黄嘌呤。实验组与对照组ade的相对表达量无显著性差异(P>0.05),而实验组aprT的相对表达量显著高于对照组(P<0.05)。AMP通过腺苷激酶(adK)转化为腺苷二磷酸(ADP),而ADP通过核苷二磷酸激酶(adenosine kinase,ndK)转化为ATP。然而,aprT的相对表达增加促进AMP合成。实验组中,adK和ndK相对表达水平显著高于对照组(P<0.05)。
加入腺嘌呤后4~16 h,实验组乳酸脱氢酶活性显著低于对照组(P<0.05)。在整个培养过程中,实验组pH值均明显高于对照组。培养4~16 h,与对照组相比,实验组丙酮酸脱氢酶活力更高(P<0.05)。
2组的细胞膜脂肪酸主要由10 种脂肪酸组成。与对照组相比,实验组多检出2 种长链不饱和脂肪酸(C20:5 n-3和C22:2 n-6)。此外,实验组长链不饱和脂肪酸相对含量显著高于对照组(P<0.05)。与对照组相比,脂肪酸中饱和脂肪酸(saturated fatty acid,SFA)(C12:0、C14:0、C16:0)含量降低,不饱和脂肪酸(unsaturated fatty acids,UFAs)含量及UFAs/SFA比值显著升高(P<0.05)。实验组的乙酰辅酶A硫酯酶活性显著高于对照组(P<0.05)。
与对照组相比,实验组在发酵期间乳酸脱氢酶活性降低。与对照组(pHin 4.43)相比,实验组pHin为4.83,显著高于对照组(P<0.05)。
培养基中添加0.01 g/L腺嘌呤能够显著提高L.plantarum LIP-1,增加细胞膜中长链不饱和脂肪酸相对含量,减少细胞膜损伤。此外,降低乳酸含量能够减轻酸胁迫对细胞的压力,从而减少DNA损伤,提高冻干过程中菌株的活力。
王俊国,博士、教授、博士研究生导师。主持科研项目包括:1.国家自然科学基金项目(31660456);2.内蒙古自治区配套中科院西部之光人才培养项目;3.内蒙古自然科学基金项目(2015MS0306);4.国家自然科学基金项目(31160315);5.中科院西部之光人才培养项目;6.内蒙古农业大学博士启动基金项目(BJ08-18);7.国家自然科学基金项目(30840011);8.内蒙古自然科学基金项目(6)。共发表学术论文30余篇,其中以第一作者发表论文7 篇,以通讯作者发表论文14 篇。申请发明专利2 项。“双歧杆菌V9的创新研究及产业化开发”项目获得内蒙古科学技术进步一等奖。编写教材包括:《乳品加工实验》、《农产品贮藏与物流学》、《发酵食品工艺学》、《功能性食品学》
为进一步促进未来食品科学的发展,全面践行“大食物观”的指导思想,持续提升食品科技创新和战略安全。由北京食品科学研究院、中国肉类食品综合研究中心及中国食品杂志社《食品科学》杂志、《Food Science and Human Wellness》杂志、《Journal of Future Foods》杂志主办,北京工商大学食品与健康学院、北京联合大学生物化学工程学院、河北农业大学食品科技学院、西华大学食品与生物工程学院、大连民族大学生命科学学院、齐齐哈尔大学食品与生物工程学院、河北科技大学食品与生物学院共同主办,北京盈盛恒泰科技有限责任公司、古井集团等企业赞助的“第一届大食物观·未来食品科技创新国际研讨会”即将于 2024年5月16-17日 在 中国 北京 召开。
为提高我国食品营养与安全科技自主创新和食品科技产业支撑能力,推动食品产业升级,助力‘健康中国’战略,北京食品科学研究院、中国食品杂志社、国际谷物科技学会(ICC)将与湖北省食品科学技术学会、华中农业大学、武汉轻工大学、湖北工业大学、中国农业科学院油料作物研究所、中南民族大学、湖北省农业科学院、湖北民族大学、江汉大学、湖北工程学院、果蔬加工与品质调控湖北省重点实验室、武汉食品化妆品检验所、国家市场监管实验室(食用油质量与安全)、环境食品学教育部重点实验室共同举办“第五届食品科学与人类健康国际研讨会”。会议时间:2024年 8月 3—4 日,会议地点:中国 湖北 武汉。