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《食品科学》:四川省农业科学院朱永清研究员等:郫县豆瓣酱中芽孢杆菌进化关系及酶活性和抗生素特性分析
时间:2022-06-16   作者:admin  点击数:

郫县豆瓣酱因产于四川成都郫县而得名,至今已有300多年的历史,是四川乃至全国重要的一种传统发酵食品,被誉为“川菜之魂”。细菌对郫县豆瓣独特风味品质的形成起重要作用。研究表明,郫县豆瓣酱发酵过程主要细菌有芽孢杆菌、乳酸菌、葡萄球菌等,芽孢杆菌是郫县豆瓣发酵过程中的优势菌群之一,对郫县豆瓣酱的品质风味起关键作用。

四川省农业科学院农产品加工研究所的罗 静、李治华*、朱永清*等结合宏基因组和纯培养方法,对郫县豆瓣酱中已分离到的芽孢杆菌进行进化关系研究,并对代表性菌株进行产酶能力和抗生素特性分析,以期加深对郫县豆瓣酱乃至传统高盐发酵食品中芽孢杆菌多样性的认识,同时为豆瓣酱中芽孢杆菌的评价和后续利用提供一定依据。

1、郫县豆瓣酱中芽孢杆菌相对丰度

采用宏基因组测序分析郫县豆瓣酱中微生物物种分类情况,其中芽孢杆菌分类结果如表1所示。宏基因组测序共鉴定出24 种芽孢杆菌,其中蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus)占到细菌总数的51.36%,占芽孢杆菌总数的97.75%。根据宏基因组物种分类结果,对郫县豆瓣酱中的芽孢杆菌进行分离鉴定并开展后续研究,以期为郫县豆瓣酱中芽孢杆菌的认识提供基础。

2、郫县豆瓣酱中芽孢杆菌鉴定及系统发育分析

依据在EZBioCloud(https://www.ezbiocloud.net/)数据库的比对结果,有66 株为芽孢杆菌,分别属于14 个种(其中1 株unclassified),结果如表2所示。为更明确显示所分离菌株的分类学地位和系统发育关系,对66 株芽孢杆菌使用MEGA 6软件构建系统发育树,使用最大似然法统计分类,可聚为3 类。结果见图1。可以看出郫县豆瓣酱中的芽孢杆菌具有丰富的多样性。结合表型性状,从中选择29 株作为代表菌株进行产蛋白酶、淀粉酶以及抗生素耐药实验。

3、产蛋白酶能力评价

如图2a所示,29 株受试菌株在0% NaCl培养基上共有21 株菌能产蛋白酶,占72%,然而,5% NaCl脱脂牛奶培养基上仅有6 株菌能产蛋白酶,占21%,10% NaCl脱脂牛奶培养基上仅有5 株菌能产蛋白酶,占17%,其中CR27(B. cereus)、LY13、LY3(B. velezensis)、CR29、CR31(B. licheniformis)在0%~10% NaCl中均能够产生蛋白酶,具体为CR27在0%~10% NaCl中D/d范围为1.92~1.13,LY13为2.44~1.25,LY3为1.58~1.20,CR29为1.60~1.25,CR31为1.67~1.15(表3),随着NaCl含量的增加,芽孢杆菌产蛋白酶能力逐渐降低,表明NaCl能够抑制芽孢杆菌产蛋白酶能力。

4、产淀粉酶能力评价

29 株典型芽孢杆菌在不同NaCl含量培养基中产淀粉酶菌株占比不一,结果如图2b所示。13 株在0% NaCl条件下能产淀粉酶,9 株在5% NaCl环境能产淀粉酶,仅有5 株能在10% NaCl含量培养基中产淀粉酶。同时,在0%~10% NaCl条件下耐盐菌株LY3、LY13(B. velezensis)、WB48(B. subtilis)、CR29、CR31(B. licheniformis)均能够产生淀粉酶,具体为LY13在0%~10% NaCl中D/d范围为3.00~1.67,WB48为1.37~1.19,LY3为3.60~1.67,CR29为1.67~1.20,CR31为2.33~1.33(表4)。说明NaCl能够抑制芽孢杆菌产淀粉酶能力,且NaCl含量越高,抑制作用越强。

5、芽孢杆菌抗生素耐药性实验

结果可知,从郫县豆瓣中分离得到的芽孢杆菌对氨苄西林(19/29)、卡那霉素(2/29)、四环素(3/29)、氯霉素(3/29)、红霉素(11/29)、复方新诺明(2/29)、吉他霉素(1/29)、苯唑西林(11/29)、克林霉素(18/29)、链霉素(2/29)、青霉素(18/29)均表现不同程度的耐药,对新霉素(0/29)全部表现出敏感。29 株芽孢杆菌的耐药情况为氨苄西林>青霉素>克林霉素>苯唑西林>红霉素>四环素>氯霉素>链霉素=复方新诺明=卡那霉素>吉他霉素>新霉素。

大多数芽孢杆菌表现出多种抗生素耐药性,结果如表6所示。不同芽孢杆菌对抗生素的耐受情况不一,大多对氨苄西林(66%)、青霉素(62%)和克林霉素(62%)耐受。WB91(B. haynesii)、CR27(B. cereus)、WB104(B. paralicheniformis)、WB1(B. aryabhattai)具有较强的抗生素耐药性,LJ34(unclassified)、LJ1(B. australimaris)对12 种抗生素均敏感。

结论

结果表明:采用宏基因组方法共鉴定出24 种芽孢杆菌,全长16S rDNA序列系统分类鉴定,郫县豆瓣酱中芽孢杆菌可分为13 个种,其中29 株代表菌株随盐度增加产蛋白酶和淀粉酶能力均逐渐下降。在12 种抗生素药敏实验评价中,所有代表性菌株对新霉素敏感,而对其他抗生素的耐药性表现不一,其中对氨苄西林耐药率最高,占66%。本研究丰富了对郫县豆瓣酱中芽孢杆菌的认识,蛋白酶、淀粉酶能力和抗生素耐药性分析有利于后续菌株的利用。

本文《郫县豆瓣酱中芽孢杆菌进化关系及酶活性和抗生素特性分析》来源于《食品科学》2022年43卷6期229-235页,作者:罗静,董玲,赵驰,刘钰颖,郭云建,李露,李艳琳,陈旺,杨国华,杨永,李治华,朱永清。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20210208-133。点击下方 阅读原文 即可查看文章相关信息。

修改/编辑:袁艺;责任编辑:张睿梅

图片来源于文章原文及百度图片。

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