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本研究从酸奶发酵菌株——保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌以及单核细胞增生李斯特菌的混合培养特性出发,研究了乳酸菌及其代谢产物和乳酸链球菌素(Nisin)对单核细胞增生李斯特菌的抑制作用;从热化学的角度研究了Nisin和单核细胞增生李斯特菌作用过程中热效应的变化;并初步探索了发酵乳制品中单核细胞增生李斯特菌的消长动态规律。主要研究结果如下:
(1)乳酸菌及其代谢产物对单核细胞增生李斯特菌具有抑制效应。
保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌单独或共同和单核细胞增生李斯特菌培养时,单一保加利亚乳杆菌对单核细胞增生李斯特菌的抑菌效果最强,混合乳酸菌次之,单一嗜热链球菌的作用最弱。乳酸菌代谢产物的提取分离及其对单核细胞增生李斯特菌抑制作用研究表明,乳酸菌发酵液中存在类似于乳酸链球菌素(Nisin)的小分子多肽,它们可能是发挥抑菌作用最重要的有效成分。发酵液对单核细胞增生李斯特菌的抑菌效果受到温度、pH值以及一些蛋白酶的影响。发酵液中乳酸、乙酸和过氧化氢均对单核细胞增生李斯特菌的生长有较强的抑制作用,且随着含量的相应增加,抑制作用效果明显增强。乳酸和乙酸对单核细胞增生李斯特菌的抑制作用强于盐酸,pH值为3.8时,乳酸、乙酸和盐酸均能有效抑制单核细胞增生李斯特菌的生长繁殖,抑制率达到95%以上。
(2)乳酸链球菌素对单核细胞增生李斯特菌抑制效应的影响因子。
强酸性条件下Nisin溶液对单核细胞增生李斯特菌的抑菌效果在45 °C~121 °C范围内变化较稳定;而在弱酸或中性和碱性条件下,经过121 °C高温,20 min处理后,Nisin对单核细胞增生李斯特菌的抑菌活性完全丧失。Nisin和NaCl均对单核细胞增生李斯特菌具有一定的抑制作用,但是,NaCl会削弱Nisin对单核细胞增生李斯特菌的抑制作用。
(3)乳酸链球菌素对单核细胞增生李斯特菌抑制效应的微量热学研究。
采用微量热法研究Nisin对单核细胞增生李斯特菌的抑制作用。结果表明,随着Nisin浓度的增加,单核细胞增生李斯特菌的生长速率常数降低、传代时间延长,且Nisin浓度越高,其作用越明显。Nisin对单核细胞增生李斯特菌的半数抑制浓度为190.21 IU/ml,单核细胞增生李斯特菌的临界生长浓度值为847.86 IU/ml。
(4)单核细胞增生李斯特菌在酸奶中生态学初步研究。
原料乳中单核细胞增生李斯特菌初始接种量对其生存能力有决定性的影响。实验结果表明,原料乳中单核细胞增生李斯特菌初始接种量为2.0×10 cfu/mL和1.5×102 cfu/mL时,在酸奶发酵与冷藏过程中均未被检出;当原料乳中单核细胞增生李斯特菌污染严重时(>103 cfu/mL),酸奶生产发酵过程中的低pH值环境及乳酸菌代谢产生的一些抗微生物活性的物质不能完全抑制单核细胞增生李斯特菌的生长与繁殖。被污染的样品中加入浓度为50~125 IU/mL Nisin时,只在5 h内对初始接种量为1.5×104 cfu/mL的单核细胞增生李斯特菌起到抑制作用,只有Nisin浓度达到150 IU/mL,才能完全抑制其在酸奶中的生长。