乳杆菌源抗真菌肽的分离纯化、抑菌机理及在生物防腐膜中的应用

来源 :内蒙古农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:newrevon
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乳酸菌源抗菌肽是一种乳酸菌合成分泌的对腐败菌或病原菌具有抑制活性的多肽,因其对常见腐败菌有良好的杀菌活性且物理性质稳定,广泛应用于食品加工保藏、饲料生产及医药等领域。本研究首先对乳酸菌发酵产生的抗真菌肽进行分离纯化,对其理化性质进行了预测,并对其结构进行了鉴定;既而剖析了抗真菌肽提取物对白假丝酵母菌的抑菌机理;最后对添加抗菌肽制备的抑菌膜进行了表征,研究其应用于再制干酪中的保鲜效果。主要研究结果如下:1.对乳杆菌产生的抗真菌肽进行分离纯化。利用逐级分离纯化方法得到活性较高的组分,通过液相质谱联用(LC-MS/MS)鉴定出2个活性肽段APTs和APTft,分子量分别为423.18 Da和710.36 Da。可知活性较好的为肽段APTs,其分子量为423.18 Da,通过比对发现二者均为未见报道的新型抗菌肽。选取具有较好活性的APTs进一步研究。利用生物信息学工具预测其理论等电点为5.24,说明APTs在中性条件下有较好的溶解性。其脂肪族指数为90.23,说明其热稳定性较好。总平均疏水性指数值(GRAVY)为0.160,表明其疏水性较好。抗菌肽APTs不存在跨膜区。此外,二级结构检测表明其为α-螺旋结构。2.对抗真菌肽提取物的抑菌机理进行研究。通过测定抗菌肽对白假丝酵母菌生长曲线的影响,证明抗菌肽对白假丝酵母菌具有显著的抑制效果(P<0.05)。扫描电镜显示抗菌肽可使菌体细胞表面出现皱缩,甚至作用8 h后部分细胞出现孔洞;Zeta电位结果表明经抗菌肽(6×MIC)作用后,酵母菌细胞膜表面电负性变化显著减弱,电位从-21.4±0.70 m V降至-7.47±0.34 m V。K+泄漏试验结果表明随着抗菌肽作用时间的增加,菌体细胞外释放的K+水平不断增加。细胞表面疏水性结果表明,经抗菌肽(6×MIC)作用的白假丝酵母菌细胞的吸附率从86.58±0.91%降至34.43±1.27%。透射电镜显示抗菌肽作用8 h后,观察到细胞壁未发生明显变化,细胞内部液泡化,细胞膜出现破损。3.制备生物防腐膜并将其用于再制干酪的保鲜中。通过单因素和正交试验确定壳聚糖复合膜配方为:壳聚糖浓度1.25%,明胶浓度1.75%,甘油浓度0.3%。测定复合膜拉伸强度为(70.69±0.50)MPa、断裂伸长率为(12.69±0.12)%;添加不同浓度抗菌肽制备抑菌膜,发现当抗菌肽浓度(6×MIC)时,其拉伸强度和断裂伸长率分别提高了25.6%和49.8%,此时抑菌膜的机械性能最好;且抑菌膜对白假丝酵母菌表现出较强的抑制作用(P<0.05);此外,添加抗菌肽的抑菌膜具有较广谱的抗真菌活性。扫描电镜结果表明抗菌肽与壳聚糖、明胶两种生物大分子物质之间具有良好的相容性;红外光谱分析结果表明抗菌肽与壳聚糖、明胶分子之间可能存在共价键或氢键。通过测定抑菌膜对再制干酪包膜的保鲜效果,结果表明在贮藏15 d时,抑菌膜包装干酪的水分含量由最初的(55.25±2.59)%降至(32.89±1.64)%,下降了22.36%;两种膜处理组的L*值都随着时间的延长而降低;随着贮藏时间延长,两组干酪的硬度均有显著提高(P<0.05)。在贮藏过程中,弹性不具有显著性的差异,但是在第7 d抑菌膜组的弹性显著增加。在贮藏第7 d时,壳聚糖复合膜菌落总数为(5.11±0.05)lg(CFU/m L),而抑菌膜组为(3.91±0.03)lg(CFU/m L),具有显著性差异(P<0.05),抑菌膜组的霉菌酵母菌总数为(3.83±0.02)lg(CFU/m L),显著低于壳聚糖复合膜处理组的(5.13±0.10)lg(CFU/m L)。说明抑菌膜包装再制干酪具有显著的抑菌效果。
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