细菌素生物学论文

摘要[目的]研究从酸马奶酒中筛选出的1株产细菌素的乳酸菌的细菌素特性。[方法]从内蒙古地区酸马奶酒中分离到19株乳酸菌，采用牛津杯双层平板扩散法，排除有机酸、过氧化氢的干扰后，经蛋白酶敏感性试验，筛选出1株产细菌素的乳酸菌菌株XMD6。[结果]通过形态学特征、生理生化试验及16SrRNA基因序列分析，鉴定为坚强肠球菌（E.durans）。下面是小编为大家整理的《细菌素生物学论文 (精选3篇)》，欢迎阅读，希望大家能够喜欢。

细菌素生物学论文 篇1：

干酪乳杆菌产细菌素的生物学特性分析

摘要

[目的]探讨干酪乳杆菌所产细菌素的生物学特征。[方法]对干酪乳杆菌所产的细菌素分别进行抑菌活性、热敏感性、pH范围、蛋白酶敏感性、表面活性剂分析。首先排除过氧化氢、有机酸的干扰，采用牛津杯双层平板法，检测无细胞发酵上清液的抑菌活性。[结果]细菌素对金黄色葡萄球菌、沙门氏菌、大肠杆菌、单核增生李斯特菌具有明显的抑制作用;在pH 3.0～5.5稳定性较好;具有良好的热稳定性;经胰蛋白酶、胃蛋白酶处理后细菌素失活，表明抑菌成分为蛋白类物质;加入EDTA，抑菌活性明显增强。[结论]干酪乳杆菌所产细菌素是具有良好的热、酸稳定性和较广抗菌谱的蛋白类物质，可为其在防腐保鲜等领域的进一步应用提供科学依据。

关键词 干酪乳杆菌;抑菌活性;生物学特性

Analysis of Biological Characteristics of Bacteriocin Produced by Lactobacillus casei

YU Wei1， GAO Xuejun2， MA Chunli2， ZOU Li1* et al

(1.College of Forestry， Northeast Forestry University， Harbin， Heilongjiang 150040; 2. Key Lab of Dariy Science，Ministry of Education， Northeast Agricultural University， Harbin， Heilongjiang 150030)

Key words Lactobacillus casei; Antibacterial activity; Biological characteristics

细菌素是某些细菌在代谢过程中通过核糖体合成机制产生的一类具有抗菌活性的多肽、蛋白质或者蛋白质复合物，对同种或近缘的菌种具有抑制作用[1-2]。乳酸菌是食品安全级微生物(GRAS)，在生长过程中具有产细菌素的能力[3]，因此乳酸菌产细菌素作为天然防腐剂已成为研究热点而备受关注[4-5]，但大多数乳酸菌所产的细菌素抑菌谱较窄、热不稳定、pH范围较窄[6]，商业化应用的只有Nisin和pediocinPA等少数几种乳酸菌细菌素[7]。

干酪乳杆菌作为益生菌的一种，具有降胆固醇、缓解乳糖不耐症、增强人体免疫及预防癌癥和抑制肿瘤生长等益生保健作用[8]。近年来研究发现，干酪乳杆菌产生的细菌素具有广谱性，属于Class IIb类细菌素，通常需要两个肽链的共同作用发挥抑菌活性[9]。笔者从抑菌活性、热稳定性、pH范围、蛋白酶敏感性、表面活性剂等方面探讨干酪乳杆菌所产细菌素的生物特性，旨在为该细菌素将来在防腐保鲜等领域的进一步应用提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1

菌株。产细菌素菌株：干酪乳杆菌，由东北农业大学生命中心提供。

1.1.2

指示菌。金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)ATCC25923、沙门氏菌(Salmonella)ATCC14028、大肠杆菌(Escherichia coli)ATCC25922、单核细胞增生李斯特菌(Listeria monocytogenes)NICPBP54002，中国药品生物制品检定所。

1.1.3

仪器与设备。电热恒温鼓风干燥箱 DH1013BS，天津市中环实验电炉有限公司;精密电子天平，瑞士梅特勒-托利多;高压灭菌锅HVE50，日本HIRAYAMA;梅特勒-托利多Delta320pH计，瑞士梅特勒-托利多;电热恒温培养箱DHP9272，上海一恒科技有限公司;各种规格移液枪，芬兰雷勃公司;牛津杯，哈尔滨赛拓公司。

1.2 方法

1.2.1

菌株活化。菌株于-80 ℃冷冻保存，使用前将干酪乳杆菌菌液接种于MRS液体培养基于37 ℃过夜培养，菌液在固体培养基中三区划线，活化传代2次以上，用接种环挑平板中长出的单菌落进行镜检。指示菌接种于LB培养基中37 ℃过夜培养[10]。

1.2.2

无细胞发酵上清液的制备。干酪乳杆菌的发酵液经12 000 r/min，4 ℃离心15 min，用6 mol/L NaOH调pH至7.0，中和有机酸的干扰。过氧化氢酶加入到无细胞发酵上清液中，使过氧化氢酶的终浓度为5.0 mg/ml，37 ℃水浴2 h后取出，排除过氧化氢酶的干扰。上清液经0.22μm滤膜过滤去除菌体及杂质，保存于4 ℃冰箱中备用。

1.2.3

细菌素抑菌活性的测定。采用牛津杯琼脂扩散法[11]检测细菌素的抑菌活性。在无菌状态下，将指示菌悬浊液均匀涂在LB平板上，培养皿于操作台内干燥30 min，待菌液完全吸收。每个平板内均匀放入4个内径为6 mm牛津杯，下压使其无间隙，将200 μl乳酸菌无细胞发酵液滴入牛津杯孔内，平板在指示菌的最适温度下过夜培养，用游标卡尺测量平板上抑菌圈的大小[12]，每组设3个平行，重复3次试验，确保试验的准确性。

1.2.4

pH对抑菌活性的影响。取1 ml无细胞发酵上清液，分别用1 mol/L的NaCl和NaOH将pH调为3.0、3.5、4.0、4.5、5.0、5.5、6.0，测定其对金黄色葡萄球菌的抑菌活性。

1.2.5

温度对抑菌活性的影响。取1 ml无细胞发酵上清液，分别于37、60、80、100、121 ℃处理15 min，测定其对金黄色葡萄球菌的抑菌活性。

1.2.6

蛋白酶对抑菌活性的影响。取1 ml无细胞发酵上清液，将pH调至各种酶的最适pH条件下，按照1.0 mg/ml的浓度分别加入胃蛋白酶、胰蛋白酶、木瓜蛋白酶、蛋白酶K和α淀粉酶，在各自适宜的温度下处理2 h使酶失活，检测抑菌活性的变化情况。

1.2.7

表面活性剂对抑菌活性的影响。取1 ml无细胞发酵上清液，分别加入吐温20、吐温80、SDS、尿素、Triton X100、EDTA，使各物质的终浓度为1 mg/ml，进行抑菌试验，未加表面活性剂的无细胞发酵上清液为对照。

2 结果与分析

2.1 细菌素的抑菌活性分析

由图1可知，干酪乳杆菌产生的细菌素对金黄色葡萄球菌、沙门氏菌、大肠杆菌、单核增生李斯特菌4种致病菌均有明显的抑制作用，并且对革兰氏阳性菌生长的抑制作用明显大于对革兰氏阴性菌的抑菌效果，对金黄色葡萄球菌的抑菌效果最明显，抑菌圈直径可达到18.0 mm左右，对单核增生李斯特菌抑菌圈直径为17.6

mm，对革兰氏阴性菌沙门氏菌、大肠杆菌的抑菌圈直径分别为

16.0、15.5 mm。以上抑菌效果表明，干酪乳杆菌所产的细菌素可以抑制部分革兰氏阳性、阴性菌的生长，是一种广谱型抑菌物质。

注：1.大肠杆菌;2.李斯特菌;3.沙门氏菌;4.金黄色葡萄球菌。

图1 无细胞发酵上清液对几种菌的抑菌效果

2.2 pH对抑菌活性的影响

由表1可知，干酪乳杆菌所产的细菌素在pH为3.0～5.5有明显的抑菌效果，当pH=4.0时抑菌效果最明显，可推测其为最适pH，当pH>4.0时，随着pH的增加抑菌圈直径逐渐减小，抑菌活性降低，当pH=6.0时，细菌素的抑菌效果消失。由此可见，干酪乳杆菌所产细菌素在酸性条件下保持稳定状态，且具有较高的抑菌活性，这与许多乳酸菌细菌素特性相似。

表1 pH对细菌素抑菌活性的影响

样品抑菌圈直径∥mm

pH 3.0pH 3.5pH 4.0pH 4.5pH 5.0pH 5.5pH 6.0

发酵上清液16.0±0.1816.25±0.1116.5±0.1515.80±0.2514.75±0.2114.05±0.12-

无菌水10.85±0.2210.06±0.12-----

注：表中“-”表示无抑菌作用。

2.3 温度对抑菌活性的影响

经不同温度处理无细胞发酵上清液20 min后，如图2所示，随温度的升高，抑菌活性呈逐渐下降的趋势，这可能是高温影响细菌素的分子结构，从而使细菌素抑菌活性降低。在37～100 ℃范围内，抑菌圈直径均能达到15.00 mm以上，保持很高的抑菌活性，但是经121 ℃处理后，抑菌圈直径明显小于以上不同温度处理的结果，抑菌效果降低，但仍保持80%的抑菌活性。由此可见，干酪乳杆菌所产细菌素具有良好的热稳定性。

图2 温度对细菌素抑菌活性的影响

2.4 蛋白酶对抑菌活性的影响

通常细菌素由于自身的蛋白质特性对一些蛋白酶敏感，如胰蛋白酶、胃蛋白酶等，在部分蛋白酶作用后，抑菌活性降低或完全失去活性。由表2可知，经胰蛋白酶和胃蛋白酶处理后该细菌素抑菌活性分别降低了34.0%、33.0%，失去抑菌活性，经木瓜蛋白酶和蛋白酶K处理后该细菌素的抑菌效果無明显影响，经α淀粉酶处理后抑菌活性下降16.0%，说明该细菌素是一种蛋白类物质，对胰蛋白酶和胃蛋白酶敏感，作为食品防腐剂可被人体降解，不会引起不良反应。

2.5 表面活性剂对抑菌活性的影响

由表3可知，经吐温20、吐温80、尿素和Triton X100处理后，对金黄色葡萄球菌和沙门氏菌抑制作用无显著性变化(P>0.05)，但是加入SDS作

作者：于微 高学军 马春丽 王琦 孙婷婷 刘美 邹莉

细菌素生物学论文 篇2：

一株产细菌素乳酸菌的筛选及细菌素特性研究

摘要 [目的] 研究从酸马奶酒中筛选出的1株产细菌素的乳酸菌的细菌素特性。[方法]从内蒙古地区酸马奶酒中分离到19株乳酸菌，采用牛津杯双层平板扩散法，排除有机酸、过氧化氢的干扰后，经蛋白酶敏感性试验，筛选出1株产细菌素的乳酸菌菌株XMD6。[结果]通过形态学特征、生理生化试验及16S rRNA基因序列分析，鉴定为坚强肠球菌(E.durans)。其所产细菌素在80 ℃对热稳定，显示抑菌活性pH范围为2～7。抑菌谱试验表明，该菌能抑制食品中常见的革兰氏阳性、革兰氏阴性的致病菌及腐败菌，具有较广的抑菌谱。[结论]研究可为今后开发利用新型细菌素防腐剂提供理论依据。

关键词 乳酸菌;筛选;细菌素;特性

Key words Lactic acid bacteria; Screening; Bacteriocin; Characteristics

细菌素(bacteriocin)是某些细菌在代谢过程中通过核糖体合成的一类具有抑菌活性的蛋白质或多肽[1-2]，能抑制食品中的多数腐败菌和致病菌的生长繁殖[3]。化学防腐剂的乱用、滥用會在人体内毒素蓄积，而细菌素可被人体内蛋白酶降解，无任何残留，无毒副作用，也不会产生抗药性，是公认的天然食品防腐剂[4-5]。乳酸菌(lactic acid bacteria，LAB)是被证明了的食品安全级微生物(GRAS)，其发酵过程中产生有机酸、过氧化氢、细菌素等多种代谢产物。其中乳酸菌细菌素因其安全、无毒且有较强的抑菌活性，作为食品防腐剂具有广阔的应用前景和市场价值，已成为国内外开发研究的热点。在食品工业中应用乳酸菌细菌素替代化学防腐剂，将有利于改善食品安全现状。目前为止，乳酸链球菌素(Nisin)是唯一允许作为防腐剂在食品生产加工中使用的细菌素，已在60多个国家和地区广泛用于乳制品、肉制品、罐装食品等的防腐保鲜中[6]。但Nisin的抑菌谱较窄，对pH的稳定性较差[7-8]，因而，Nisin在食品中应用范围受到一定程度的限制。笔者从酸马奶酒中筛选出1株产细菌素的乳酸菌，并对细菌素的特性进行初步研究，为今后开发利用新型细菌素防腐剂提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 样品。

采集自内蒙古锡林郭勒地区以传统方法自然发酵的酸马奶酒。

1.1.2 指示菌。

肠沙门氏菌亚种、荧光假单胞菌、枯草芽孢杆菌、蜡样芽孢杆菌，购于中国普通微生物菌种保藏管理中心(CGMCC);大肠杆菌购于美国典型菌种保藏中心(ATCC);金黄色葡萄球菌、嗜热链球菌，购于中国工业微生物菌种保藏管理中心(CICC);单核细胞增生李斯特氏菌，购于中国医学微生物菌种保藏管理中心(CMCC);酿酒酵母、热带假丝酵母、黑曲霉，均由内蒙古农业大学微生物实验室保藏。

1.1.3 培养基。

脱脂乳培养基、生理生化试验培养基参照文献[3，9]配制。MRS培养基、NA培养基、NB培养基、YPD培养基、PDA培养基，购于北京路桥技术有限公司。

1.2 方法

1.2.1 乳酸菌的分离、纯化与保存。

采用平板划线法，对酸马奶酒样品中乳酸菌进行分离和纯化，选取纯菌株进行革兰氏染色镜检及过氧化氢酶试验，并将菌株于4 ℃保存备用。

1.2.2 发酵上清液的制备。

乳酸菌连续传代培养3代，发酵液在4 ℃，8 000 r/min离心20 min，上清液用0.45 μm滤菌器过滤除去菌体，收集发酵上清液。

1.2.3 抑菌试验。

采用牛津杯双层平板扩散法[10]。具体方法为：在灭菌的平皿中注入约10 ml 2%的琼脂培养基，使均匀铺满平皿底部作为下层，冷却后在表面等间距放置灭菌的牛津杯，待NA培养基冷却到50 ℃左右时，取200 μl指示菌菌悬液加入到20 ml培养基中，混匀后倒入下层有琼脂的平皿中，待上层培养基冷却后再将牛津杯取出，制成带孔的含菌平板。将180 μl乳酸菌发酵上清液注入到小孔内，室温下扩散4 h，在37 ℃恒温培养12 h，取出后用游标卡尺测定抑菌圈直径。抑菌试验均重复3次。

1.2.4 产抑菌物质乳酸菌的初筛。

以沙门氏菌为指示菌，测定乳酸菌发酵上清液的抑菌活性。选取产生明显抑菌圈的菌株进行复筛。

1.2.5 产细菌素乳酸菌的复筛。

有机酸的排除：将发酵上清液调pH至5.0，以用乙酸、乳酸调相同pH的MRS液体培养基对照组，对沙门氏菌抑菌试验。

过氧化氢的排除：发酵上清液pH调至7.0，按浓度为10 mg/ml加入过氧化氢酶，37 ℃水浴2 h，再调回pH至5.0，以未加过氧化氢酶处理pH 5.0的发酵上清液作对照，进行抑菌试验。

酶敏感性试验：将发酵上清液分别调到各蛋白酶的最适pH 2.0、7.6、7.6、6.0和6.5，按终浓度1 mg/ml对应加入胃蛋白酶、胰蛋白酶、蛋白酶K、木瓜蛋白酶和溶菌酶，在37 ℃水浴锅中温育2 h，再调回对照pH 5.0。以未用蛋白酶处理的pH 5.0发酵上清液作对照组，进行抑菌试验。

1.2.6

产细菌素乳酸菌的鉴定。形态学特征：观察记录乳酸菌的菌落特征及细胞形态。生理生化试验：生理生化试验参照文献[11-13]的方法进行。16S rRNA基因序列分析：

用细菌基因组DNA提取试剂盒对乳酸菌的基因组DNA进行提取，以其为模板进行PCR扩增16S rRNA基因序列。PCR扩增产物用1%琼脂糖凝胶检测，并送上海生工进行测序。将所测16S rRNA基因序列在提交到NCBI，用BLAST工具进行序列的同源性分析，并通过MEGA5.2软件构建系统发育树。

1.2.7 细菌素的热稳定性。

将发酵上清液pH调至5.0，分别在40、60、80、100、121 ℃条件下加热处理30 min，以未加热处理的发酵液作对照，做抑菌试验。

1.2.8 细菌素对pH的稳定性。

用2 mol/L的HCl和2 mol/L的NaOH将发酵上清液的pH分别调至2.0、3.0、4.0、5.0、6.0、7.0、8.0、9.0、10.0和11.0。分别测定不同pH下细菌素对指示菌的抑菌活性。

1.2.9 抑菌谱的测定。

发酵上清液pH调至5.0，分别对沙门氏菌、荧光假单胞菌、枯草芽孢杆菌、蜡样芽孢杆菌、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、嗜热链球菌、单核细胞增生李斯特氏菌、酿酒酵母、热带假丝酵母和黑曲霉做抑菌试验，确定细菌素的抑菌谱。

2 结果与分析

2.1 乳酸菌的分离

从酸马奶酒中分离得到19株菌株，均革兰氏染色呈阳性、过氧化氢酶试验呈阴性，可初步判定为乳酸菌。

2.2 产抑菌物质乳酸菌的初筛

通过抑菌试验，有4株乳酸菌的发酵上清液对沙门氏菌有明显抑制作用，结果见表1。

2.3 产细菌素乳酸菌的复筛

对4株产抑菌物质乳酸菌进行复筛，通过排除有机酸、过氧化氢的干扰及酶敏感性试验，筛选出1株产细菌素的乳酸菌，复筛结果如表2所示。

由表2可知，pH 5.0时，乙酸、乳酸对沙门氏菌均无抑制作用，发酵上清液的抑菌圈减小，仍有较强抑菌作用，表明有机酸有一定的抑制作用，但不是主要抑菌物质。过氧化氢酶处理的发酵上清液抑菌圈直径基本没变化，可排除过氧化氢的作用。发酵上清液经胃蛋白酶、胰蛋白酶、木瓜蛋白酶和蛋白酶K处理后，其抑菌活性部分或完全丧失，说明发酵上清液中的主要抑菌物质是蛋白类物质，可初步确认为细菌素。

2.4 产细菌素乳酸菌的鉴定

2.4.1 形态学特征。

菌株XMD6的菌落呈圆形、乳白色、大小0.5～2.0 mm、边缘整齐、表面光滑、质地均匀、有光泽、凸起、不透明。细胞形态为革兰氏阳性球菌，呈圆形或椭圓，单个或成簇排列。

2.4.2 生理生化试验。

乳酸菌XMD6的生理生化试验结果见表3。

由表3可知，菌株XMD6能发酵葡萄糖不产气，10 ℃和45 ℃生长，在pH 9.6和6.5%NaCl也能生长，0.1%美兰还原，不能发酵阿拉伯糖、山梨醇、棉子糖、蜜二糖、鼠李糖和蔗糖。根据《伯杰氏系统细菌学手册》[11]和《常见细菌系统鉴定手册》[13]可初步鉴定为坚强肠球菌(Enterococcus durans)。

2.4.3 16S rRNA基因序列分析。

PCR扩增产物的琼脂糖凝胶电泳检测结果(图1)。由图1可知，PCR扩增产物得到一条清晰的条带，大小约1 500 bp。

将菌株XMD6测得的 16S rRNA基因序列与GenBank中已知菌株的基因序列进行同源性比较，并构建系统发育树(图2)。由图2可知，菌株XMD6与标准菌株Enterococcus durans strain DSM 20633的同源性最高，达到100%。结合生理生化试验及16S rRNA基因序列分析，该菌为坚强肠球菌(Enterococcus durans)，命名为E.durans XMD6。

2.5 细菌素的热稳定性

发酵上清液经不同温度处理后的抑菌结果见表4。由表4可知，E.durans XMD6产的细菌素在经80 ℃处理30 min后，抑菌圈大小基本不变，121 ℃处理30 min，仍有抑菌活性，可以判定该细菌素具有良好的热稳定性。

2.6 细菌素的pH稳定性

不同pH对发酵上清液抑菌活性的影响结果如图3所示。由图3可以看出，E.durans XMD6产的细菌素在pH 2～7的范围内有抑菌活性，其抑菌活性随pH的升高而逐渐降低，pH在8～11范围内无抑菌活性，说明E.durans XMD6产的细菌素酸性条件下有较好的稳定性。

2.7 抑菌谱的测定

发酵上清液对11株指示菌的抑菌结果如表5所示。由表5可知，E.durans XMD6产的细菌素能抑制金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌等革兰氏阳性细菌以及沙门氏菌、大肠杆菌革兰氏等革兰氏阴性细菌，具有广谱抑菌作用。

3 结论

该研究从酸马奶酒中分离出19株乳酸菌，排除有机酸、过氧化氢的干扰后，经蛋白酶敏感性试验，筛选出1株产细菌素的乳酸菌菌株XMD6。结合形态学特征、生理生化反应及16S rRNA基因序列分析，将其鉴定为Enterococcus durans，并命名为E.durans XMD6。

目前，已发现的乳酸菌细菌素有300多种，其产生菌株集中在乳球菌属、片球菌属、乳杆菌属、肠球菌属等[14-16]。肠球菌属中以屎肠球菌研究最多[17]，坚强肠球菌产细菌素还未见报道。E.durans XMD6产的细菌素对蛋白酶敏感，有良好的热稳定性，80 ℃处理30 min抑菌活性基本不变，可用于巴氏杀菌食品的生产加工中，具有广阔的应用前景。此外，E.durans XMD6产的细菌素在pH 2～7的范围内显示抑菌活性，抑菌活性随pH增大而降低，这可能是因为高酸性条件可促进细菌素的抑菌活性或细菌素和酸共同的作用，有待继续研究，因此，可将其用于酸性食品的防腐保鲜中。一般情况下，细菌素只能抑制同种或亲缘关系很近的细菌，而该试验筛选的E.durans XMD6产的细菌素，对食品中常见的革兰氏阳性和阴性腐败菌及致病菌都有很好的抑制效果，具有较广的抑菌谱。

参考文献

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作者：黎杰　韩磊　殷文政

细菌素生物学论文 篇3：

细菌素的应用与发展研究

摘 要:细菌素是一类具有抑菌活性的蛋白质,可以抑制许多革兰氏阳性菌。概述了细菌的分类、抑菌机理以及在食品工业中的应用。

关键词:细菌素;抑菌机理;食品工业

文献标识码:A

1 细菌素与抗生素的区别

细菌素可以安全有效地控制食品中病原菌的生长,两者的区别主要基于它们合成、作用方式、抗菌谱及毒理、抗药性机制之间的不同。1981年Hurst指出,既然细菌素不用于医学,可以将其称为“生物学食品防腐剂”。

细菌素通常是通过核糖体来合成,是真正的蛋白质类物质;而抗生素是通过酶促反应将初级代谢物转变为结构性的二级代谢物,诸如短杆菌肽S等,通过酶促反应把氨基酸转变为结构复杂的化合物。细菌素与抗生素的根本差别是:大部分细菌素只对近缘关系的细菌有损害作用,而且无毒、无副作用、无残留、无抗药性,同时也不污染环境。因此,细菌素的使用,可以部分减少甚至取代抗生素的使用。

2 细菌素的抑菌范围

细菌素通常由革兰氏阳性菌产生并可以抑制其它的革兰氏阳性菌,如乳球菌、葡萄杆菌、利斯特氏杆菌等,对大多数的革兰氏阴性菌、真菌等没有抑制作用。对于第一类细菌素可以抑制许多革兰氏阳性菌,如Nisin抑制葡萄球菌属、链球菌属、小球菌属和乳杆菌属的某些菌种,抑制大部分梭菌属和芽孢杆菌属的孢子;嗜酸乳杆菌和发酵乳杆菌产生的细菌素对乳杆菌、片球菌、明串球菌、乳球菌和嗜热链球菌有抑制作用。

3 细菌素的应用

3.1 细菌素在食品业的应用

细菌素由于无毒、无副作用、无残留、无抗药性,并可以抑制或杀死一些食物腐败菌,具有一定的热稳定性,易被人体消化道的部分蛋白酶降解,因此不会在体内积蓄引起不良反应,也不会影响抗生素的活性,在食品中易扩散,使用较方便,同时也不污染环境因而受到食品业的青睐。作为乳酸菌的产物,Nisin的使用已有了很长的一段历史。

部分细菌素已广泛用于肉类工业、奶制品工业、酿酒和粮食加工等。在西方,细菌素已用于奶制食品中,可以抗Clostridial和Listeria。例如,Nisin可以控制奶酪中ebotulinum的孢子生长,并已成为巴氏灭菌精制奶、糊状食品最有效的防腐剂。添加Nisin可防止牛乳和乳制品的腐败,延长货架期。由于Nisin在偏酸性下较稳定,且易溶解,所以在酸性罐头食品中添加比较合适,同时还可降低罐头的灭菌强度,提高罐头的品质。Nisin在酒精饮料中应用也比较广泛,由于Nisin对酵母菌没有抑制作用,所以对发酵没有任何影响,并可以很好地抑制革兰氏阳性菌,保证产品质量。目前Nisin在全世界范围内的各种食品中得到了应用。现在许多研究证明,产生细菌素的发酵剂在发酵过程中可以防止或抑制不良菌的污染,因而将产细菌素的乳酸菌加入到食品中比直接加细菌素更好。但细菌素抗菌谱有一定的范围,为扩大其抑菌范围,可将几种细菌素或将其与其它来自于动植物(如抗菌肽)等的天然食品防腐剂配合使用,利用它们的协同作用,增强抑菌范围及强度,或与部分化学防腐剂络合使用,既可增加抑菌范围又可减少化学防腐剂的使用。

3.2 细菌素在饲料中的应用及展望

细菌素目前广泛使用于食品中,饲料中应用较少。细菌素在饲料中要广泛使用,必须具有安全性和有效性。Bhunia等(1991)用细菌素Pediocin AcH对小鼠和兔分别进行皮下注射、静脉注射和腹腔注射,在免疫研究时发现,Pediocin AcH没有产生任何不良反应和致死作用。细菌素在食品上的直接使用,也说明了细菌素对动物和人类是安全的。

细菌素在饲料中的应用可以有两个方面:1)防止饲料本身被沙门氏菌等致病菌污染;2)作为饲料添加剂,防止致病菌对动物肠道的危害。由于细菌素大多抗菌谱比较窄,因此选择恰当的细菌素既可以防止动物受某些肠道致病菌的危害,而又不至于影响动物肠道其他有益微生物。

产生细菌素的益生菌类乳酸菌,尤其乳杆菌是动物肠道中的优势菌,这些益生菌产生的细菌素可以对宿主动物胃肠道进行生态调节。随着益生菌在动物诸如猪、狗、牛胃肠疾病防治方面研究的深入,益生菌的作用,已被越来越多的人们所接受。目前美国饲料益生菌销售额己超过3000万美元,主要菌种为嗜酸乳杆菌和双歧杆菌。但是益生菌的作用效果,并不如预期的那样理想,这主要是对益生菌的作用机理还不太清楚,从而在选择菌种方面存在一定的盲目性。因为决定肠道优势菌的因素,不仅取决于菌种的产酸能力,而且还与菌种是否产生细菌素等因素有关,尤其与菌种的宿主专一性有很大关系。研究肠道微生物类群与细菌素的关系,可以更有效地选择益生菌菌种,使它们能更好地定植于肠道系统中,发挥出更多的功效。我国于1994年批准使用的益生菌有6种:芽孢杆菌、乳酸杆菌、粪链球菌、酵母菌、黑曲菌、米曲菌。其中乳酸杆菌和粪链球菌为肠道正常微生物,芽孢仟菌具有较高的蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶活性,可明显提高动物生长速度和饲料利用率,于是许多生产厂家将这些菌配合起来进行使用,但是配合以后菌体活性是否受影响却并没有作深入研究。据报道(Rogers,1928),乳酸杆菌产生的细菌素Nisin的抗菌谱中,就包括粪链球菌和芽孢杆菌中的一些种,特别是它抑制芽孢的形成,在乳酸杆菌与一些粪链球菌和芽抱杆菌联合使用时,极有可能产生颉抗作用。因此研究细菌素的作用机理,对研究益生菌之间的关系也很有帮助。细菌素不仅具有与抗生素饲料添加剂相似的有益作用,而且无毒、无副作用、无残留、无抗药性,同时也不污染环境,所以细菌素将会在饲料中得到广泛应用。

参考资料

[1]曾志刚,陈英,余柏松.细菌素产生菌的筛选及其细菌素的分离纯化[J].中国抗生素杂志,2003.

[2]李亚玲.乳酸片球菌細菌素的分离纯化及理化性质研究[D].天津大学,2007.

作者：李 炜