松萝内生酿酒酵母菌株耐酸生理特性与分子机制探究

【目的】对我国西藏地区来源的不同酵母菌株进行有机酸发酵性能测试,此外,对具有良好产酸性能的分离自松萝内部的酿酒酵母菌株Saccharomyces cerevisiae 2-2进行耐酸性能分析,并探究其耐酸较强的分子机制。【方法】比较不同糖浓度培养基液体发酵培养过程中pH的变化,并比较低pH胁迫条件下菌株的生长,检测酿酒酵母菌株的产酸潜力和耐酸特性;对菌株2-2和模式酵母菌株S288C进行比较基因组分析,并利用实时荧光定量聚合酶链式反应(real-time fluorescence quantitative polymerase chain reaction,RT-qPCR)分析关键基因的转录,探究菌株2-2耐酸分子机制。【结果】松萝内生酿酒酵母2-2在所有检测的菌株中产酸潜力较大,耐酸性能较好。在菌株2-2中与胁迫耐受性相关的基因PDR15、PDR12和SUR1在低pH胁迫条件下存在显著的上调或下调,但这些基因转录变化趋势与菌株S288C相反。【结论】松萝内生酿酒酵母2-2是一株产酸耐酸性能较好的菌株,对其独特的调节机制进行深入分析,有希望选育性能更好的产酸酵母菌株。     

猪源乳酸菌的分离、鉴定及其生物学特性

【目的】将分离自猪肠道粘膜、食糜和粪便的乳酸菌,通过产乳酸能力、生长性能、耐酸和耐胆盐性能及抑菌能力评价,筛选适应养猪生产的潜在益生特性的菌株。【方法】共分离获得155株乳酸菌纯菌株,从中筛选出4株产酸能力较强的乳酸菌,结合生理生化试验及细菌16S rRNA测序鉴定其种属,评价候选乳酸菌的生长情况、耐酸、耐胆盐及抑菌特性。【结果】综合变色时间(8 h)、pH值(3.9)和乳酸含量(100 mmol/L),筛选出4株(L45、L47、L63和L79)候选菌株,经鉴定依次为罗伊氏乳杆菌、植物乳杆菌、约氏乳杆菌和粪肠球菌。该4株乳酸菌均可在体外快速生长;L47和L79能够耐受pH 2.5的酸性环境,L47能够耐受0.5%胆盐环境;各乳酸菌上清液与指示菌共培养,发现对E coli K88和沙门氏菌均产生了抑制作用,其中L47上清液对指示菌的抑制作用较强。【结论】L47具有较好的产酸性能与生长性能、可耐受猪胃酸和肠道胆盐环境,对E.coli K88和沙门氏菌具有较好的抑制作用,说明该乳酸菌具有潜在的益生特性。     

耐受微酸性次氯酸水乳酸菌的分离鉴定、耐受特性及益生特性

【背景】次氯酸水具有杀菌性，当其作为饮用水可能会对畜禽肠道内有益菌造成负面影响。【目的】筛选出具有耐受微酸性次氯酸水(slightly acidic hypochlorous acid water, SAHW)能力的乳酸菌并研究其益生特性。【方法】从内蒙古地区传统自然发酵制品中分离筛选出8株乳酸菌菌株，经16SrRNA基因测序进行鉴定。进一步通过耐受SAHW、耐酸、耐胆盐、疏水性及自凝聚能力试验进行耐受特性和益生特性研究。【结果】菌株MBH3-2为副干酪乳杆菌，其经过质量浓度为20mg/L的SAHW处理2h，菌落对数值仅下降0.3lg(CFU/mL)，存活率为50.10%；而且在酸性(pH 2.0、2.5和3.0)、胆盐环境下均可存活；疏水率达62.12%，属于高度疏水性；自凝聚能力在2 h达到97.29%。【结论】最终确定一株具有优良耐受SAHW及基本满足作为微生态制剂要求的菌株，MBH3-2具有作为新型微生态制剂菌株的潜力。     

酿酒酵母乙酸耐受性相关的微卫星分子标记筛选

【目的】筛选与酵母乙酸耐受性状紧密相关的微卫星分子标记。【方法】以两株表型差异菌株YHA和YLA作为亲本构建F2代菌株共计160株,选取15个微卫星位点通过PCR方法在40株子代中扩增产物,利用SPSS 11.5软件分析耐酸性状与微卫星序列间的相关性。【结果】找到3个与乙酸耐受性性状相关的微卫星位点,其中位点14P2与酵母乙酸耐受性状有极显著的正相关性(P<0.01),15P2和15P3与酵母乙酸耐受性具有显著的负相关性(P<0.01和P<0.05);此外对于微卫星位点14P2,耐酸亲本YHA在该位点的基因片段(344 bp)在子代耐酸菌株中出现频率达到70.6%,而不耐酸亲本YLA的基因片段(331 bp)在子代不耐酸菌株中出现的频率达91.3%。【结论】微卫星14P2的等位基因在子代菌株中的遗传具有明显的偏好性,该微卫星位点与某种耐酸基因存在一定的连锁遗传,为酵母分子标记辅助育种提供了有价值的遗传标记。     

耐酸鼠李糖乳杆菌的驯化筛选研究

目的通过驯化以及筛选,得到能够耐酸的鼠李糖乳杆菌菌株。方法将鼠李糖乳杆菌三级发酵菌液接入人工胃液中驯化,获得耐酸菌株。经连续6次驯化筛选,以及人工肠液耐受性实验。结果鼠李糖乳杆菌GD0029在人工胃液中的存活率可达42.93%,比驯化前提高了2.7倍,其对人工肠液也具有较好的耐受性。结论筛选得到的鼠李糖乳杆菌菌株具有很高的应用价值。     

北疆传统发酵生奶酪中乳酸菌的耐受性及益生特性测定

【背景】北疆乳制品中生奶酪作为发酵乳制品,其中有多种微生物的参与,是优质食品级微生物的宝贵来源,然而其中蕴含的丰富的微生物资源也面临着流失。【目的】研究已筛选出的41株乳酸菌的生长曲线变化规律,并对其在低pH环境的耐酸特性及益生特性进行分析。【方法】通过人工模拟胃肠液和含0.3%、0.5%、1.0%浓度牛胆盐溶液培养,对从生奶酪中分离鉴定的41株乳酸菌菌株进行人工胃肠液、牛胆盐耐受性试验。【结果】41株乳酸菌中有6株乳酸菌(编号为QM-5、QM-27、UM-12、UM-18、NM-11和NM-14)均能在pH值分别为2.0、2.5、3.0、3.5、4.0时生长较好,在pH 2.0的环境下也保持一定程度的生长。菌株存活率大于50%,乳酸菌含量为108 CFU/mL以上。从生奶酪分离的乳酸菌有极强的耐酸、耐胆盐特性,可以预测在胃肠道环境生存。41株菌对大肠杆菌(Escherichia coli)、金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)和枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)均有抑制作用。【结论】通过比较耐酸性、胃肠道模拟、胆盐耐受性和抑菌特性等实验结果,初...     

可降解吡啶的全食副球菌B21-3的筛选鉴定及降解特性

【背景】吡啶作为一种难降解的有机污染物普遍存在于焦化、炼油、皮革和制药等行业的废水中,并对环境造成危害。【目的】治理废水中残留的有机污染物吡啶,筛选高效降解菌。【方法】采用富集培养和选择培养,以石家庄某污水处理厂的活性污泥为材料进行吡啶降解菌的筛选,通过形态特征、生理生化特性、(G+C)mol%测定及16S rRNA基因序列系统发育分析对筛选到的降解菌进行鉴定,并分析其对吡啶的降解特性。【结果】分离筛选到一株能以吡啶为唯一碳源和氮源生长代谢的降解菌B21-3,经鉴定该菌株为全食副球菌(Paracoccuspantotrophus)。菌株B21-3对吡啶的最适降解温度为32°C,最适降解pH为7.0,吡啶浓度为100mg/L时降解率为48.50%±0.02%;通过逐步提高吡啶初始浓度对菌株进行驯化,驯化后菌株可耐受较高浓度吡啶且吡啶降解率显著增加,吡啶浓度为100 mg/L时驯化后菌株B21-3对吡啶的降解率为90.26%±1.70%。驯化后菌株在含吡啶的无机盐平板上传代培养15代后,对吡啶的降解率为89.39%±2.03%。【结论】菌株B21-3具有较强的吡啶降解能力及降解稳定性,该菌株可作为吡啶污染水体生物修复的潜在资源。     

ADH7启动子精细调控表达MSN2酿酒酵母菌株对 糠醛耐受的研究

【目的】构建自我精细调控表达应激转录调控基因MSN2的酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)基因工程菌株,提高其对糠醛的耐受能力。【方法】以酿酒酵母BY4742基因组DNA为模板,采用PCR技术扩增获得ADH7启动子、CYC1终止子以及MSN2编码框序列,以pUG6质粒为载体构建含ADH7p-MSN2-CYC1t表达盒的重组表达质粒pUG6-AM。通过醋酸锂法,将线性化后的质粒pUG6-AM转入酿酒酵母BY4742,筛选阳性转化子,初步分析其对糠醛的耐受能力,采用荧光定量PCR技术检测MSN2基因及其调控代表基因的转录变化。【结果】构建了在ADH7启动子控制下表达MSN2的酿酒酵母基因工程菌株AM01,该菌株对糠醛耐受能力明显增强,MSN2基因的转录得到了自我精细调控,并提高了其调控基因的转录水平。【结论】以糠醛诱导表达基因的启动子精细调控应激转录调控基因MSN2的转录表达,既可提高酿酒酵母工程菌株对糠醛的耐受能力,又能避免其持续高效表达带来的副作用。     

紫外诱变驯化提高酿酒酵母木糖发酵的抑制物耐受性

利用驯化和紫外处理结合驯化的手段对一株木糖发酵工业菌株的抑制物耐受性进行提升。在反复批次培养过程中不断提高含9种抑制物的混合抑制物浓度,使细胞的生长和发酵逐渐适应高浓度抑制物环境,分离突变菌株并进行评价。紫外处理结合驯化比直接驯化能更有效的提升细胞对高浓度抑制物的耐受能力;通过突变菌株分离和筛选,获得3株抑制物耐受能力高于出发菌株的突变菌株,它们在抑制物浓度100%MI(甲酸1 g/L,乙酸3.5 g/L,乙酰丙酸1.5 g/L,糠醛1.5 g/L,5-羟甲基糠醛1.5g/L,丁香醛0.1 g/L,香草醛0.1 g/L,松柏醛0.025 g/L,肉桂酸0.025 g/L)条件下的木糖消耗率比出发菌株高出11.3%-23.2%。紫外诱变处理结合驯化过程可以有效提高酿酒酵母对混合抑制物的耐受性。     

3株罗伊氏乳杆菌生物学特性的分析比较

【目的】对3株罗伊氏乳杆菌的生物学特性进行分析比较,为后期生产应用提供一定的参考。【方法】对实验室保藏的3株罗伊氏乳杆菌的生长曲线、pH曲线、耐受人工胃液能力、耐受猪胆盐能力、黏附能力、抑菌能力和对抗生素的耐药性等特性进行了分析比较。【结果】3株菌生长趋势大致相同;3株菌对人工胃液均具有良好的耐受性,且可以有效地抑制大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的生长;菌株L0和L2对高胆盐的环境耐受性较差,菌株L1则对高胆盐环境具有极强的耐受性;菌株L1和L2具有很强的黏附能力;3株菌对20种抗生素表现出不同的耐受性。【结论】菌株L1的生物学特性明显优于其他两株菌株,有利于后期的生产应用。     

Genome shuffling of Lactobacillus delbrueckii mutant and Bacillus amyloliquefaciens through protoplasmic fusion for L-lactic acid production from starchy wastes

Current study was focused on the development of a non-fastidious lactic acid producing strain having better growth rate, low pH tolerance and good productivity by genome shuffling of a mutant strain of Lactobacillus delbrueckii NCIM 2025 and an amylase producing non-fastidious Bacillus amyloliquefaciens ATCC 23842. After the third cycle of the protoplast fusion, lactic acid production by few fusants was monitored and the best fusant was selected for further studies. Optimization of the important process parameters for lactic acid production was conducted using Plackett-Burman design and response surface methodology. Selected fusant could utilize the liquefied cassava bagasse starch directly with minimum nutrient supplementation for lactic acid production. During validation, 40g/L of lactic acid was obtained ( approximately 96% conversion of starch to lactic acid) by using fusant inoculum (3%, v/v) from 83g/L cassava bagasse (starch content 50% w/w) supplemented with yeast extract and peptone (0.2% each, w/v) and the buffering agent (2% CaCO(3), w/v).     

Adaptive evolution improves acid tolerance and succinic acid production in Actinobacillus succinogenes

Fermentation at low pH is an efficient way to improve the competitiveness of biological succinic acid-producing process. Actinobacillus succinogenes shows good performance of succinic acid production under anaerobic conditions, but its succinic acid production capability at the low-pH is inefficient due to the poor acid resistance. Herein, a mutant A. succinogenes BC-4 with improved cell growth and succinic acid production under weak acid conditions was obtained by adaptive evolution. The specific growth rate and succinic acid production of BC-4 reached 0.13 g/L/h and 20.77 g/L, which were increased by 3.25- and 2.95- fold, respectively compared with the parent strain under anaerobic condition at pH 5.8. The activities of specific enzymes with ATP generation were significantly enhanced under weak acidic conditions, resulting in 1.28-fold increase in the maximum ATP level. Membrane fatty acid composition analysis demonstrated that the ratio of saturated to unsaturated fatty acids was decreased from 1.62 to 1.44 in mutant BC-4, leading to improved intracellular pH homeostasis. Furthermore, the change from long-chain to median-chain fatty acid might lower the permeability of H⁺ into cytoplasm for survival under acid stress. These results indicated that A. succinogenes BC-4 is a promising candidate for succinic acid production under weak acid condition.     

一株广谱抑菌活性乳酸菌的筛选及特性研究

【目的】从贵州剑河采集的传统自然发酵豆酱中分离筛选具有广谱抑菌效果的乳酸菌,并进行肠道益生特性的研究。【方法】通过抑菌试验分离筛选得到菌株DJ-04,对其进行人工胃肠液耐受性、胆盐耐受性和渗透压耐受性的研究,并对其进行生理生化鉴定和16S r RNA鉴定。【结果】菌株DJ-04对大肠杆菌、沙门氏菌、金黄色葡萄球菌、志贺氏菌和铜绿假单胞菌的生长有很好的抑制作用;在p H值为2.5的人工胃液中处理3 h活菌数达到107 CFU/m L以上;在人工肠液中处理3 h活菌数达到108 CFU/m L以上,对人工胃肠液表现出良好的耐受性。能耐受一定浓度的牛胆盐,在质量浓度0.2 g/100 m L的牛胆盐环境中活菌数可达到107 CFU/m L;具有较高的渗透压耐受能力,在Na Cl质量浓度为10 g/100 m L的液体MRS中培养24 h后,活菌数仍在107 CFU/m L以上。经鉴定,DJ-04为植物乳杆菌。【结论】植物乳杆菌DJ-04具有良好的人工胃肠液耐受性以及耐胆盐和耐渗透压能力,具有肠道益生菌的潜能。     

Synergism among lactic acid, sulfite, pH and ethanol in alcoholic fermentation of Saccharomyces cerevisiae (PE-2 and M-26)

Summary The industrial production of ethanol is affected mainly by contamination by lactic acid bacteria besides others factors that act synergistically like increased sulfite content, extremely low pH, high acidity, high alcoholic content, high temperature and osmotic pressure. In this research two strains of Saccharomyces cerevisiae PE-2 and M-26 were tested regarding the alcoholic fermentation potential in highly stressed conditions. These strains were subjected to values up to 200 mg NaHSO₃ l⁻¹, 6 g lactic acid l⁻¹, 9.5% (w/v) ethanol and pH 3.6 during fermentative processes. The low pH (3.6) was the major stressing factor on yeasts during the fermentation. The M-26 strain produced higher acidity than the other, with higher production of succinic acid, an important inhibitor of lactic bacteria. Both strains of yeasts showed similar performance during the fermentation, with no significant difference in cell viability.     

耐乙酸乳杆菌的筛选及其产乳酸特性

【背景】耐受乙酸的乳酸菌是传统谷物醋醋酸发酵过程中产生乳酸及其风味衍生物的重要功能微生物。【目的】从镇江香醋醋醅中分离鉴定具有耐乙酸特性的乳酸菌,并评价不同条件下该菌株的产乳酸能力。【方法】利用4%(体积比)乙酸含量的MRS培养基分离耐乙酸乳酸菌;对其进行16S rRNA基因鉴定、基因组测序、形态观察以及生理生化特性研究;考察不同乙酸浓度、葡萄糖浓度、发酵温度和时间对菌株产乳酸能力的影响。【结果】分离得到一株可耐受6%乙酸的乳杆菌Lactobacillus sp. JN500903;在厌氧静置、接种量5%、乙酸浓度5%、葡萄糖浓度40 g/L、发酵温度37°C、发酵时间10 d条件下,该菌株乳酸产量为16.1 g/L。【结论】乳杆菌JN500903能够耐受6%乙酸浓度,具有在酸性环境下合成乳酸的能力,有一定的应用潜力。     

基因组改组技术选育耐酸性琥珀酸放线杆菌

以琥珀酸产生菌Actinobacillus succinogenes CGMCC 1593为出发菌,分别经过紫外线-甲基磺酸乙酯(UV-EMS)和紫外线-硫酸二乙酯(UV-DES)诱变处理,得到7株耐酸性有所提高的突变株.以此作为候选菌库,经3轮原生质体递进融合,筛选获得4株可以在pH 5.6下生长的改组菌株.其中改组菌株F3-21在pH 5.6的完全液体培养基中生长的OD值是原始菌的7倍,在pH 5.2条件下仍能生长;其摇瓶发酵48h琥珀酸产量较原始菌株提高48%.在5L发酵罐中进行分批发酵,当控制pH在较低值(5.6～6.0)时,F3-21厌氧发酵48h积累琥珀酸38.1g/L,较出发菌株提高了45%;当控制pH在6.5～7.0时,F3-21厌氧发酵32h积累琥珀酸40.7g/L.F3-21在5L发酵罐中进行补料分批发酵,厌氧发酵72h,产琥珀酸达67.4g/L.结果说明基因组改组技术能够改进琥珀酸放线菌的耐酸性能及其琥珀酸的产量.