王 呈,梁茂文,趙瑞生,薛艷蓉,田 歌
(山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜牧獸醫(yī)研究所,山西太原030032)
腸膜明串珠菌具有優(yōu)良的發(fā)酵特性,它能夠發(fā)酵生成CO2和多種風(fēng)味化合物[1],可改善發(fā)酵乳制品的口味[2],它的一些菌株可利用蔗糖生成葡聚糖,從而大大提高發(fā)酵乳制品的品質(zhì)[3]。因而,在發(fā)酵乳制品中,它是占有重要地位的發(fā)酵劑菌種之一,并得到廣泛應(yīng)用。
腸膜明串珠菌屬明串珠菌屬(Leuconostoc),有乳脂亞種、葡聚糖亞種和腸膜亞種3個亞種[4]。
本試驗選用可生成葡聚糖的腸膜明串珠菌腸膜亞種LA-07,并經(jīng)長期在脫脂牛乳中培養(yǎng)馴化后,將其在新鮮脫脂牛乳和MRS肉湯培養(yǎng)基中分別培養(yǎng),通過平板計數(shù)法來獲取其不同培養(yǎng)時間的菌數(shù),并繪制生長曲線和計算世代時間,為進一步開展腸膜明串珠菌在牛乳發(fā)酵制品中的應(yīng)用研究奠定基礎(chǔ)。
腸膜明串珠菌腸膜亞種(Leu.mesenteroides subsp.mesenteroides)LA-07,由山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜牧獸醫(yī)研究所畜產(chǎn)品研究室保藏。
1.2.1 脫脂牛乳培養(yǎng)基 采用山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜牧獸醫(yī)研究所養(yǎng)牛中心提供的新鮮無抗牛乳,經(jīng)脫脂后,分裝于用硅膠塞密封的三角瓶中,在115℃下滅菌15 min。
1.2.2 MRS肉湯培養(yǎng)基、MC培養(yǎng)基 其均為北京陸橋技術(shù)有限責(zé)任公司產(chǎn)品。
1.2.3 稀釋液 0.1%蛋白胨,0.85%氯化鈉,pH值為6.8~7.0,在115℃下滅菌15 min。
生物潔凈工作臺:型號BCM-1300A,蘇凈集團蘇州安泰空氣技術(shù)有限公司產(chǎn)品。隔水式電熱恒溫培養(yǎng)箱:型號PYX-DHS-400-BS-Ⅱ,上海賀德實驗設(shè)備有限公司產(chǎn)品。不銹鋼立式電熱蒸汽消毒器:型號YM50,上海三申醫(yī)療器械有限公司產(chǎn)品。電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱:型號101-1-S-Ⅱ,上海躍進醫(yī)療器械廠產(chǎn)品。電子天平:型號FA1104N,上海民橋精密科學(xué)儀器有限公司產(chǎn)品。多功能紅外爐:型號MC-H21S011,廣東美的生活電器制造有限公司產(chǎn)品。電動乳脂分離機:型號9ND50,青海農(nóng)牧機械制造有限公司產(chǎn)品。
1.4.1 菌種的活化 將LA-07接到MRS肉湯培養(yǎng)基中(接種量為2%),于(30±1)℃活化培養(yǎng),活化3代后為計數(shù)培養(yǎng)菌種備用(使用時搖勻)。1.4.2 活菌計數(shù) 用移液槍吸取2 mL計數(shù)培養(yǎng)用菌種液,分別加到含100 mL脫脂牛乳培養(yǎng)基和MRS肉湯培養(yǎng)基的三角瓶中,置恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)(30℃);從培養(yǎng)0 h起,每隔2 h取菌液進行活菌計數(shù),菌液取10-4~10-9稀釋度各100 μL用滅菌的三角涂布棒涂布于MC培養(yǎng)基平板上,30℃培養(yǎng)48 h,計算活菌數(shù)(cfu/mL)?;罹嫈?shù)方法及數(shù)據(jù)處理參照GB4789.35—2010[5]。
1.4.3 生長曲線制作和世代時間計算 以各培養(yǎng)時期活菌數(shù)的常用對數(shù)值為縱坐標、培養(yǎng)時間為橫坐標,繪制生長曲線;取對數(shù)生長期中的一段,計算世代時間:G=t lg2/(Mt-M0)[6]。式中,G為世代時間,t為培養(yǎng)時間,M0為開始時的活菌數(shù)對數(shù)值,Mt為經(jīng)t時間培養(yǎng)后的活菌數(shù)對數(shù)值。
按1.4.2進行活菌計數(shù),并計算其常用對數(shù)值,結(jié)果如表1所示。再由表1中的數(shù)據(jù)繪制出腸膜明串珠菌的對數(shù)生長曲線(圖1)。
表1 各培養(yǎng)時期活菌數(shù)及其對數(shù)值隨時間的變化趨勢
由圖1可知,在新鮮脫脂牛乳和MRS肉湯培養(yǎng)基中,腸膜明串珠菌LA-07的生長均滿足對數(shù)生長曲線規(guī)律。由于生長基質(zhì)不同,LA-07在新鮮脫脂牛乳培養(yǎng)基中生長延遲期較長,繁殖較慢。
2.2.1 新鮮脫脂牛乳培養(yǎng)基中LA-07生長趨勢線和趨勢線方程 對表1中LA-07在脫脂乳培養(yǎng)基生長的原始數(shù)據(jù)添加趨勢線(圖2),可獲得趨勢線方程為:y=5×10-9x6-5×10-7x5+1×10-6x4+0.000 3x3-0.007 6x2+0.049 9x+7.367 1(R2=0.997 8) (1)
由圖2可知,LA-07在脫脂乳培養(yǎng)基生長的延遲期為18 h,18~32 h進入對數(shù)期,32~42 h進入穩(wěn)定期,42 h以后進入衰亡期。
2.2.2 MRS肉湯培養(yǎng)基中LA-07生長趨勢線和趨勢線方程 對表1中LA-07在MRS肉湯培養(yǎng)基生長的原始數(shù)據(jù)添加趨勢線(圖3),可獲趨勢線方程:y=-2×10-5x4+0.000 7x3-0.000 4x2-0.005 7x+7.426 4(R2=0.995 6) (2)
從圖3中可獲得LA-07在MRS肉湯培養(yǎng)基生長的延遲期為8 h,8~22 h進入對數(shù)期,22~28 h進入穩(wěn)定期,28 h以后進入衰亡期。
2.3.1 新鮮脫脂牛乳培養(yǎng)基中LA-07的世代時間的計算 在新鮮脫脂牛乳培養(yǎng)基中,LA-07生長對數(shù)期為 18~32 h,取 x1=t1=20 h,x2=t2=30 h,t=t2-t1=10 h ,將 t1,t2分別代入方程(1),得 y1=M0=8.045 1,y2=Mt=9.619 1,則世代時間 G乳=1.912 h≈114.7 min。
2.3.2 MRS肉湯培養(yǎng)基中LA-07世代時間的計算 在MRS肉湯培養(yǎng)基中,LA-07生長對數(shù)期為 8~22 h,取 x1=t1=10 h,x2=t2=20 h,t=t2-t1=10 h,將 t1,t2分別代入方程(2),得 y1=M0=7.829 4,y2=Mt=9.712 4,則世代時間 GMRS=1.598 h≈95.9 min。
本試驗針對同一個菌株,采用了同一菌種、相同的菌種活力、相同的接種量、相同的培養(yǎng)溫度,研究其在2種不同培養(yǎng)基條件下的生長曲線和世代時間。結(jié)果表明,腸膜明串珠菌LA-07在MRS肉湯培養(yǎng)基中,生長周期短,在28 h后就進入衰亡期,而在新鮮脫脂牛乳培養(yǎng)基中則要42 h;腸膜明串珠菌LA-07在MRS肉湯培養(yǎng)基中的延遲期和穩(wěn)定期分別為8,6 h,均要比其在新鮮脫脂牛乳培養(yǎng)基(18,10 h)中少,而腸膜明串珠菌LA-07在2種培養(yǎng)基中的對數(shù)期相同,都為14 h;腸膜明串珠菌LA-07在2個不同培養(yǎng)基中的世代時間分別為:G乳=114.7 min,GMRS=95.9 min。
通過在2種不同培養(yǎng)基中的生長周期、延遲期、世代時間對比,說明腸膜明串珠菌LA-07在MRS肉湯培養(yǎng)基中的生長優(yōu)于其在新鮮脫脂牛乳培養(yǎng)基。
通過在2種不同培養(yǎng)基中的穩(wěn)定期對比,說明在保持菌種活力方面,新鮮脫脂牛乳培養(yǎng)基要優(yōu)于MRS肉湯培養(yǎng)基。
處于對數(shù)期的微生物,由于其代謝旺盛,生長迅速,個體形態(tài)和生理特性較一致。因而,其是發(fā)酵制品生產(chǎn)和科學(xué)研究的良好材料。為了較準確地劃分微生物生長的各個時期,避免因個別試驗數(shù)據(jù)的偏差而造成整體試驗結(jié)論的偏移,本試驗采用了添加趨勢線的分析方法,不僅可較理想的劃分微生物生長的不同時期,同時還能較精確的計算其世代時間。
對于腸膜明串珠菌LA-07在2種培養(yǎng)基中的對數(shù)生長期相同,是否有其一定的必然性,還有待于進一步研究。
[1]Hemme D,F(xiàn)oueaud C.Leuconosotc characteristics,use in dairy technology and prospects in functional food[J].Int Daiyr J,2004,14:467-494.
[2] Vrdamuhtu E R.The Daiyr Leuconosotc:Ues in dairy products[J].J DairySci,1994,77:2725-2737.
[3]Duboc Molle B.Applications of exopolys accharides in the dairy industry[J].Int DairyJ,2011,11:759-768.
[4]凌代文.乳酸細菌分類鑒定及實驗方法[M].北京:中國輕工業(yè)出版社,1999.
[5]Harrigan WF.食品微生物實驗室手冊[M].李衛(wèi)華,方紅,廉慧鋒,等,譯.北京:中國輕工業(yè)出版社,2004.
[6]武漢大學(xué),復(fù)旦大學(xué)生物系微生物學(xué)教研室.微生物學(xué)[M].3版.北京:高等教育出版社,1989.