周雅寧 山東省實(shí)驗(yàn)中學(xué)

乳酸菌的鑒定方法及在食品工業(yè)中的應(yīng)用

周雅寧 山東省實(shí)驗(yàn)中學(xué)

乳酸菌作為一種自然界中普遍存在，對(duì)于食品工業(yè)有巨大利用價(jià)值的菌類，廣泛應(yīng)用于日常乳制品和發(fā)酵食品的生產(chǎn)加工。因此，掌握且正確選擇乳酸菌的鑒定方法就十分必要了。乳酸菌的鑒定方法各有千秋，分別適合于不同的菌種以及不同的操作環(huán)境。因此，我們應(yīng)具體分析其中的利弊，然后擇優(yōu)選取最適合的鑒定方法。

乳酸菌 鑒定方法 食品工業(yè) 應(yīng)用

乳酸菌是指一類能利用糖類發(fā)酵產(chǎn)生大量乳酸的無(wú)芽孢和革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌的總稱。乳酸菌的種群相當(dāng)龐大和繁雜，在自然界當(dāng)中的存在相當(dāng)普遍。乳酸菌屬于菌類當(dāng)中有益而無(wú)害的一種，在日常乳制品和發(fā)酵食品的生產(chǎn)和加工中應(yīng)用非常廣泛。為了能更好的利用乳酸菌，我們就必須掌握高效的乳酸菌的鑒定方法，了解它們的外在形態(tài)特征、生物學(xué)特點(diǎn)以及生理生化和化學(xué)特性，正確區(qū)分相近物種的乳酸菌。

1 表型特征鑒定

鑒定乳酸菌的傳統(tǒng)方法就是表型特征鑒定法。這種方法主要依據(jù)受鑒定細(xì)菌的菌體以及所屬菌落的形態(tài)特征、生理生化反應(yīng)和代謝產(chǎn)物等方面來(lái)確定乳酸菌的所屬類別，鑒定花費(fèi)相對(duì)較小，目前依然被用作食品工業(yè)乳酸菌應(yīng)用的重要鑒定依據(jù)。然而，表型特征鑒定方法一般只能鑒定到屬的水平，具有很大的局限性。相比之下，為了提高乳酸菌分類的可靠性和重復(fù)性，人們經(jīng)常采用SDS?-PAGE分析乳酸菌整個(gè)細(xì)胞的蛋白質(zhì)的方法，但是此方法較為復(fù)雜，鑒定工作的工作量較大。除了以上的分類方法，技術(shù)人員也可采用薄層層析法分析有機(jī)酸及脂肪酸甲酯等成分，但成功的概率比較低。因此，要想得到理想的乳酸菌的分類結(jié)果，我們可以采用多種表型方法同時(shí)應(yīng)用來(lái)鑒定乳酸菌。

表型法鑒定具有很多優(yōu)點(diǎn)，它操作簡(jiǎn)單，不需要配備特殊的鑒定儀器，在不要求精確結(jié)果的情況下具有很大的實(shí)用性；它也具備一定的缺點(diǎn)，那就是鑒定的結(jié)果不精確，只能歸屬于某一個(gè)特定的范圍，而且重復(fù)性差。因此，要想獲得較為精確的鑒定結(jié)果，我們可以采用其他的鑒定方法。

2 基因型鑒定方法

近幾十年以來(lái)，隨著生物科技的發(fā)展和應(yīng)用，DNA鑒定方法迅速崛起?；蛐丸b定方法主要是借助PCR擴(kuò)增技術(shù)增加目的基因的數(shù)量來(lái)獲取所需信息。技術(shù)人員可以采用不同的基因型方法來(lái)展示不同的分類水平?；蛐丸b定方法的優(yōu)點(diǎn)很多，最突出的一個(gè)就是乳酸菌的鑒定不會(huì)受到培養(yǎng)條件的影響。

2.1 RAPD

隨機(jī)擴(kuò)增多態(tài)性DNA技術(shù)可以對(duì)隨機(jī)的引物進(jìn)行PCR擴(kuò)增，從而得到多態(tài)性的DNA片段，技術(shù)人員會(huì)對(duì)這些DNA片段進(jìn)行凝膠電泳分析，最終根據(jù)分析獲取的信息來(lái)判定菌株種類。RAPD鑒定方法具有分辨率高，免于基因測(cè)序等優(yōu)點(diǎn)，但也同時(shí)具有重復(fù)性差的鑒定缺陷，另外，人們也很難利用RAPD技術(shù)將乳酸菌鑒定到種的水平。

2.2 變性梯度凝膠電泳PCR/DGGE和溫度梯度凝膠電泳PCR/TGGE

DGGE/TGGE技術(shù)在研究非單一種群的微生物群體時(shí)具有優(yōu)勢(shì)，因此通常被用來(lái)研究結(jié)構(gòu)復(fù)雜的微生物群落和微生物的多樣性。利用這種方法，我們能夠選擇群落中特定的菌落進(jìn)行特異PCR擴(kuò)增，通過(guò)在TGGE/DGGE膠上分離以及解析類群中的細(xì)菌組成來(lái)獲得群體信息。該方法可以實(shí)時(shí)反映整個(gè)發(fā)酵過(guò)程的真實(shí)情況，在食品發(fā)酵生產(chǎn)、食品質(zhì)量和食品安全檢測(cè)中應(yīng)用較廣。

2.3 16SrDNA和16SrRNA

測(cè)定16SrDNA和16SrRNA的序列是鑒定未知細(xì)菌的好方法，也是目前能準(zhǔn)確鑒定乳酸菌的方法之一。該方法需要分為幾個(gè)相接的步驟，首先，我們需要對(duì)待定的乳酸菌的16SrRNA/rDNA進(jìn)行特異性的擴(kuò)增，然后我們?cè)贉y(cè)定該乳酸菌的核苷酸序列，最后再將此序列與已知乳酸菌序列進(jìn)行對(duì)照，從而確定乳酸菌的確切類別。16SrDNA和16SrRNA方法可以將乳酸菌鑒定提升到種水平，鑒定的精確度大幅提高。但是16SrDNA和16SrRNA方法需要一個(gè)時(shí)間較長(zhǎng)的鑒定過(guò)程，鑒定的成本也相對(duì)較高。

2.4 16S-23SrRNA間區(qū)

核糖體ITS區(qū)的序列測(cè)定是一種非常有效的細(xì)菌鑒定方法，人們經(jīng)常會(huì)把已知的基因庫(kù)數(shù)據(jù)作為參照物，對(duì)比擴(kuò)增后23SrRNA ISR所測(cè)序列來(lái)鑒定乳酸菌的所屬類別。由于內(nèi)操縱子序列可能產(chǎn)生變化，使用16S-23SrRNA間區(qū)方法鑒定的結(jié)果可能存在不準(zhǔn)確性，有時(shí)也會(huì)存在不易鑒別的情況。

2.5 FtsZ

FtsZ是一種與真核生物的微管蛋白類似的蛋白質(zhì)，在細(xì)胞分裂時(shí)起著決定性作用，常見(jiàn)于細(xì)菌和古菌的結(jié)構(gòu)中。FtsZ具有某種結(jié)構(gòu)特性，它的蛋白質(zhì)系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，類似于16SrDNA系統(tǒng)樹(shù)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。據(jù)研究表明，16SrRNA的分辨率較FtsZ蛋白序列的分辨率低，同時(shí)，由于FtsZ也具有GTPase的活性而且氨基酸序列保守，所以FtsZ更適用于乳酸菌種間的系統(tǒng)分類研究和細(xì)菌系統(tǒng)學(xué)研究。

3 結(jié)束語(yǔ)

表型特征鑒定微生物的方法相當(dāng)消耗時(shí)間和力氣，而且容易受環(huán)境條件的限制而導(dǎo)致不同的鑒定結(jié)果，也就是說(shuō)，表型特征鑒定法具有不穩(wěn)定性。因此研究人員一直在致力于探索鑒定過(guò)程又快又省力、結(jié)果穩(wěn)定又準(zhǔn)確的微生物分類研究方法。雖然目前已經(jīng)存在諸多行之有效的分類方法并廣泛應(yīng)用于食品工業(yè)和食品發(fā)酵的行業(yè)，但是沒(méi)有一種鑒定方法可以將所有的乳酸菌都鑒定出來(lái)。這些方法或者鑒定成本低、過(guò)程快速、結(jié)果不精確，或者精確度高、過(guò)程復(fù)雜、價(jià)格高昂，因此，我們?cè)阼b別時(shí)需要綜合考慮各種方法的利弊，選擇最為適當(dāng)?shù)姆椒▉?lái)進(jìn)行乳酸菌種類的鑒定。

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