林 楊, 顧美英 , 孫 建, 唐琦勇, 李 雪, 朱 靜, 古麗尼沙·沙依木, 張志東,2*
(1.新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院微生物應(yīng)用研究所 新疆特殊環(huán)境微生物重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,新疆 烏魯木齊 830091;2.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué) 食品科學(xué)與藥學(xué)學(xué)院,新疆 烏魯木齊 830052)
乳酸菌(Lactic acid bacteria, LAB)是指利用碳水化合物發(fā)酵,可產(chǎn)生大量乳酸的細(xì)菌統(tǒng)稱[1],主要為革蘭陽(yáng)性細(xì)菌,其廣泛分布于自然界中[2],對(duì)動(dòng)、植物和人類的正常生理代謝發(fā)揮了重要的作用[3],可廣泛用于食品、醫(yī)藥及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域。新疆是畜牧業(yè)大省,因傳統(tǒng)習(xí)俗和飲食文化,多個(gè)民族具有食用發(fā)酵乳制品的悠久歷史,存在風(fēng)味不一、極具各民族特色的傳統(tǒng)發(fā)酵乳制品,如酸馬奶、奶豆腐、稀奶油、奶疙瘩等,蘊(yùn)藏著豐富的乳酸菌資源。然而,隨著工業(yè)化乳酸發(fā)酵劑的大量使用,使得傳統(tǒng)發(fā)酵工藝受到嚴(yán)重沖擊,導(dǎo)致部分具有優(yōu)良性狀的菌株流失。因此,加大相關(guān)傳統(tǒng)發(fā)酵乳制品中乳酸菌資源的挖掘和評(píng)價(jià),有著重要的科學(xué)研究意義。近年來(lái),許多學(xué)者從新疆各地區(qū)的傳統(tǒng)乳制品中分離獲得多種乳酸菌資源,均表現(xiàn)出良好的生產(chǎn)特性和應(yīng)用價(jià)值。如蔡靜靜等[4]從新疆伊犁地區(qū)的傳統(tǒng)乳制品中,篩選出具有良好產(chǎn)酸及產(chǎn)香的乳桿菌,并以此為發(fā)酵劑,研制出了特性好、風(fēng)味佳的發(fā)酵乳;高云云等[5]從新疆塔城地區(qū)的酸馬奶等乳制品中篩選出3株高產(chǎn)胞外多糖的植物乳桿菌,其中菌株1-3展現(xiàn)出較強(qiáng)的腸道定殖、降膽固醇能力和膽鹽耐受性等益生特性,可作為潛在益生菌應(yīng)用于功能性產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)。此外,還有學(xué)者針對(duì)阿克蘇拜城縣的傳統(tǒng)發(fā)酵酸奶進(jìn)行乳酸菌的分離篩選,獲得的部分菌株具有良好的產(chǎn)多糖、產(chǎn)香等發(fā)酵特性及益生特性。新疆阿克蘇托木爾峰國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)位于阿克蘇地區(qū)溫宿縣北部,與吉爾吉斯斯坦相接壤,其周邊世代生活著維吾爾族、柯?tīng)柨俗巫宓饶撩?,保存著歷史悠久的常溫自然發(fā)酵酸奶的傳統(tǒng)工藝,其相關(guān)乳酸菌資源目前鮮有報(bào)道,有待深入挖掘。 本研究通過(guò)對(duì)托木爾峰自然保護(hù)區(qū)周邊村鎮(zhèn)傳統(tǒng)發(fā)酵酸乳進(jìn)行收集,分離篩選相關(guān)乳酸菌,并對(duì)菌株的生長(zhǎng)特性、益生功能及食用安全性進(jìn)行研究,為進(jìn)一步篩選益生效果好、食品安全的乳酸菌資源,并對(duì)其開(kāi)發(fā)和利用提供參考。
1.1.1 試驗(yàn)材料 ①傳統(tǒng)酸乳:2020年6月采自阿克蘇地區(qū)蘇托木爾峰自然保護(hù)區(qū)周邊村鎮(zhèn),由柯?tīng)柨俗巫宕迕癫捎脗鹘y(tǒng)工藝常溫自然發(fā)酵而成。②指示菌:大腸埃希菌(Escherichiacoli)、金黃色葡萄球菌(Staphylococcusaureus)、枯草芽胞桿菌(Bacillussubtilis)、白色念珠菌(Candidaalbicans)、青霉菌(Penicillium)和黑曲霉(Aspergillusniger)菌株,均由新疆微生物資源保藏管理中心(Microbiological Culture Collection Center of Xinjiang,MCCCX)提供。③抗生素濾紙片:青霉素10 IU/片、紅霉素15 μg/片、四環(huán)素30 μg/片、鏈霉素10 μg/片、慶大霉素10 μg/片、卡那霉素30 μg/片、諾氟沙星10 μg/片、氨芐西林10 μg/片、利福平5 μg/片、萬(wàn)古霉素30 μg/片,購(gòu)自北京天壇生物制品股份有限公司。
1.1.2 培養(yǎng)基 ①M(fèi)RS培養(yǎng)基、R2A培養(yǎng)基、LB液體培養(yǎng)基、乳糖膽鹽培養(yǎng)基和哥倫比亞血瓊脂培養(yǎng)基,購(gòu)自青島高科技工業(yè)園海博生物技術(shù)有限公司;②功能酶定性培養(yǎng)基:在R2A培養(yǎng)基中分別加入1%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的脫脂牛奶、可溶性淀粉、果膠、吐溫-80、羧甲基纖維素鈉制備而成;③生物胺檢測(cè)培養(yǎng)基:牛肉膏5.0 g,胰蛋白胨5.0 g,酵母粉5.0 g,葡萄糖0.5 g,檸檬酸銨2.0 g,氯化鈉2.5 g,磷酸氫二鉀2.0 g,吐溫-80 1 mL,硫酸鎂0.2 g,碳酸鈣0.1 g,硫酸亞鐵0.04 g,硫酸錳0.05 g,維生素B10.01 g,5-磷酸吡哆醛0.05 g,溴甲酚紫0.06 g,瓊脂20 g,蒸餾水1 000 mL,pH值5.8~6.0;④改良氨基脫羧酶檢測(cè)培養(yǎng)基:分別在生物胺檢測(cè)培養(yǎng)基中加入10 g/L的對(duì)應(yīng)前體氨基酸(精氨酸、酪氨酸、尸氨酸、色氨酸、組氨酸),制備而成;⑤硝基還原酶檢測(cè)培養(yǎng)基:蛋白胨10 g,硝酸鉀1 g,蒸餾水1 000 mL,pH值7.4左右;⑥蛋白胨水培養(yǎng)基:蛋白胨20 g,氯化鈉5 g,蒸餾水1 000 mL,pH值7.4~7.6。
1.1.3 儀器與設(shè)備 超凈工作臺(tái)(SW-CJ-1F,蘇州安泰空氣技術(shù)有限公司);生化培養(yǎng)箱(SPX-250BF,上海?,攲?shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司);立式冷藏柜(SC-316,海爾HAIER公司);自動(dòng)高壓滅菌鍋(HVE-50,日本HIRAYAMA公司);紫外分光光度計(jì)(UVZ2550,日本島津儀器公司);PCR儀(ABI 2720,賽默飛世爾科技有限公司);光學(xué)顯微鏡(CH20BIMF200,日本Olympus有限公司);高速冷凍離心機(jī)(PLCD,德國(guó)Sigma公司)。
1.2.1 菌株的分離篩選 無(wú)菌條件下,采用標(biāo)準(zhǔn)梯度稀釋法,分別取1 mL酸乳樣品置于9 mL生理鹽水中,混勻,依次稀釋至10-5。分別取各濃度樣品稀釋液100 μL,均勻涂布于含有1%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))CaCO3的MRS平板上,37 ℃培養(yǎng)48 h。挑取有溶鈣圈的菌落,劃線純化后,轉(zhuǎn)接至MRS固體斜面,37 ℃培養(yǎng)48 h,置于4 ℃保存,備用。
1.2.2 菌株的分子鑒定 挑取少量新鮮的單菌落菌苔,并以此為PCR擴(kuò)增模板,利用細(xì)菌16S rRNA基因序列PCR擴(kuò)增通用引物(27 F和1492 R),進(jìn)行16S rRNA基因序列的擴(kuò)增[6]。PCR擴(kuò)增產(chǎn)物經(jīng)0.8%瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè),切膠回收后,送至北京鼎國(guó)昌盛生物技術(shù)有限責(zé)任公司測(cè)序。在EzTaxon數(shù)據(jù)庫(kù)(http://www.ezbiocloud.net/)中,進(jìn)行菌株的16S rRNA基因序列比對(duì),并下載相似性最高的模式菌株序列,使用MEGA 7.0進(jìn)行ClustalX多重比對(duì),并構(gòu)建Neighbor-Joining系統(tǒng)發(fā)育樹(shù),初步確定菌株分類地位。
1.2.3 菌株的生長(zhǎng)特性 菌株的適宜生長(zhǎng)溫度、耐鹽特性和起始pH均采用MRS液體培養(yǎng)基為基礎(chǔ)培養(yǎng)基進(jìn)行,膽鹽耐受性在含0.5%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))豬膽鹽的乳糖膽鹽培養(yǎng)基上進(jìn)行;牛奶胨化試驗(yàn)參照《常見(jiàn)細(xì)菌系統(tǒng)鑒定手冊(cè)》[7]進(jìn)行。
1.2.4 菌株的功能性酶活 將斜面保存的乳酸菌菌株于MRS平板活化2~3代后,采用點(diǎn)接法,用無(wú)菌竹簽分別將各菌株接種至果膠酶篩選培養(yǎng)基、酯化酶篩選培養(yǎng)基、淀粉酶篩選培養(yǎng)基、纖維素篩選培養(yǎng)基等待測(cè)培養(yǎng)基上,30 ℃培養(yǎng)3~5 d,分別測(cè)量菌落周圍的透明圈直徑和菌落直徑,并以HC值(透明圈直徑/菌落直徑)判斷各菌株的產(chǎn)酶能力。其中,可直接觀察菌落周圍的透明圈篩選蛋白酶、果膠酶和酯化酶;用0.1%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的碘液染色后觀察透明圈,篩選淀粉酶;用0.1%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的剛果紅染色后觀察透明圈,篩選纖維素酶[8]。
1.2.5 菌株的抗氧化活性 將乳酸菌菌株接種至MRS液體培養(yǎng)基中,30 ℃,150 r/min培養(yǎng)48 h后,取10 mL發(fā)酵菌液,4 000 r/min、4 ℃離心15 min,得到發(fā)酵上清液,并參照李權(quán)威等[9]和張瑩[10]的方法,于室溫測(cè)定各菌株上清液的DPPH自由基和羥基(OH-)自由基清除能力。每組試驗(yàn)各重復(fù)3次,以1 mg/mL的維生素(VC)作為對(duì)照。
1.2.6 菌株的抑菌活性 分別挑取新鮮培養(yǎng)的指示菌株大腸埃希菌、枯草芽胞桿菌、金黃色葡萄球菌、白色念珠菌,接種于LB液體培養(yǎng)基中,30 ℃、120 r/min振蕩培養(yǎng)16 h。取100 μL發(fā)酵菌液,均勻涂布于MRS固體培養(yǎng)基。待上述菌液平板吸收后,將乳酸菌菌株點(diǎn)接于劃定區(qū)域中心,30 ℃培養(yǎng)48 h,觀察菌株抑菌圈情況。青霉菌、黑曲霉則用無(wú)菌生理鹽水制成的孢子懸液涂布于平板,點(diǎn)接乳酸菌菌株,培養(yǎng)48 h后,觀察菌株抑菌圈情況。
1.2.7 菌株藥敏性評(píng)價(jià) 乳酸菌菌株于MRS液體培養(yǎng)基活化過(guò)夜,3 000 r/min離心10 min后棄去上清液,菌體重懸于無(wú)菌生理鹽水中,并調(diào)整菌體濁度為0.5麥?zhǔn)蠁挝?。分別取100 μL菌懸液,均勻涂布于MRS固體培養(yǎng)基,待菌液被平板吸干后,將藥敏紙片貼于培養(yǎng)基表面,37 ℃培養(yǎng)24 h,測(cè)量抑菌圈直徑,并記錄結(jié)果。
1.2.8 菌株的溶血性測(cè)定 取活化后的乳酸菌菌株,接種于哥倫比亞血瓊脂平板上,37 ℃培養(yǎng)48 h,觀察菌落周圍溶血情況。菌落周圍形成透明的溶血環(huán),為β-溶血;菌落周圍形成草綠色環(huán),為α-溶血;菌落周圍沒(méi)有變化,為γ-溶血,即不溶血。金黃色葡萄球菌在相同條件下培養(yǎng),作陽(yáng)性對(duì)照。
1.2.9 菌株有害代謝物質(zhì)檢測(cè) ①生物胺的測(cè)定[11]:將活化后的乳酸菌菌株分別在改良氨基脫羧酶檢測(cè)平板和未添加前體氨基酸的平板上劃線,37 ℃培養(yǎng)并觀察顏色變化,變?yōu)樽仙臑殛?yáng)性,否則為陰性。試驗(yàn)以接菌在未添加前體氨基酸的平板(CK)為對(duì)照。②吲哚試驗(yàn)[12]:以2%(體積分?jǐn)?shù))乳酸菌菌懸液接種于蛋白胨水培養(yǎng)基中,37 ℃培養(yǎng)48 h,滴加吲哚試劑,液面出現(xiàn)玫瑰紅色則為陽(yáng)性,否則為陰性。試驗(yàn)以大腸埃希菌為陽(yáng)性對(duì)照,以不接種乳酸菌菌液的蛋白胨水培養(yǎng)基為空白對(duì)照。③硝基還原酶活性檢測(cè)[13]:以1%(體積分?jǐn)?shù))乳酸菌菌懸液接種于硝基還原酶檢測(cè)培養(yǎng)基中,37 ℃恒溫培養(yǎng)72 h,依次向乳酸菌發(fā)酵培養(yǎng)液中加入α-萘胺溶液和對(duì)氨基苯甲磺酸溶液,觀察培養(yǎng)基顏色的變化。以大腸埃希菌為陽(yáng)性對(duì)照,未接種菌株的硝基還原酶檢測(cè)培養(yǎng)基為空白對(duì)照。
1.2.10 統(tǒng)計(jì)分析 試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2010、MEGA 7.0、Origin 8.0等數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行整理及統(tǒng)計(jì)分析。
從采集的8種傳統(tǒng)酸奶中共分離挑選細(xì)菌35株,酵母菌3株。將其中的細(xì)菌轉(zhuǎn)接至含有1% CaCO3的MRS培養(yǎng)基培養(yǎng),觀察菌落形態(tài)和透明圈大小,初步篩選出12株疑似乳酸菌株,經(jīng)革蘭染色、鏡檢,初步確定6株疑似乳酸菌。
將6株菌的16S rRNA基因序列與EzTaxon數(shù)據(jù)庫(kù)(http://www.ezbiocloud.net/)中模式菌株進(jìn)行比對(duì),并構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)(圖1)。結(jié)果表明,6株菌均為乳酸菌,分屬于腸球菌屬(Enterococcus)、乳植桿菌屬(Lactiplantibacillus)、鏈球菌屬(Streptococcus)。分別編號(hào)為乳酸菌菌株Z6-4、Z6-9、Z6-11、Z8-1、Z8-5、Zp-1。
圖1 基于菌株16S rRNA基因序列構(gòu)建的系統(tǒng)進(jìn)化樹(shù)Fig.1 Phylogenetic tree of strains based on the 16S rRNA gene sequences
菌株的生長(zhǎng)特性(表1)表明,6株乳酸菌均能耐受5%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的NaCl,其中5株可在45 ℃正常生長(zhǎng),顯示出較強(qiáng)的耐溫及耐鹽特性;6株乳酸菌菌株均在起始pH 3.0時(shí)不生長(zhǎng),而pH為4時(shí),菌株Zp-1和Z8-5生長(zhǎng)較好。6株乳酸菌均可在0.5%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))豬膽鹽培養(yǎng)基上正常生長(zhǎng),表現(xiàn)了良好的耐酸、耐鹽和耐膽鹽特性,有利于其在腸道中定殖。6株乳酸菌菌株均具有良好的胨化能力,無(wú)乳清析出;其中菌株Z6-9、Z8-5和Zp-1發(fā)酵牛奶香氣濃郁,酸乳柔和細(xì)膩,可作為乳制品工業(yè)中的潛在生產(chǎn)菌株。
通過(guò)透明圈法對(duì)各菌株的產(chǎn)酶特性進(jìn)行分析(表2),發(fā)現(xiàn)6株乳酸菌菌株可不同程度的代謝產(chǎn)生常見(jiàn)的食品工業(yè)酶,6株菌均產(chǎn)蛋白酶,其中4株活性較強(qiáng);3株可產(chǎn)生淀粉酶,3株可產(chǎn)生果膠酶,當(dāng)酸乳加工和食用時(shí),這些酶可較好地酶解食物中大分子蛋白,協(xié)助催化淀粉和果膠類食品分解,使之更容易消化吸收。但6株乳酸菌菌株的酯化酶和纖維素酶活力較差,均不產(chǎn)生纖維素酶,僅菌株Z8-5可產(chǎn)酯化酶。
表1 菌株的生長(zhǎng)情況
表2 菌株功能性酶活
菌株發(fā)酵上清液中的代謝產(chǎn)物對(duì)DPPH、OH-自由基的清除能力見(jiàn)圖2。由圖2可知,6株乳酸菌菌株的代謝產(chǎn)物對(duì)不同的自由基表現(xiàn)出不同程度的清除能力,其中菌株Z8-5和Zp-1發(fā)酵液對(duì)兩種自由基的清除率均在80%以上,清除能力較好;總體來(lái)說(shuō),6株乳酸菌菌株對(duì)OH-自由基的清除率較DPPH自由基略好,菌株Z6-9和Z8-1的清除能力分別達(dá)96%和90%,與1 mg/mL VC清除OH-自由基的能力接近,而菌株Zp-1的清除率最低,僅為36%。除菌株Z6-4外,其余菌株對(duì)DPPH自由基的清除率差別不大,在77.5%~84.1%之間。
抑菌性試驗(yàn)(表3)表明,6株乳酸菌菌株對(duì)常見(jiàn)的腸道致病菌均有不同程度的抑制作用,對(duì)大腸埃希菌和枯草芽胞桿菌均有抑制作用,而菌株Z6-9和Zp-1的抑制作用最強(qiáng);4株對(duì)金黃色葡萄球菌有抑制作用,其中Z8-5和Zp-1的活性較強(qiáng),但對(duì)霉菌和酵母菌均沒(méi)有抑制作用。一般而言,多數(shù)乳酸菌代謝產(chǎn)生細(xì)菌素,可對(duì)親緣關(guān)系相近的革蘭陽(yáng)性細(xì)菌有較好地抑制作用,而本研究中多數(shù)菌株對(duì)大腸埃希菌同樣表現(xiàn)出較強(qiáng)地抑制作用,表明本研究中的乳酸菌除代謝細(xì)菌素外,可能還代謝其他抑菌物質(zhì),有待進(jìn)一步分析。
圖2 菌株發(fā)酵液對(duì)DPPH自由基、羥基(OH-)自由基清除能力Fig.2 DPPH and hydroxyl (OH-) free radical scavenging activity of metabolites from strainss
表3 菌株的抑菌活性
選取10種常見(jiàn)抗生素進(jìn)行菌株的耐藥性評(píng)價(jià),結(jié)果顯示(表4),6株乳酸菌菌株對(duì)抗生素呈現(xiàn)出不同的藥敏性。其中,所有菌株對(duì)紅霉素、氨芐西林和利福平具有敏感性,有5株菌株對(duì)萬(wàn)古霉素敏感。諾氟沙星抑菌效果最差,除菌株Z6-4和Z8-5外,其他菌株均對(duì)其具有耐藥性。此外,研究發(fā)現(xiàn)菌株Z6-4對(duì)試驗(yàn)抗生素均表現(xiàn)出藥敏性。本研究中,乳桿菌屬和腸球菌屬對(duì)四環(huán)素、紅霉素、利福平等表現(xiàn)出較強(qiáng)的耐受性,這一結(jié)果與許女等[14]和張?jiān)诘萚15]對(duì)乳桿菌和腸球菌的研究結(jié)果一致。一般而言,耐藥性較強(qiáng)的菌株在腸道定殖后,有利于耐受各種原因服用的抗生素等藥物,從而更長(zhǎng)久地發(fā)揮其益生作用[16],但也帶來(lái)了耐藥性基因轉(zhuǎn)移的風(fēng)險(xiǎn)。
表4 菌株抗生素敏感性
菌株分泌的溶血素能夠溶解細(xì)胞,使機(jī)體引發(fā)紅細(xì)胞內(nèi)在缺陷、抗原抗體反應(yīng)等,從而導(dǎo)致敗血癥,這與菌株自身所攜帶的致病性基因有關(guān),溶血性是評(píng)價(jià)乳酸菌安全性的重要指標(biāo)之一[17]。溶血試驗(yàn)結(jié)果如圖3所示,6株乳酸菌菌落周圍既無(wú)草綠色環(huán)也無(wú)透明圈,屬于無(wú)毒性的γ-溶血,表明菌株不具有引發(fā)敗血癥的隱患。
6株乳酸菌菌株的有害代謝物質(zhì)檢測(cè)結(jié)果如表5所示,菌株Z6-4和Z6-11在添加了L-酪氨酸、L-色氨酸和L-組氨酸的平板上,呈現(xiàn)陽(yáng)性結(jié)果,說(shuō)明其具有產(chǎn)胺能力,分別能夠?qū)⑶绑w氨基酸轉(zhuǎn)化為酪胺、色胺和組胺,而其余菌株則均為陰性結(jié)果,不具有生物胺產(chǎn)生能力。吲哚檢測(cè)表明,菌株Z6-11、Z8-1、Z8-5和Zp-1發(fā)酵液的液面顏色均為輕微的玫瑰紅色,結(jié)果呈弱陽(yáng)性;在硝基還原酶試驗(yàn)中,6株乳酸菌株均不產(chǎn)生硝基還原酶。
圖3 菌株的溶血試驗(yàn)結(jié)果Fig.3 Hemolysis test results of strainsA:6株乳酸菌菌株;B:金黃色葡萄球菌A: Six Lactic acid bacteria were tested; B:Staphylococcus aureus
表5 菌株的有害代謝物質(zhì)檢測(cè)
新疆地域廣闊,伊犁、阿勒泰、喀什、阿克蘇等地區(qū)少數(shù)民族均有利用馬乳、牛乳、駱駝乳、羊乳等發(fā)酵自制乳制品的習(xí)俗,經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期自然馴化,保留了優(yōu)良特性的土著乳酸菌[18-20]。近年來(lái),多數(shù)學(xué)者從新疆伊犁、喀什等地的傳統(tǒng)奶酪[21]、泡菜[22]和酸奶[23]中分離篩選獲得多種乳酸菌,且部分菌株具有良好的胃腸道耐受性和產(chǎn)酸、抑菌等益生特性。新疆阿克蘇地區(qū)作為古絲綢之路的重要驛站,乳制品種類繁多,尤其是阿克蘇拜城縣賽里木酸奶,又稱“拉絲酸奶”,具有顏色乳白、氣味清香、有彈性、酸甜可口,且質(zhì)地黏稠的特點(diǎn)[24]。南京農(nóng)業(yè)大學(xué)[25]、塔里木大學(xué)[26]等先后對(duì)賽里木酸奶中菌株組成和酸奶營(yíng)養(yǎng)組分進(jìn)行了分析,分離出了瑞士乳桿菌(Lactobacillushelveticus)、嗜熱鏈球菌(Streptococcusthermophilus)和馬克思克魯維酵母菌(Kluyveromycesmarxianus),其中乳桿菌為優(yōu)勢(shì)菌屬,并推測(cè)GABA和油酸、亞油酸可能是賽里木酸奶中重要功能因子。但對(duì)獲得的菌株的食用安全性鮮有相關(guān)評(píng)價(jià)。
新疆阿克蘇托木爾峰國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū),位于新疆維吾爾自治區(qū)阿克蘇地區(qū)溫宿縣北部與吉爾吉斯斯坦相接壤,屬現(xiàn)代冰川、山地、荒漠、草原、森林混合生態(tài)系統(tǒng)。其周邊世代生活著維吾爾族、柯?tīng)柨俗巫宓饶撩?,保存著歷史悠久的常溫自然發(fā)酵酸奶的傳統(tǒng)工藝,此前少有研究。本研究對(duì)該地區(qū)周邊牧民農(nóng)戶進(jìn)行了酸奶收集,獲得了8個(gè)代表性樣品,并開(kāi)展了乳酸菌的分離篩選,獲得6株乳酸菌,經(jīng)16S rRNA序列分析,確定其隸屬于腸球菌屬(Enterococcus)、乳植桿菌屬(Lactiplantibacillus)、鏈球菌屬(Streptococcus),其中腸球菌屬分離菌株最多,這可能是因當(dāng)?shù)氐臍夂?、海拔、傳統(tǒng)制作工藝等不同,造成菌株的分布具有一定的差異[27]。相關(guān)資源有待進(jìn)一步挖掘。
本研究獲得的乳酸菌均表現(xiàn)出較好的逆境適應(yīng)性和良好的抗氧化特性,所有菌株對(duì)大腸埃希菌和枯草芽胞桿菌均有抑制作用,且各菌株均可不同程度地表現(xiàn)出食品酶活及優(yōu)良的益生作用。抗生素的藥敏性分析表明,6株乳酸菌株呈現(xiàn)出不同的藥敏特性。一般認(rèn)為,乳酸菌分離自傳統(tǒng)發(fā)酵食品或動(dòng)物腸道中,具有食品安全性(Generally recognized as safe,GRAS)[28],具有良好耐藥性的菌株能夠抵抗外來(lái)藥物的干擾,從而更好地定殖于腸道中發(fā)揮益生作用。然而,隨著抗生素濫用,部分乳酸菌表現(xiàn)出抗藥性增加和抗性基因潛在轉(zhuǎn)移[29],其相關(guān)影響有待長(zhǎng)期動(dòng)物體內(nèi)試驗(yàn)觀察。
安全性分析表明,試驗(yàn)所用的6株乳酸菌菌株均不溶血,且不具有硝基還原酶產(chǎn)生能力;部分菌株可代謝產(chǎn)生生物胺。相關(guān)報(bào)道顯示,能夠產(chǎn)生物胺的乳酸菌主要包括部分乳桿菌、腸球菌和片球菌等[30],而本研究中的鏈球菌屬菌株Z6-11同樣具有產(chǎn)生物胺能力,與目前報(bào)道較為不同,由此可以看出,產(chǎn)生物胺的乳酸菌并無(wú)種屬特異性。生物胺可同藥物聯(lián)合治療疾病,且在動(dòng)植物的生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中發(fā)揮著不可替代的作用[31-32];然而當(dāng)遇到亞硝酸鹽存在時(shí),可生成致癌物質(zhì)[33],本研究中的乳酸菌菌株均不具有硝基還原酶,其生物胺的產(chǎn)生可能發(fā)揮益生作用。同時(shí),本研究中部分菌株在吲哚試驗(yàn)中呈弱陽(yáng)性,而吲哚作為抗炎、解熱及鎮(zhèn)痛等藥劑的主要成分,在動(dòng)物健康中扮演了重要角色,具有重要的生物學(xué)及生態(tài)學(xué)雙重意義[34]。因此,相關(guān)菌株的生物安全性仍需進(jìn)行動(dòng)物體內(nèi)試驗(yàn),以便做出進(jìn)一步評(píng)價(jià)。