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中国精品科技期刊2020

淬灭副溶血弧菌群体感应的乳酸菌益生特性研究

彭嘉屹, 上官文丹, 张孟雨, 钟青萍

彭嘉屹,上官文丹,张孟雨,等. 淬灭副溶血弧菌群体感应的乳酸菌益生特性研究[J]. 食品工业科技,2023,44(8):180−186. doi: 10.13386/j.issn1002-0306.2022070186.
引用本文: 彭嘉屹,上官文丹,张孟雨,等. 淬灭副溶血弧菌群体感应的乳酸菌益生特性研究[J]. 食品工业科技,2023,44(8):180−186. doi: 10.13386/j.issn1002-0306.2022070186.
PENG Jiayi, SHANGGUAN Wendan, ZHANG Mengyu, et al. Probiotic Properties of Lactic Acid Bacteria Quenching Quorum-sensing of Vibrio parahaemolyticus[J]. Science and Technology of Food Industry, 2023, 44(8): 180−186. (in Chinese with English abstract). doi: 10.13386/j.issn1002-0306.2022070186.
Citation: PENG Jiayi, SHANGGUAN Wendan, ZHANG Mengyu, et al. Probiotic Properties of Lactic Acid Bacteria Quenching Quorum-sensing of Vibrio parahaemolyticus[J]. Science and Technology of Food Industry, 2023, 44(8): 180−186. (in Chinese with English abstract). doi: 10.13386/j.issn1002-0306.2022070186.

淬灭副溶血弧菌群体感应的乳酸菌益生特性研究

基金项目: 国家自然科学基金面上项目(31972046);广东省自然科学基金项目(2021A1515011083);广东省科技计划项目(2020B1212060059)。
详细信息
    作者简介:

    彭嘉屹(1998−),女,硕士研究生,研究方向:食品微生物,E-mail:Pengjiay@163.com

    通讯作者:

    钟青萍(1967−),女,博士,教授,研究方向:食品微生物、食品安全,E-mail:zhongqp@scau.edu.cn

  • 中图分类号: TS201.3

Probiotic Properties of Lactic Acid Bacteria Quenching Quorum-sensing of Vibrio parahaemolyticus

  • 摘要: 以副溶血弧菌的群体感应为靶标,筛选对副溶血弧菌群体感应和生物被膜形成具有抑制作用的乳酸菌菌株,分析其益生特性。采用哈维氏弧菌BB170生物发光法及结晶紫染色法测定10株乳酸菌淬灭副溶血弧菌群体感应和抑制生物被膜形成的效果,并分析其自聚性、共聚性、疏水性、生物被膜形成能力以及抗菌谱。结果表明,10株乳酸菌对副溶血弧菌生物被膜形成的抑制作用存在明显差异,乳酸菌抑制副溶血弧菌AI-2活性与抑制生物被膜形成具有相关性,其中菌株A10对副溶血弧菌AI-2和生物被膜的抑制率分别为82.92%和87.70%,对副溶血弧菌AI-2活性有促进作用的菌株B11、L18基本对生物被膜形成没有抑制作用;菌株MS1的自聚率和疏水率均达到80%以上,成膜能力强,且其淬灭副溶血弧菌群体感应和抑制生物被膜形成的作用明显,抑制率分别为69.54%和77.32%,抗菌作用强。本研究为乳酸菌源群体感应抑制剂的研究开发提供参考,对乳酸菌资源的充分开发利用具有积极意义。
    Abstract: The lactic acid bacteria (LAB) strains that inhibited the quorum sensing (QS) and biofilm formation of Vibrio parahaemolyticus were screened and their probiotic properties were studied. The effects of quenching the QS and inhibiting biofilm formation of V. parahaemolyticus of ten strains of LAB were determined by Vibrio harveyi BB170 bioluminescence assay and crystal violet staining method. Furthermore, the self-aggregation, coagulation, hydrophobicity, biofilm formation ability and antibacterial spectrum were analyzed. The results showed that there were significant differences in the inhibitory effects of ten strains on the biofilm formation of V. parahaemolyticus, and the inhibitory effects of the strains on AI-2 activities were correlated with those on biofilm formation of V. parahaemolyticus. The inhibition rates of A10 strain on the AI-2 and biofilm of V. parahaemolyticus were 82.92% and 87.70%, respectively. B11 and L18 strains that promoted the activity of AI-2 had no inhibitory effect on biofilm formation. The self-aggregation rate and hydrophobic rate of MS1 strain were both above 80%, and the biofilm-forming ability was strong. Moreover, MS1 strain exhibited obvious inhibitory effects on the QS and biofilm formation of V. parahaemolyticus, the inhibition rates were 69.54% and 77.32% respectively, with strong antibacterial effect. This study would provide reference for the research and development of LAB derived QS inhibitors, and has positive significance for the full utilization of LAB resources.
  • 乳酸菌(lactic acid bacteria,LAB)是一类能够利用碳水化合物并产生大量乳酸,需氧或者兼性厌氧的革兰氏阳性无芽孢细菌的通称[1]。其分布广泛、来源丰富,具有多种重要的生理功能,如防治乳糖不耐症、改善肠道功能、促进营养物质的吸收、降血脂、降血压、抑制胆固醇的吸收、增强肝脏的解毒等[2-5]。乳酸菌作为发酵剂广泛应用于各类发酵食品的生产,在提高食品品质、保障食品安全方面具有重要作用,而具有抗菌作用的乳酸菌,不仅可以更好地控制食品发酵过程,还可以大大提高食品加工安全性。

    乳酸菌代谢产生的有机酸、生物表面活性剂、胞外多糖(exopolysaccharides,EPS)、多肽类或蛋白质类的细菌素等与其优良的抗菌性能密切相关[6]。乳酸菌可通过抑制致病菌的群体感应(quorum sensing,QS)系统,以此发挥它们的抗菌作用,从乳酸菌中挖掘群体感应抑制剂(quorum sensing inhibitors,QSIs)不失为一种高效且安全的方式[7],可为致病菌在食品、医疗和公共卫生带来的污染和感染等问题上提供一种可行、有效的解决方法,进一步提高乳酸菌的应用价值。

    本研究在测定乳酸菌源QSIs对副溶血弧菌(Vibrio parahaemolyticus)群体感应信号分子AI-2(autoinducer-2)活性的抑制能力基础上,选取部分抑制效果有差异的乳酸菌,对其凝集特性、疏水性、生物被膜形成能力、抑菌活性、对副溶血弧菌生物被膜形成的抑制能力等特性进行研究分析,旨在探究乳酸菌淬灭副溶血弧菌群体感应效果与自身生物学特性间的关系,为乳酸菌的充分利用和乳酸菌源QSIs的研究开发提供参考。

    植物乳杆菌A10、C1、MS2、粪肠球菌B2、罗伊氏乳杆菌B11、德氏乳杆菌CH2、戊糖乳杆菌DF9、乳酸片球菌L15、哈氏乳杆菌L18、鼠李糖乳杆菌MS1 由本实验室从不同食品源中分离、纯化并经16S rDNA鉴定,保藏于−80 ℃冰箱;副溶血弧菌ATCC 17802、哈维氏弧菌(Vibrio harveyi)BB170 均购于广东省微生物菌种保藏中心;胰蛋白胨、大豆蛋白胨、牛肉浸膏、酵母粉 广东环凯微生物科技有限公司;琼脂粉 广州市成硕贸易有限公司;蛋白胨、结晶紫 上海麦克林生化科技有限公司;其他试剂 均为分析纯;药敏纸片 温州市康泰生物科技有限公司;微孔滤膜 天津津腾实验设备有限公司;96孔板、酶标板 上海百研生物科技有限公司。

    PL602-S电子分析天平 瑞士梅特勒-托利多公司;YXQ-LS-50A全自动高压灭菌锅 上海博迅实业有限公司医疗设备厂;1285生物安全柜 美国Thermo Electron公司;150A生化培养箱 江苏金坛市荣华仪器制造有限公司;TS-200B恒温摇床 上海天呈实验仪器制造有限公司;IVDMultiskan FC酶标仪 赛默飞世尔(上海)仪器有限公司;5417R高速冷冻离心机 德国Eppendorf公司;Bioscreen C全自动生长曲线测定仪 芬兰Oy Growthcurves Ab Ltd公司;SpectraMax i3x连续波长多功能微孔板检测平台 美国Molecular Devices公司。

    MRS培养基(g/L):胰蛋白胨10.0,牛肉膏5.0,酵母粉4.0,葡萄糖20.0,吐温80 1.0 mL,磷酸氢二钾1.52,乙酸钠3.53,柠檬酸三铵2.0,硫酸镁0.2 g/L,硫酸锰0.03,pH6.0。121 ℃灭菌20 min;TSB培养基(g/L):胰蛋白胨15,大豆蛋白胨5,NaCl 30,在此配方基础上加1.5%琼脂即为TSA培养基,pH7.2,121 ℃灭菌20 min;AB培养基(g/L):硫酸镁25.176,NaCl 17.5,酸水解酪蛋白(不含维生素)2,pH7.5,121 ℃灭菌20 min并冷却后,于无菌条件下添加10 mL 1 mol/L的磷酸氢二钾溶液(pH7.5),10 mL 0.1 mol/L的L-精氨酸(pH7.5),20 mL 50%甘油。

    乳酸菌按2%接种量接于5 mL MRS培养基中,37 ℃静置培养12 h。副溶血弧菌按2%接种量接于5 mL TSB培养基中,37 ℃、150 r/min摇床培养12 h。所有菌株均活化至第3代用于实验。

    在MRS培养基中接入活化的乳酸菌,37 ℃培养24 h,4 ℃、10000 r/min离心10 min,用0.22 μm滤膜过滤收集乳酸菌发酵上清液。将乙酸乙酯与上清液按1:1加入分液漏斗中,振荡萃取,静置分层,15 h后收集乳化层,于37 ℃、120 r/min进行真空旋转蒸发以去除有机相。收集浓缩液,真空冷冻干燥成QSIs粉末。实验前将QSIs粉末溶于相应培养基,过滤除菌,配制成质量浓度为20 mg/mL工作液,备用。

    采用哈维氏弧菌BB170生物发光法测定经过不同的乳酸菌源QSIs处理的副溶血弧菌的AI-2活性[8]。将过夜培养的副溶血弧菌分别接于含2 mg/mL乳酸菌源QSIs的TSB培养基中,37 ℃、150 r/min振荡培养12 h。4 ℃、8000 r/min离心10 min并过滤获得无菌上清液,−20 ℃保存备用。活化后的Vibrio harveyi BB170按2%接种量接种于AB培养基中,30 ℃、90 r/min培养12 h,调节菌液OD595 nm为0.8左右后,使用AB培养基按1:10000稀释混匀菌液,再按1:25比例将上述收集的上清液与Vibrio harveyi BB170稀释菌悬液混合。30 ℃、100 r/min摇瓶培养3 h,避光条件下吸取200 μL于黑色不透明酶标板中,检测Vibrio harveyi BB170发光情况,以未加乳酸菌源QSIs的作为未处理组。按下式计算乳酸菌源QSIs对副溶血弧菌AI-2活性的抑制率:

    (%)=(1QSIs)×100
    (1)

    参考谢婷[9]的方法并做一定修改。在96孔酶标板孔内加入200 μL内含QSIs的TSB培养基(含3% NaCl),将副溶血弧菌菌悬液接于孔内(菌终浓度为107 CFU/mL),以未加QSIs的未处理组为对照。37 ℃培养24 h后,以结晶紫染色法测定乳酸菌源QSIs对副溶血弧菌生物被膜形成的抑制率。

    (%)=(1QSIs)×100
    (2)

    乳酸菌过夜培养后,8000 r/min离心5 min,收集菌体;菌体经0.01 mol/L PBS(pH7.4)溶液洗涤、重悬后,将菌液浓度调整为108 CFU/mL,充分混匀,于常温静置,每隔2 h取上层液体200 μL,测定OD595 nm值,按下列公式计算自聚性:

    (%)=A0AtA0×100
    (3)

    式中:A0表示0 h的OD595 nm;At表示在2、4、6 h时的OD595 nm

    乳酸菌和副溶血弧菌过夜培养后,8000 r/min离心5 min,收集菌体;菌体经0.01 mol/L PBS(pH7.4)溶液洗涤、重悬后,调整菌终浓度为108 CFU/mL。将两种菌液等量混合,涡旋振荡1 min,于常温静置,每隔2 h取上层液体200 μL,测定OD595 nm值,按下列公式计算共聚率:

    (%)=A0AtA0×100
    (4)

    式中:A0表示0 h的OD595 nm;At表示在2、4、6 h时的OD595 nm

    参考Hiromi等[10]的方法并做一定修改。乳酸菌活化后,8000 r/min离心5 min,收集菌体。菌体经无菌水洗涤、重悬后,调整菌液OD595 nm值约为0.5,记为A0。取3 mL细胞悬液,分别加入1.0 mL的二甲苯和三氯甲烷,30 ℃孵育10 min后,涡流振荡混合60 s,常温静置15 min。待有机相完全与水相分层后,取200 μL水相,测定OD595 nm值,记为A1,按下列公式计算疏水率:

    (%)=A0A1A0×100
    (5)

    乳酸菌过夜培养后,调整菌液终浓度为106 CFU/mL。在96孔酶标板中加入200 μL上述含菌培养基,于37 ℃培养24 h。培养结束后,以结晶紫染色法测定生物被膜的生物量[9]

    乳酸菌过夜培养后接于MRS培养基,37 ℃静置培养18 h,离心收集上清液(4 ℃、10000 r/min、10 min),经0.22 μm滤膜过滤,得到各乳酸菌无菌发酵上清液,存于−20 ℃冰箱,备用。采用牛津杯琼脂孔洞法测定[11]。选取副溶血弧菌、大肠杆菌、痢疾志贺氏菌、单增李斯特菌、枯草芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌作为指示菌。指示菌过夜活化后,将菌浓度调整为107 CFU/mL。用TSA培养基先在无菌平板中进行铺底。待冷却凝固,用镊子将无菌牛津杯呈三角形均匀放置平板上。按2%接种量把致病菌菌悬液加入冷却至40 ℃左右的TSA培养基,混匀,倒入平板。完全冷却凝固后,用镊子取出牛津杯。孔内加入200 μL乳酸菌上清液,MRS培养基作为阴性对照组。平板放置4 ℃预扩散3 h,转移37 ℃正置培养12 h,观察并测量抑菌圈的直径。

    以上实验平行进行3次,取其平均值,结果采用Graphpad prism 7.0作图,数据采用SPSS 25.0软件进行统计学分析,P<0.05表示差异具有统计学意义。

    图1可知,不同的乳酸菌对副溶血弧菌AI-2活性抑制作用存在明显差异,菌株A10的抑制作用最强,抑制率达82.92%,其次为菌株MS1、MS2,而菌株B11、L18、CH2的抑制能力最弱。结合乳酸菌抑制AI-2类QS活性及其抑制副溶血弧菌的成膜能力,发现两者存在一定的关联性,即大部分能抑制副溶血弧菌AI-2活性的乳酸菌,同时具有一定的抑制副溶血弧菌生物被膜形成能力,例如菌株A10、B2、C1、DF9、L15、MS1和MS2,而对副溶血弧菌AI-2活性有促进作用的菌株B11、L18基本对生物被膜形成没有抑制作用。以上结果初步表明副溶血弧菌的生物被膜形成能力与AI-2类QS系统相关。

    图  1  乳酸菌对副溶血弧菌生物被膜形成及AI-2活性的影响
    Figure  1.  Effects of LAB on the biofilm formation and AI-2 activity of V. parahaemolyticus

    乳酸菌的粘附特性可作为评价乳酸菌益生功能的重要指标之一,与细菌自身的自聚性、与致病菌的共聚性、表面疏水性相关联[12]。有大量研究表明粘附能力较高的菌株同时表现出疏水性和自凝聚力高等特性,证明了细菌粘附能力、表面疏水性、自凝聚能力三者之间具有一定的相关性[13-15]。菌株的自聚性是指同菌相之间相互凝聚形成多细胞簇的现象,与自聚性较差的微生物相比,自聚性较强的菌株细胞可以有效抵御在恶劣环境中的干扰,自凝聚的形成使中心细胞屏蔽了外界有害环境,具有较强的竞争优势[16]。如图2所示,10株乳酸菌的自聚性存在明显差异,大部分乳酸菌的自聚性随着孵育时间的增加而增加。其中菌株CH2、MS1自聚能力较强,自聚率达90%以上;其次为菌株DF9,孵育4 h后自聚率达50%以上;其余菌株的自聚率在20%~60%之间。

    图  2  乳酸菌的自凝聚能力分析
    注:图柱上方的小写字母相同表示差异不显著(P>0.05);小写字母不同表示差异显著(P<0.05);图3图5同。
    Figure  2.  Analysis of the self- aggregation abilities of LAB

    共聚性是指不同菌株之间相互聚集的能力,又叫交互凝聚力。乳酸菌通过与有害致病菌的共聚作用,可有效干扰和清除致病菌在宿主细胞表面的定植[17]。如图3所示,随着孵育时间的延长,大部分乳酸菌与溶血弧菌的共聚力上升,但少部分乳酸菌的共聚性呈现先上升后下降的趋势,如菌株A10、B11、L18。菌株CH2、MS1在2 h时的共凝聚率已高于其他菌株,具有较强的共凝聚能力。

    图  3  乳酸菌与副溶血弧菌的共凝聚能力分析
    Figure  3.  Analysis of the coagulation abilities of LAB with V. parahaemolyticus

    疏水性影响菌株的粘附性和自动聚集能力,研究表明疏水性有助于益生菌与肠上皮细胞的相互吸附,疏水性能强的菌株,其在肠道中也表现出较高的粘附能力[18]。且细菌的表面疏水特性不仅与细菌与宿主的粘附有关联,而且对致病菌的清除具有一定的影响。菌株疏水性小于40%则被认为是亲水菌株,在40%~60%之间被认为是中度疏水菌株,大于60%被认为是高度疏水菌株,因此40%疏水率值被认为是筛选益生菌菌株基本要求的最小值[19]。如图4所示,10株乳酸菌菌株对二甲苯、三氯甲烷2种有机溶剂的疏水性能差别较大,对三氯甲烷的疏水性能均大于对二甲苯的疏水性能。乳酸菌菌株B2、CH2、MS1对两种溶剂的疏水率均超过40%,其中菌株B2对三氯甲烷的疏水率达80%以上,明显高于其对二甲苯的疏水率,菌株MS1对二甲苯和三氯甲烷的疏水性能相当,疏水率达80%以上,表现出高度的疏水性能。

    图  4  乳酸菌的疏水性分析
    Figure  4.  Analysis of the hydrophobicities of LAB

    生物被膜是附着于生物体或非生物体表面、或聚集在界面、被细菌自身分泌的胞外大分子物质所包裹的有组织的细菌群体,可使细胞聚集在一起共同抵御外界不利环境[20]。如图5所示,10株乳酸菌均具有一定的生物被膜形成能力,部分菌株之间有明显差异。其中菌株DF9、L18、CH2、MS1、MS2的OD595 nm值在2.0以上,成膜能力强,菌株A10、B2、B11和L15的OD595 nm值介于1.5~2.0之间,成膜能力中等,菌株C1的OD595 nm值在1.5以下,其生物被膜形成能力较弱。

    图  5  乳酸菌的生物被膜形成能力分析
    Figure  5.  Analysis of the biofilm formation abilities of LAB

    表1结果显示,不同的乳酸菌菌株对6种革兰氏阴性和阳性菌具有不同程度的抑菌能力。其中,菌株A10、DF9和MS1对6种菌均表现抗菌活性,菌 株A10、C1、L18对大肠杆菌的抑菌能力最强,菌株DF9、MS1对痢疾志贺氏菌的抑菌能力最强;菌株B2只对痢疾志贺氏菌和金黄色葡萄球菌具有抑菌活性;此外,10株乳酸菌菌株对副溶血弧菌的抗菌活性较其他菌强,对单增李斯特菌的拮抗作用较其他菌弱。

    表  1  乳酸菌的抑菌活性(¯X±SD,n=3)
    Table  1.  Antibacterial activity of LAB (¯X±SD, n=3)
    菌株革兰氏阴性菌革兰氏阳性菌
    副溶血弧菌大肠杆菌痢疾志贺氏菌单增李斯特菌枯草芽孢杆菌金黄色葡萄球菌
    A1018.80±0.68b19.15±0.4a17.59±0.62ab14.18±0.12abc12.50±1.43e17.31±0.34a
    B2NDND14.42±0.05dNDND13.76±1.80bc
    B1113.33±0.23f14.79±0.67d14.21±0.44d9.68±0.39d15.56±0.32bcdND
    C119.96±0.20a19.24±0.41a15.63±0.25bcdND16.38±0.09bc15.13±2.39b
    DF917.51±0.31cd15.81±0.35c19.42±3.41a12.63±2.23bc14.60±0.11bcde10.96±0.84d
    L1518.17±0.11bc14.62±0.65cdND9.16±0.27d16.68±0.66b10.58±0.06d
    L1815.97±0.39e19.19±1.47a13.80±0.69dND16.12±0.29bc15.44±1.36ab
    CH217.70±0.53cd12.62±0.23d15.20±0.47cdND13.81±0.19cde12.46±0.16cd
    MS117.81±0.44cd18.82±0.70ab19.59±1.70a14.69±1.56ab19.46±0.92a14.85±0.39b
    MS217.29±0.36d16.37±0.50bcND14.96±3.83a12.96±4.43de14.28±2.50bc
    阴性对照ND
    注:ND表明未检测到有抑菌活性;表中数据右上方的小写字母相同表示差异不显著(P>0.05),小写字母不同表示差异显著(P<0.05)。
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    益生菌在肠粘膜的粘附是菌株在生物体内进行定植并发挥作用的第一步,也是其到达宿主消化道内发挥益生作用的前提条件,临床实验表明乳酸菌被人体摄入后,随着肠道的蠕动,粘附能力较弱的菌株会不断地被排出体外,只有粘附能力较高的菌株才能在肠道内停留更长的时间,甚至在肠道内不利的环境中存活并繁殖,进而更好的发挥其益生作用[21]。益生菌的粘附能力与菌体的自聚性和疏水性有关,自聚性可确保益生菌在宿主消化道中达到较高密度,而后通过疏水性与上皮细胞相互作用,同时菌体的聚集、粘附也是细菌形成生物被膜的基础[22-23]。本文所考察的10株乳酸菌中,菌株的自聚性和与副溶血弧菌的共聚性之间呈现正相关,菌株的自聚性和疏水性无明显关联性,乳酸菌菌株均具有一定的生物被膜形成能力。已有研究指出可作为考察乳酸菌粘附能力指标的疏水性、自聚性和生物被膜形成能力间有正相关性。而本研究中除了菌株MS1同时具有较高的自聚性、疏水性及成膜能力外,其余菌株均不存在上述正相关性,具有种属特异性和菌株差异性,其中机理有待进一步研究。

    乳酸菌粘附宿主肠道后,能进一步分泌有机酸、双乙酰、过氧化氢、乙醇、细菌素和杀菌蛋白物质等抑制微生物[24]。本研究发现10株乳酸菌的无细胞发酵上清液对革兰氏阴性菌(副溶血弧菌、大肠杆菌、痢疾志贺氏菌)和革兰氏阳性菌(单増李斯特菌、金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌)的抑制程度各有不同,其中菌株A10、DF9和MS1对6种菌均表现抗菌作用;菌株B2的抑菌谱最窄,仅抑制痢疾志贺氏菌和金黄色葡萄球菌。贾丹[25]研究了28株新分离乳酸菌菌株对13株常见的致病菌的拮抗作用具有菌株差异性,这与本研究结果相类似。李禤等[26]研究了8株新分离乳酸菌菌株对14株致病菌的抑菌活性,结果显示8株植物乳杆菌对其中12株致病菌有不同程度的抑制作用,同种属菌株同样存在抑菌差异。实际生产中常常将多种乳酸菌菌种进行组合培养,使对某些致病菌的抑制效果增强,可能是因为菌种之间出现协同作用[27]。Hyunjoon等[28]从泡菜中筛选出一株清酒乳杆菌,其可以抑制革兰氏阳性菌和阴性菌的AI-2活性,并且可抑制大肠埃希氏菌ATCC-43894菌株的致病性。Ni-Na等[29]发现当短乳杆菌DF01与大肠杆菌和鼠伤寒沙门氏菌共同孵育时,可以干扰致病菌的生物膜形成,但不会破坏已形成的生物被膜。

    综合乳酸菌抑制副溶血弧菌的AI-2活性和成膜能力,以及乳酸菌自身的多个特性,可初步选取鼠李糖乳杆菌MS1作为目标乳酸菌源群体感应抑制剂,有望成为控制副溶血弧菌的新型生物制剂,可为有效解决副溶血弧菌在食品、医疗卫生上的污染和感染等问题提供一种可行的方法,并进一步提高乳酸菌的应用价值,但后续还需深入探究其抑制群体感应的内在机制。

  • 图  1   乳酸菌对副溶血弧菌生物被膜形成及AI-2活性的影响

    Figure  1.   Effects of LAB on the biofilm formation and AI-2 activity of V. parahaemolyticus

    图  2   乳酸菌的自凝聚能力分析

    注:图柱上方的小写字母相同表示差异不显著(P>0.05);小写字母不同表示差异显著(P<0.05);图3图5同。

    Figure  2.   Analysis of the self- aggregation abilities of LAB

    图  3   乳酸菌与副溶血弧菌的共凝聚能力分析

    Figure  3.   Analysis of the coagulation abilities of LAB with V. parahaemolyticus

    图  4   乳酸菌的疏水性分析

    Figure  4.   Analysis of the hydrophobicities of LAB

    图  5   乳酸菌的生物被膜形成能力分析

    Figure  5.   Analysis of the biofilm formation abilities of LAB

    表  1   乳酸菌的抑菌活性(¯X±SD,n=3)

    Table  1   Antibacterial activity of LAB (¯X±SD, n=3)

    菌株革兰氏阴性菌革兰氏阳性菌
    副溶血弧菌大肠杆菌痢疾志贺氏菌单增李斯特菌枯草芽孢杆菌金黄色葡萄球菌
    A1018.80±0.68b19.15±0.4a17.59±0.62ab14.18±0.12abc12.50±1.43e17.31±0.34a
    B2NDND14.42±0.05dNDND13.76±1.80bc
    B1113.33±0.23f14.79±0.67d14.21±0.44d9.68±0.39d15.56±0.32bcdND
    C119.96±0.20a19.24±0.41a15.63±0.25bcdND16.38±0.09bc15.13±2.39b
    DF917.51±0.31cd15.81±0.35c19.42±3.41a12.63±2.23bc14.60±0.11bcde10.96±0.84d
    L1518.17±0.11bc14.62±0.65cdND9.16±0.27d16.68±0.66b10.58±0.06d
    L1815.97±0.39e19.19±1.47a13.80±0.69dND16.12±0.29bc15.44±1.36ab
    CH217.70±0.53cd12.62±0.23d15.20±0.47cdND13.81±0.19cde12.46±0.16cd
    MS117.81±0.44cd18.82±0.70ab19.59±1.70a14.69±1.56ab19.46±0.92a14.85±0.39b
    MS217.29±0.36d16.37±0.50bcND14.96±3.83a12.96±4.43de14.28±2.50bc
    阴性对照ND
    注:ND表明未检测到有抑菌活性;表中数据右上方的小写字母相同表示差异不显著(P>0.05),小写字母不同表示差异显著(P<0.05)。
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  • [1] 甘祥武, 黄魁英, 曹丁, 等. 3株植物乳杆菌LPL04、LPL05、LPL14的益生特性[J]. 食品科技,2017,42(12):2−5. [GAN X W, HUANG Q Y, CAO D, et al. Probiotic properties of three Lactobacillus plantarum strains LPL04, LPL05 and LPL14[J]. Food Science and Technology,2017,42(12):2−5. doi: 10.13684/j.cnki.spkj.2017.12.001
    [2] 丁瑞雪, 王一然, 乌日娜, 等. 发酵乳调控人体肠道营养健康的研究进展[J]. 食品与发酵工业,2018,44(12):281−287. [DING R X, WANG Y R, WU R N, et al. Research progress on fermented milk regulating human intestinal nutrition and health[J]. Food and Fermentation Industries,2018,44(12):281−287.
    [3] 刘瑞雪, 李勇超, 张波. 肠道菌群微生态平衡与人体健康的研究进展[J]. 食品工业科技,2016,37(6):383−387,391. [LIU R X, LI Y C, ZHANG B. Research progress on gut microbiota homeostasis and human health[J]. Science and Technology of Food Industry,2016,37(6):383−387,391.
    [4] 陈仪婷, 张红星, 谢远红, 等. 降胆固醇乳酸菌的筛选鉴定及其耐酸耐胆盐性能研究[J]. 食品与发酵工业,2018,44(5):29−33. [CHEN Y T, ZHANG H X, XIE Y H, et al. Selection of cholesterol-lowering lactic acid bacteria in vitro and study on it's tolerance of acid and bile salts[J]. Food and Fermentation Industries,2018,44(5):29−33.
    [5] 谢俊华. 植物乳杆菌NCU116对肠道健康的影响[D]. 南昌: 南昌大学, 2016

    XIE J H. The effects of Lactobacillus plantarum NCU116 on intestinal health[D]. Nanchang: Nanchang University, 2016.

    [6]

    MAO Y, ZHANG X J, XU Z H. Identification of antibacterial substances of Lactobacillus plantarum DY-6 for bacteriostatic action[J]. Food Science & Nutrition,2020,8(6):2854−2863.

    [7] 韩翔鹏, 陈清莹, 张杏果, 等. 粪肠球菌Z096对副溶血弧菌生物被膜及群体感应的抑制作用[J]. 食品工业科技,2022,43(19):167−176. [HAN X P, CHEN Q Y, ZHANG X G, et al. Inhibitory effects of Enterococcus faecalis Z096 on biofilm and quorum sensing of Vibrio parahaemolyticus[J]. Science and Technology of Food Industry,2022,43(19):167−176. doi: 10.13386/j.issn1002-0306.2021120291
    [8]

    BASSLER B L, GREENBERG E P, STEVENS A M. Cross-species induction of luminescence in the quorum-sensing bacterium Vibrio harveyi[J]. Journal of Bacteriology,1997,179(12):4043−4045. doi: 10.1128/jb.179.12.4043-4045.1997

    [9] 谢婷. 开菲尔源乳酸菌特性及其抑菌和抗生物被膜作用的研究[D]. 广州: 华南农业大学, 2018

    XIE T. Study on the characteristics of lactic acid bacteria isolated from Kefir and the antibacterial and antibiofilm effects on food borne pathogens[D]. Guangzhou: South China Agricultural University, 2018.

    [10]

    HIROMI K N, CHISE S, KEISUKE S, et al. Survival of a Lactococcus lactis strain varies with its carbohydrate preference under in vitro conditions simulated gastrointestinal tract[J]. International Journal of Food Microbiology,2010,143(3):226−229. doi: 10.1016/j.ijfoodmicro.2010.07.033

    [11]

    HUANG J Q, ZHANG W J, HU Z Y, et al. Isolation, characterization and selection of potential probiotic lactic acid bacteria from feces of wild boar, native pig and commercial pig[J]. Livestock Science,2020,237:104036. doi: 10.1016/j.livsci.2020.104036

    [12] 孙群, 易华西, 张冬, 等. 潜在益生菌的筛选及抑菌功能特性评价[J]. 食品科技,2019,44(12):1−5. [SUN Q, YI H X, ZHANG D, et al. Screening of potential probiotics and evaluation of antbacterial function characteristics[J]. Food Science and Technology,2019,44(12):1−5.
    [13] 龚虹, 王海霞, 马征途, 等. 乳酸菌粘附力与生物膜、疏水性和自凝集特性的研究[J]. 中国微生态学杂志,2016,28(9):1026−1028. [GONG H, WANG H X, MA Z T, et al. Biofilm hydrophobicity and auto-agglutination properties of five Lactobacillus strains[J]. Chinese Journal of Microecology,2016,28(9):1026−1028.
    [14] 靳彩娟. 高粘附性乳酸菌的筛选、鉴定及其表面疏水特性研究[D]. 扬州: 扬州大学, 2013

    XIN C J. Screening, identification and surface hydrophobic properties of highly adhesive lactic acid bacteria[D]. Yangzhou: Yangzhou University, 2013.

    [15]

    COLLADO M C, SURONO I, MERILUOTO J, et al. Indigenous dadih lactic acid bacteria: Cell-surface properties and interactions with pathogens[J]. Journal of Food Science,2007,72(3):89−93. doi: 10.1111/j.1750-3841.2007.00294.x

    [16]

    CHEN T H, WANG L L, LI Q X, et al. Functional probiotics of lactic acid bacteria from Hu sheep milk[J]. BMC Microbiology,2020,20(1):228. doi: 10.1186/s12866-020-01920-6

    [17]

    VASIEE A, ALIZADEH B B, TABATABAEI Y F, et al. Diversity and probiotic potential of lactic acid bacteria isolated from horreh, a traditional Iranian fermented food[J]. Probiotics and Antimicrobial Proteins,2018,10(2):258−268. doi: 10.1007/s12602-017-9282-x

    [18]

    WANG G Q, ZHANG M H, ZHAO J X, et al. A surface protein from Lactobacillus plantarum increases the adhesion of Lactobacillus strains to human epithelial cells[J]. Frontiers in Microbiology,2018,22(9):2858.

    [19]

    DEL R B, SGORBATI B, MIGLIOLI M, et al. Adhesion, auto-aggregation and hydrophobicity of 13 strains of Bifidobacterium longum[J]. Letters in Applied Microbiology,2000,31(6):438−442. doi: 10.1046/j.1365-2672.2000.00845.x

    [20] 马文婷. 土壤矿物介导下细菌生物膜形成过程及机制[D]. 武汉: 华中农业大学, 2017

    MA W T. The processes and mechanisms of bacteria biofilm formation in the presence of soil minerals[D]. Wuhan: Huazhong Agricultural University, 2017.

    [21] 秦文飞, 宋馨, 夏永军, 等. 乳酸菌在肠道定植的影响因素及研究方法[J]. 食品科学,2021,42(23):275−283. [QIN W F, SONG X, XIA Y J, et al. Factors effecting intestinal colonization of lactic acid bacteria and research methods for it[J]. Food Science,2021,42(23):275−283.
    [22]

    SCHACHTSIEK M, HAMMES W P, HERTEL C. Characterization of Lactobacillus coryniformis DSM 20001(T) surface protein Cpf mediating coaggregation with and aggregation among pathogens[J]. Applied and Environmental Microbiology,2004,70(12):7078−7085. doi: 10.1128/AEM.70.12.7078-7085.2004

    [23] 陈跃. 海洋源益生芽孢杆菌的筛选、鉴定及应用研究[D]. 南京: 南京农业大学, 2014

    CHEN Y. Screening, identification and applied research of marine probiotic Bacillus spp[D]. Nanjing: Nanjing Agricultural University, 2014.

    [24] 包科尔沁. 具有抑菌活性乳酸菌的分离鉴定及其筛选[D]. 呼和浩特: 内蒙古农业大学, 2014

    BAO K. Screening and identification of lactic acid bacteria with antimicrobial activity[D]. Hohhot: Inner Mongolia Agricultural University, 2014.

    [25] 贾丹. 猪源益生菌的益生潜能评价[D]. 兰州: 兰州理工大学, 2020

    JIA D. Evaluation of probiotic potential of swine-derived probiotics[D]. Lanzhou: Lanzhou University of Technology, 2020.

    [26] 李禤, 贾丹, 刘军龙, 等. 新分离植物乳杆菌的药敏性和抑菌性试验[J]. 中国兽医科学,2019,49(7):879−886. [LI X, JIA D, LIU J L, et al. Antibiotic susceptibility and antimicrobial test of newly isolated Lactobacillus plantarum in vitro[J]. Chinese Veterinary Science,2019,49(7):879−886.
    [27] 白天天, 普宣宣, 蒋辰宇, 等. 四株乳酸菌及其组合抑菌效果比较[J]. 饲料工业,2020,41(3):31−35. [BAI T T, PU X X, JIANG C Y, et al. Comparison of bacteriostatic effects of four strains of lactic acid bacteria and their combinations[J]. Feed Industry,2020,41(3):31−35.
    [28]

    HYUNJOON P, SOYOUNG Y, YOSEP J, et al. Autoinducer-2 associated inhibition by Lactobacillus sakei NR28 reduces virulence of enterohaemorrhagic Escherichia coli O157:H7[J]. Food Control,2014,45:62−69. doi: 10.1016/j.foodcont.2014.04.024

    [29]

    NI-NA K, WANG J K, SEOK-SEONG K. Anti-biofilm effect of crude bacteriocin derived from Lactobacillus brevis DF01 on Escherichia coli and Salmonella typhimurium[J]. Food Control,2019,98:274−280. doi: 10.1016/j.foodcont.2018.11.004

  • 期刊类型引用(4)

    1. 刘璐,李晶峰,兰梦,李冬冰,张凯月,王跃龙,申嘉明,李春楠,张辉,孙佳明. 牡蛎蛋白酶解肽制备工艺优化及其对小鼠睾丸间质细胞睾酮分泌和氧化应激的影响. 食品工业科技. 2024(09): 168-176 . 本站查看
    2. 李冬冰,兰梦,王跃龙,刘璐,申嘉明,李晶峰,张辉,孙佳明. 珍珠母肽酶解工艺的优化及对人肝癌细胞HepG2能量代谢的影响. 现代食品科技. 2024(05): 92-101 . 百度学术
    3. 陈灼娟,柯秀贤,黄霄. 姬松茸抗氧化酶解液的制备. 食品与机械. 2023(03): 183-187+232 . 百度学术
    4. 张书会,罗璐,孙雪言,马爱民. 虎奶菇菌丝体抗菌肽提取工艺优化及活性研究. 食品与机械. 2022(08): 158-165 . 百度学术

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出版历程
  • 收稿日期:  2022-07-18
  • 网络出版日期:  2023-02-15
  • 刊出日期:  2023-04-14

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