副干酪乳杆菌CFS抗真菌活性应用研究

作     者：郑璇 

作者单位：浙江工商大学 

学位级别：硕士

导师姓名：梁新乐

授予年度：2022年

学科分类：08[工学] 0822[工学-轻工技术与工程] 082203[工学-发酵工程] 

主      题：副干酪乳杆菌 细菌纳米纤维素 无细胞发酵上清液 抗真菌 环二肽 

摘      要：抗真菌活性乳酸菌是一类能够在发酵过程中产生抗真菌物质从而抑制真菌生长的乳酸菌。其无细胞发酵上清液（Cell-free fermentation supernatant,CFS）中含有有机酸、抗菌肽和脂肪酸等多种生物活性物质。筛选新的抗真菌活性乳酸菌并探索它在食品中抵抗真菌腐败的能力,在改善食品安全方面具有重要意义。首先从浙江传统玫瑰醋中分离出9株乳酸菌并通过共培养探究对真菌的抑制作用。选择Lactobacillus paracasei ZX1231制备CFS1231并阐明了其对白假丝酵母菌、青霉和黑曲霉菌丝生长具有强抑制作用。其在食品（面包和酱油）中的挑战实验表明CFS1231的直接加入具有显著的抗真菌活性,持续抑制青霉和鲁氏酵母15天内未生长。考虑到CFS1231的直接加入会给食品颜色和风味带来一些负面影响,我们结合了巴氏醋杆菌细菌纳米纤维素（Bacterial nanocellulose,BNC）的优点,通过浸渍法制备了一种CFS-BNC膜,再通过随机响应面方法优化了影响因子（CFS1231浓度和浸泡时间）。结果表明,CFS1231浓度和浸泡时间对响应值（ZOI）影响显著,而交互作用不显著。浸泡时间对CFS-BNC膜抗真菌活性的影响大于CFS1231浓度。将63.07%的CFS1231浓度和60 min的浸泡时间作为最佳优化结果制备CFS-BNC膜。扫描电子显微镜、FTIR光谱、热重和机械性能测试的结果表明CFS1231的引入优化了BNC膜性能。在CFS-BNC膜作为食品包装的挑战实验中,牛肉中Canidia albicans CICC 32819的CFU在9天内从7.2 log10下降到5.3 log10,在奶酪6天贮藏期内从6.4 log10急剧下降至0。面包中Penicillium polonicum M-517的CFU在15天内从6.5 log10显著降低至4.2log10。结果表明CFS-BNC膜作为食品包装可以有效抑制真菌生长,延长食品货架期。ZX1231菌株和/或其BNC组合复合物有望在食品安全和食品包装中得到广泛应用。本课题还对CFS1231中的抗真菌物质进行分离纯化。通过乙酸乙酯萃取、硅胶柱层析、半制备液相色谱分析和LC-MS/MS分析鉴定得到4种环二肽并分别:XHEBi Lu-13、XHELi Po-97、XHEBe Po-19和XHAc Po-36。其中XHEBi Lu-13和XHAc Po-36是首次在乳酸菌培养产物中检测到且能显著抑制白假丝酵母的丝状化发育过程的环二肽。分子对接实验表明4种环二肽能够通过阻断真菌这种形态转换作为白假丝酵母菌毒力二型性的有效抑制剂。这对于新型环二肽类抗真菌剂开发具有重要的理论指导意义。