蜂蜜中植物乳植杆菌和蜡状葡糖杆菌分离鉴定及其吸附铅、镉能力评价

作     者：高西贝 

作者单位：哈尔滨商业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：张红城;张根生

授予年度：2024年

学科分类：0832[工学-食品科学与工程（可授工学、农学学位）] 08[工学] 082203[工学-发酵工程] 0822[工学-轻工技术与工程] 

主      题：植物乳植杆菌 蜡状葡糖杆菌 分离鉴定 益生特性 吸附重金属 全基因组 

摘      要：蜂蜜是一种天然甜味剂,富含多种成分,具有丰富的营养价值和药用功效。许多研究已经从蜂蜜中筛选出一些具有耐高渗等独特性的益生菌。这些益生菌可以改善食品品质,提升产品附加值。本研究从蜂蜜中筛选出具有吸附重金属能力的、可食用的乳酸菌和醋酸菌,为其作为益生菌的潜在应用提供科学依据。 通过菌落特征、生化鉴定和16S rDNA,从蜂蜜中筛出的菌株C10被鉴定为植物乳植杆菌(Lactiplantibacillus plantarum C10),菌株 303 为蜡状葡糖杆菌(Gluconobacte r cerinus 303)。两株菌均无溶血和明胶酶活性;不能还原硝酸盐且不会脱羧产胺;C10 对红霉素、氯霉素、氨苄西林、复方新诺明都有很好的抗菌药物敏感性,303对四环素、头孢曲松敏感;C10的自聚集率和疏水率分别达到85.33%和35.50%,303的自聚集率为38.13%,疏水率为73.74%;C10在酸和胆盐条件下的存活率分别为39.39%和98.79%,303的存活率分别为76.19%和71.47%;在含高糖和高盐的培养基中,C10的存活率分别为61.87%和106.26%,303的存活率分别为45.59%和70.00%。 通过电感耦合等离子体发射光谱仪测定,植物乳植杆菌C10在2 h内对铅和镉的吸附率分别达到65.82%和20.44%,扫描电镜-X射线能谱检测表明,菌体吸附金属离子后,铅元素占元素百分比为5.65%,镉元素占元素百分比为1.99%;蜡状葡糖杆菌303在2 h内对铅和镉的吸附率分别为2.80%和2.19%,扫描电镜-X射线能谱检测表明,铅元素占元素百分比为1.18%,镉元素占元素百分比为0.73%;透射电镜-X射线能谱检测表明,金属离子也被吸附进菌体内部;傅里叶变换红外光谱分析表明,在吸附Pb2+、Cd2+以后两株菌的菌体表面蛋白二级结构发生了明显变化。植物乳植杆菌C10在吸附Pb2+后出现了β转角,而蜡状葡糖杆菌303的β折叠消失。结果表明,植物乳植杆菌C10吸附重金属离子效果优于蜡状葡糖杆菌303。 通过全基因组测序分析表明,植物乳植杆菌C10的基因组大小为3.24 Mb,共有3341个基因,平均长度为865 bp,平均G+C含量为44.63%。菌株具有较强的代谢能力、细胞膜通透性和良好的增殖能力。此外,在GO注释中,发现菌株C10有236个与金属离子结合蛋白的基因;植物乳植杆菌C10具有完整的糖酵解代谢途径;在菌株的基因组注释结果中,发现存在环丙沙星耐药基因;未发现溶血素、硝基还原、生物胺等有害代谢产物相关基因,与实验结果一致。在益生方面,菌株C10存在较多可以适应不同的环境的应激相关的蛋白编码基因,如温度胁迫基因、胆盐胁迫基因、酸碱胁迫基因和抗氧化活性基因等。 本研究首次报道了从蜂蜜中筛选出一株具有高富集铅、镉能力的植物乳植杆菌C10,为研制具有高吸附重金属能力的益生菌提供新的思路。