第36卷第8期
2008年8月西北农林科技大学学报(自然科学版)
JournalofNorthwestA&.FUniversity(Nat.Sci.Ed.)
V01.36
No.8
Aug.2008
2株鱼源乳酸菌的生物学特性研究
杨红玲1,孙云章1’2,叶继丹1’2,常建波1’2,陈政强1,林文燕1
(1集美大学水产学院福建省高校水产科学技术与食品安全重点实验室,福建厦门361021;
2集美大学水产学院厦门市饲料检测与安全评价重点实验室,福建厦门361021)
[摘要]【目的】研究2株鱼源乳酸菌的生物学特性,为石斑鱼高效益生菌株的筛选提供试验依据。【方法】体外检测乳酸菌EA-l和Y4—2产乳酸及超氧化物歧化酶(SOD)的能力,以及2菌株对不同pH值、胆盐、胃蛋白酶和高温的耐受能力。【结果】菌株EA_1和Y4—2均具有较强的产乳酸能力,培养液中的乳酸含量在96h内随培养时间
延长呈上升趋势,EA-1产乳酸速度相对较快。菌株EA-1和Y4—2均能在培养24h后产生活性稳定的SOD,培养48h后EA-1产生的SOD活性显著高于Y4—2(P<O.05)。菌株EA-1和Y4—2经pH2.5~4.5处理4h后存活数维持在
106
mL_1以上,菌株Y4—2对pH1.5低酸环境的耐受能力强于EA-1。2菌株在1g/L胆盐质量浓度下存活数均较高;
胆盐质量浓度达到2g/L时,EA一1和Y4—2的存活数可维持在105mL-1以上,提示2菌株对≤2g/L的胆盐具有一定的耐受性。经4~10g/L的蛋白酶处理30min后,E站1和Y4—2的存活数均维持在106mL-1以上。经60℃处理30min后EA-1和Y4—2的存活数均维持在106mL-1以上,Y4—2对80℃高温的耐受能力较EA一1强,说明E~1和Y4—2
有一定的热耐受性。【结论】EA-1和Y4—2产乳酸和soD能力均较强,且对低pH值、高胆盐、胃蛋白酶和高温具有一
定的耐受能力。
[关键词]乳酸菌;乳酸;石斑鱼;SOD;耐受[中图分类号]
R378.992
[文献标识码]
A
[文章编号]
1671—9387(2008)08一0025一06
BiOIOgiCaICharacteriSticsOftwOIactiCaCidbacteriafrOmorange—spottedgrouper(Ep们ep,1e/uscofofc炮s)IarVae
YANGHong—lin91,SUNYun—zhan91”,YEJi—dan91”,CHANGJian-b01”,
CHENZheng—qian91,LIN
(1
Wen—yanl
nPKP,Ln60r口£oqo,Sfi棚fP跏dnf^行oZogy,0,Aq抛c“f£“rP
Jimei
n竹dFDod
S口如y,Ffs^Pr蕊coffP舻,.,f榭i‰iw邝ify,X抽mP雄,F巧i口雄
361021,c^f加;2X如删靠KPyL口60mfo叫D,凡耐DPfFf曲行彻dS口扣甜£们f∽£fo疗,F渤Pri£jCDf如邸,
UHiwrsi缈,X缸mP”。F幻谊”361021,(’^i№)
provide
Abstract:【Objective】Bi0109icalcharactersof2strainsoflacticacidbacteriawerestudied
to
theoreticsupportingoodprobioticsstrainselectionforgrouper.【Method】LacticacidandSODproductionbylacticacidbacteriastrainsEA一1andY4—2fromOrange—spottedGrouper(Epinepheluscoioides)larvae,andthetoleranceofthetwostrains
to
lowpH,b订esalt,proteaseandheatwerestudied.【Result】EA一1
andY4—2exhibitedgoodlacticacidandSODproducingcapability.Lacticacidconcentrationintwoculturesincreased
as
incubationproceeded,EA一1producedlacticacidmorerapidly.EA一1andY4—2producedstable
amountofSODafter24hofincubation,andtheamountofSODproducedbyEA一1wassignificantlyhigherthanY4—2after48hofincubation(P<O.05).Thesurvival
counts
ofY4—2andEA一1wereabove106mL.1
[收稿日期][基金项目][作者简介][通讯作者]
2007一09—12
国家自然科学基金项目(30600461);集美大学科研基金项目(c60616)杨红玲(1976一),女,湖北石首人,助教,主要从事水产微生物研究。
孙云章(1976一),男,湖北石首人,讲师,博士,主要从事动物消化道微生物研究。E—mail:sunyunzhang@yahoo.com.c“
西北农林科技大学学报(自然科学版)
after4hoftreatmentY4—2wereable
to
第36卷
and
at
pH2.5—4.5.Y4—2wasmore
tolerant
to
lowpHcomparedwithEA一1.EA一1
counts
survivewellwithin1hincubatingwithlg/I.bilesalt.Thesurvival
ofY4—2and
EA一1wereabove1。OjmI。一1incubatingwith2g/Lbilesalt,whichindicatedthatY4~2andEA一1couldt01er—
ate
bilesaltconcentrationunder2g/L.Pepsinhadnegativeeffect
counts
on
thesurvivalofEA一1andY4—2strains,
thesurvival
ofY4—2andEA一1wereabove106mI。_1after30minoftreatmentwith4—10g/LPep—
ofY4—2andEA一1
to
sin.Thesurvival
counts
wereabove106mL一1after30minoftreatment
at
60℃,Y4—2
wasrelativelymoretoleranthightemperaturethanthatofEA—1.【Conclusion】EA一1andY4—2exhibited
to
goodlacticacidandS()Dproducingcapabilityandshowedgoodtoleranceheat.
Keywords:1acticacidbacteria;lacticacid;grouper;SOD;tolerance
lowpH,bilesalt,proteaseand
石斑鱼是近年来人工育苗成功的一种名贵海水
养殖鱼种,在我国东南沿海已有较大规模的养殖。
购自国药集团化学试剂有限公司。
1.2乳酸含量及超氧化物歧化酶(SOD)活性的测
定
在石斑鱼的人工养殖过程中,引起高死亡率的各种
细菌性疾病是影响生产的棘手问题。卜2|。目前,生产中多使用各种抗菌药物来预防和治疗鱼类的细菌性
将EA一1和Y4—2分别在MRS液体培养基中培
养24h活化,活化的乳酸菌培养液按体积分数5%
疾病,但抗菌药物的大量使用带来的药物残留和出现耐药菌株等问题,已引起了学术界和消费者的高度关注。为此,国内外科学家都致力于各种抗菌药物替代品的研究,其中绿色环保鱼用益生素的研发已成为国际上的研究热点。但是,鱼用益生菌的作
用效果并不稳定,其中一个很重要的原因可能是益
接种到MRS液体培养基中,每个菌株设3个重复,28℃静置培养。分别于培养的0,24,48,72,96和
120
h取培养液样品,按照南京建成生物工程研究
所提供的测定试剂盒说明书测定乳酸含量和超氧化物歧化酶(SOD)活性。SOD活性单位定义为:每
mg组织蛋白在1mL反应液中S()D抑制率达50%时所对应的SOD量为1个活性单位(U)。
1.3
生菌的选择不当,目前许多鱼用益生菌株并非分离自鱼类消化道,而是来自于环境或恒温动物。这些
益生菌往往因为不能在鱼类消化道定植或定植的时间太短,难以发挥其益生作用。因此,理想的益生素
pH值对乳酸菌EA一1和Y4—2存活的影响用1mol/LHCl调节MRS液体培养基pH值
分别为1.5,2.5,3.5和4.5,以未经调节的MRS液体培养基(pH值6.6)为对照。将EA一1或Y4—2活化菌种接种至各处理培养基,接种量为体积分数
5%,28℃静置培养。4h后取上述各处理培养菌液,用30g/I。NaCl无菌液梯度稀释。取10_4~10_7稀释度菌液0.2mI。进行平板计数r7],每个梯度做2个重复。本研究平板计数试验中均用MRS固体培养基,28℃常规培养。
1.4
菌株最好来自动物自身胃肠道p“。水产养殖中益生菌制剂可以通过养殖水体或饵料投喂进入鱼类胃肠道,益生菌株必须能耐受鱼胃肠道环境的影响(如
胆盐、酸性环境、胃蛋白酶等的影响),方可在鱼胃肠道内大量存活,发挥其益生作用』_6]。EA一1和Y4—2
2菌株是笔者从斜带石斑鱼体内分离筛选到的抑菌
能力较强的乳酸菌,为了深入了解这2株菌的生物
学特性,本试验对其产乳酸和超氧化物歧化酶(S()D)的能力及对低酸、高胆汁酸盐、胃蛋白酶、高
温的耐受能力进行了研究,现将结果报道如下。
胆盐对乳酸菌EA一1和Y4—2存活的影响试验设4个不同胆盐处理组(1,2,3和4g/L),
以不加胆盐(og/I。)的培养基(pH值6.6)为对照
1材料与方法
1.11.1.1
组,各处理组培养基均用1mol/L的Na0H和HCl溶液调节pH与对照组相同。分别接种EA一1或Y4—2活化菌种于各处理组及对照组培养基中,接种量同1.3节。28℃条件下静置培养lh后,取样进
行平板菌落计数。
1.5
材料菌
株
乳酸菌EA一1和Y4—2由集美大学
福建省高校水产科学技术与食品安全重点实验室保存,分离自斜带石斑鱼(E户i聍P户^Pz“sfoioidPs)仔鱼
体内。
1.1.2
蛋白酶对乳酸菌EA一1和Y4—2存活的影响试验设4个不同质量浓度的胃蛋白酶处理(分
试
剂
胃蛋白酶购自Sigma公司;猪胆盐别为4,6,8和lOg/L),以不加蛋白酶(Og/L)的培
第8期杨红玲等:2株鱼源乳酸菌的生物学特性研究
27
养基(pH值6.6)为对照,各处理组培养基均用1
mol/L的Na0H和HCl溶液调节pH值与对照组相同。向各处理组及对照组培养基中分别接种EA一
期(96和120h),EA一1培养液中的乳酸含量显著高于Y4—2(P<O.05)。
1或Y4—2活化菌种,接种量同1.3节。28℃条件下
静置培养30min,取样进行平板菌落计数。
f、o
1.6温度对乳酸菌EA一1和Y4—2存活的影响
将活化的乳酸菌菌液按体积分数5%接种于MRS液体培养基,取菌液分别于28(对照),40,60
和80℃处理30min,取样进行平板菌落计数。1.7数据处理
p童
重i
耄
0
24
4S
72
96
120
乳酸含量和SOD活性数据经Microsoft
Excel
时间/h
Time
初步整理后,利用SPSSll.5单因子方差分析中的
Duncan法进行统计分析。
图1不同培养时间对乳酸菌乳酸含量的影响
2结果与分析
2.1
同一时间点数据标注不同小写字母者表示差异显著(P<O.05)
Fig.1
Variationoflacticacidconcentrationduring
differentincubationtime
Values
in
乳酸含量及SOD活性随培养时间的变化
由图1可见,菌株EA一1和Y4—2培养液中的乳
酸含量在96h内随培养时间的延长呈上升趋势;培
thesametimewithdifferentsmall
lettersdiffersignificantly(P<O.05)
养72h后2株菌乳酸产量明显上升,但EA一1产乳酸速度较快,乳酸含量在96h左右达到最大值,此后下降,这可能是由于随培养时间的延长,乳酸菌逐渐衰老,生长能力下降,此前产生的乳酸为乳酸菌本身代谢所利用,导致培养液中乳酸含量下降;培养后
表1
Table1
由表1可知,在整个培养过程中,EA一1和Y4—2
各自产生的SOD活性比较稳定,差异不显著;培养
24h时,EA一1与Y4—2菌株的SoD活性差异不显
著,培养48h后(包括48h),EA一1培养液中的SOD
活性显著高于Y4—2(P<O.05)。
不同培养时间对乳酸菌SOD活性的影响
at
SODactivityof1acticacidbacte“a
differentincubationtime
U/mL
注:同列数据后标不同小写字母者表示差异显著(P<0.05)。
Note:values
inthe
samecolumnwithdifferentsmalllettersdiffer
significantly(P<O.05)
2.2
pH值对EA一1、Y4—2存活的影响
由表2可知,EA一1在pH为1.5时存活数低于
说明EA一1对pH2.5以上酸性环境有一定耐受性;Y4—2在pH≥1.5时,存活数≥1.5×107mL~,说
明Y4—2对低酸环境具有较好的耐受性,其对低酸环境的耐受能力较EA一1强。
5.O×104mL~,说明EA一1对pH1.5耐受性差;在
pH≥2.5时EA一1的存活数维持在106mL-1以上,
表2乳酸菌在不同pH值条件下的存活数
Table2
Survival
counts
oflacticacidbacteriaunderdifferentpH
mI。一1
2.3
胆盐质量浓度对EA一1和Y4—2存活的影响由表3可知,在胆盐质量浓度为1g/L时,EA一
EA一1和Y4—2的存活数量仍维持在105mL-1以上,
提示EA一1和Y4—2对≤2g/L的胆盐具有一定的耐
1和Y4—2的存活数均较高,分别为1.O×107
mL叫
受性;当胆盐质量浓度≥3g/L时,2株菌存活数均
低于5.O×104mL~。
和5.0×106mL~,当胆盐质量浓度达到2g/L时,
28
西北农林科技大学学报(自然科学版)第36卷
2.4
胃蛋白酶对EA一1和Y4—2存活的影响
由表4可知,胃蛋白酶对EA一1和Y4—2的存活
min后,EA—l和Y4—2的存活数均在106mI。一1以
上,说明EA一1和Y4—2对胃蛋白酶有一定的耐受
性。
有一定的影响,经4~10g/L的胃蛋白酶处理30
表4乳酸菌在不同胃蛋白酶质量浓度下的存活数
Table
4
Survival
counts
oflacticacidbacteriaunderdifferentpepsinconcentrations
mI。一1
2.5温度对EA一1和Y4—2存活的影响
由表5可知,EA—l和Y4—2活菌数随着处理温
℃时EA—l和Y4—2的存活数≥106mL~;80℃时,Y4—2存活数维持在5.oxl06mL~,而EA一1存活数低于5.O×104mI。~,提示Y4—2对高温的耐受能
力较EA一1强。
度的升高而下降,40℃时EA一1和Y4—2的存活数均较高,分别为1.9×108mL叫和5.O×109
Table5
mL~;60
表5乳酸茵在不同温度下的存活数
Survivaloflacticacid
bacteriaunderdifferenttemperatures
mI。
3讨论
3.1
能在培养24h后产生一定量的S()D,因此作者推
测,EA一1和Y4—2菌株可增强动物的免疫功能,提高
动物的抗病力。
3.2
乳酸菌产乳酸及S()D能力
乳酸菌能分泌各种抑菌物质抑制病原微生物增殖,其中乳酸是最常见的抑菌物质之一[3’8]。乳酸菌在肠道大量繁殖,产生的乳酸可降低消化道pH值,从而抑制病原菌的生长和繁殖[9]。本试验以2株抑菌能力较强的鱼源乳酸菌EA—l和Y4—2为研究对象,测定了其培养液中乳酸含量,结果表明,2株乳
酸菌均具有较强的产乳酸能力,且培养液中的乳酸含量在96h内随培养时间延长呈上升趋势,因此作
乳酸菌的环境耐受能力
水产养殖中,益生菌菌株进入鱼胃肠道后必须能耐受鱼胃肠道环境因素,如胃肠道酸性环境、胆盐、胃蛋白酶等的作用,方可在胃肠道内存活,发挥其益生作用[5“]。海水鱼胃内的pH值在2.o~4.o,这种低pH值环境对乳酸茵有很大的抑制作用¨3。。本试验研究了乳酸菌EA一1和Y4—2在pH值1.5~4.5低酸环境中的存活情况。结果表明,乳酸菌
EA一1和Y4—2经pH2.5~4.5处理4h后,存活数分别维持在106mL-1和107mL叫以上,表明大部分的EA一1和Y4—2菌株有望顺利通过鱼胃;经pH
者推测这2株乳酸菌可能具有良好的应用前景。
超氧化物歧化酶(SOD)是一种重要的抗氧化酶,可清除体内自由基,保护细胞免受损害,使细胞能正常合成各种酶类,对增强吞噬细胞活性和整个机体的免疫功能具有重要作用¨…。当SOD活性降低时,生物体内自由基积累,导致生理功能失调,免疫水平下降,容易发生疾病Ⅲ]。有研究表明,益生菌能刺激机体使SOD活性上升,从而增强机体非特异性免疫功能,但有关益生菌自身产生SOD的报道
很少[3’12|。本试验结果显示,EA一1和Y4—2菌株均
1.5处理后,Y4—2存活数量为1.5×107mI。~,而EA一存活数低于5.0×104mL~。因此,相对于EA一
1菌株,Y4—2菌株对低酸环境的耐受能力更强,通过鱼胃进入肠道的可能性更大。
除耐受胃内的低酸环境外,益生菌还需具备耐受小肠中胆盐等形成的高渗透压环境的能力,所以对胆盐的耐受性也是筛选益生菌的一个重要指标。
第8期杨红玲等:2株鱼源乳酸菌的生物学特性研究
有研究表明,乳酸菌具有一定的胆盐耐受能力[13‘1引。本试验中,乳酸菌Y4—2和EA一1在1g/L胆盐质量浓度条件下存活数均较高;当胆盐质量浓度达到2g/L时,EA一1和Y4—2的存活数仍维持在105
mL叫
以上,提示EA一1和Y4—2对≤2g/L的胆盐具有一
定的耐受性。虽然目前缺乏海水鱼肠道内胆盐质量
浓度的数据,但鱼胆囊内胆盐含量在2~10
g/L[15。1引,进入肠道被稀释,肠道内胆盐质量浓度要
远低于胆囊内胆盐含量。由此而知,EA一1和Y4—2菌株能否耐受鱼肠道胆盐的影响,在鱼肠道内存活,尚需进一步研究。
益生菌除要能耐受低酸和高胆盐环境外,还必
须能耐受胃肠道蛋白酶的降解。据报道,当pH值
高于2.5时,含10g/L胃蛋白酶的人工胃液对乳酸
菌存活的影响很小[17|。本试验结果表明,胃蛋白酶对乳酸菌EA~1和Y4—2的存活有一定的影响,但经
4~10g/L的胃蛋白酶处理后,EA一1和Y4—2的存
活数均维持在106mI。一1以上,说明EA一1和Y4—2菌株对胃蛋白酶的耐受能力较强。因此,Y4—2和EA一1菌株有望能抵御胃蛋白酶的降解,在胃肠道中保持较高的存活率,发挥益生作用。
通过饵料投喂动物,益生菌须能耐受饵料加工
时的高温。据报道,乳酸菌通常不能耐受高温,经80℃处理5~15min后存活数低于1.O×104
mL_1[18]。本试验中,EA一1和Y4—2菌株经60℃处理30min后存活数≥106mL~,经80℃处理30
min后,Y4—2存活数维持在5.O×106
mL-1,而EA一1
存活数低于5.0×104mL一。表明,EA一1和Y4—2
菌株均具有一定的热耐受性,Y4—2对高温的耐受能
力更强,有望耐受饲料加工过程中的高温。
本研究结果表明,鱼源乳酸菌EA一1和Y4—2产乳酸和S()D能力较强,且对低pH值、高胆盐、胃蛋
白酶和高温具有一定的耐受能力,有望能在鱼胃肠道中存活并发挥其益生作用,有进一步研究开发的价值。
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2株鱼源乳酸菌的生物学特性研究
作者:作者单位:
杨红玲, 孙云章, 叶继丹, 常建波, 陈政强, 林文燕
杨红玲,陈政强,林文燕(集美大学,水产学院,福建省高校水产科学技术与食品安全重点实验室,福建,厦门,361021), 孙云章,叶继丹,常建波(集美大学,水产学院,福建省高校水产科学技术与食品安全重点实验室,福建,厦门,361021;集美大学,水产学院,厦门市饲料检测与安全评价重点实验室,福建,厦门,361021)
西北农林科技大学学报(自然科学版)
JOURNAL OF NORTHWEST A&F UNIVERSITY(NATURAL SCIENCE EDITION)2008,36(8)
刊名:英文刊名:年,卷(期):
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本文链接:http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_xbnydxxb200808005.aspx
第36卷第8期
2008年8月西北农林科技大学学报(自然科学版)
JournalofNorthwestA&.FUniversity(Nat.Sci.Ed.)
V01.36
No.8
Aug.2008
2株鱼源乳酸菌的生物学特性研究
杨红玲1,孙云章1’2,叶继丹1’2,常建波1’2,陈政强1,林文燕1
(1集美大学水产学院福建省高校水产科学技术与食品安全重点实验室,福建厦门361021;
2集美大学水产学院厦门市饲料检测与安全评价重点实验室,福建厦门361021)
[摘要]【目的】研究2株鱼源乳酸菌的生物学特性,为石斑鱼高效益生菌株的筛选提供试验依据。【方法】体外检测乳酸菌EA-l和Y4—2产乳酸及超氧化物歧化酶(SOD)的能力,以及2菌株对不同pH值、胆盐、胃蛋白酶和高温的耐受能力。【结果】菌株EA_1和Y4—2均具有较强的产乳酸能力,培养液中的乳酸含量在96h内随培养时间
延长呈上升趋势,EA-1产乳酸速度相对较快。菌株EA-1和Y4—2均能在培养24h后产生活性稳定的SOD,培养48h后EA-1产生的SOD活性显著高于Y4—2(P<O.05)。菌株EA-1和Y4—2经pH2.5~4.5处理4h后存活数维持在
106
mL_1以上,菌株Y4—2对pH1.5低酸环境的耐受能力强于EA-1。2菌株在1g/L胆盐质量浓度下存活数均较高;
胆盐质量浓度达到2g/L时,EA一1和Y4—2的存活数可维持在105mL-1以上,提示2菌株对≤2g/L的胆盐具有一定的耐受性。经4~10g/L的蛋白酶处理30min后,E站1和Y4—2的存活数均维持在106mL-1以上。经60℃处理30min后EA-1和Y4—2的存活数均维持在106mL-1以上,Y4—2对80℃高温的耐受能力较EA一1强,说明E~1和Y4—2
有一定的热耐受性。【结论】EA-1和Y4—2产乳酸和soD能力均较强,且对低pH值、高胆盐、胃蛋白酶和高温具有一
定的耐受能力。
[关键词]乳酸菌;乳酸;石斑鱼;SOD;耐受[中图分类号]
R378.992
[文献标识码]
A
[文章编号]
1671—9387(2008)08一0025一06
BiOIOgiCaICharacteriSticsOftwOIactiCaCidbacteriafrOmorange—spottedgrouper(Ep们ep,1e/uscofofc炮s)IarVae
YANGHong—lin91,SUNYun—zhan91”,YEJi—dan91”,CHANGJian-b01”,
CHENZheng—qian91,LIN
(1
Wen—yanl
nPKP,Ln60r口£oqo,Sfi棚fP跏dnf^行oZogy,0,Aq抛c“f£“rP
Jimei
n竹dFDod
S口如y,Ffs^Pr蕊coffP舻,.,f榭i‰iw邝ify,X抽mP雄,F巧i口雄
361021,c^f加;2X如删靠KPyL口60mfo叫D,凡耐DPfFf曲行彻dS口扣甜£们f∽£fo疗,F渤Pri£jCDf如邸,
UHiwrsi缈,X缸mP”。F幻谊”361021,(’^i№)
provide
Abstract:【Objective】Bi0109icalcharactersof2strainsoflacticacidbacteriawerestudied
to
theoreticsupportingoodprobioticsstrainselectionforgrouper.【Method】LacticacidandSODproductionbylacticacidbacteriastrainsEA一1andY4—2fromOrange—spottedGrouper(Epinepheluscoioides)larvae,andthetoleranceofthetwostrains
to
lowpH,b订esalt,proteaseandheatwerestudied.【Result】EA一1
andY4—2exhibitedgoodlacticacidandSODproducingcapability.Lacticacidconcentrationintwoculturesincreased
as
incubationproceeded,EA一1producedlacticacidmorerapidly.EA一1andY4—2producedstable
amountofSODafter24hofincubation,andtheamountofSODproducedbyEA一1wassignificantlyhigherthanY4—2after48hofincubation(P<O.05).Thesurvival
counts
ofY4—2andEA一1wereabove106mL.1
[收稿日期][基金项目][作者简介][通讯作者]
2007一09—12
国家自然科学基金项目(30600461);集美大学科研基金项目(c60616)杨红玲(1976一),女,湖北石首人,助教,主要从事水产微生物研究。
孙云章(1976一),男,湖北石首人,讲师,博士,主要从事动物消化道微生物研究。E—mail:sunyunzhang@yahoo.com.c“
西北农林科技大学学报(自然科学版)
after4hoftreatmentY4—2wereable
to
第36卷
and
at
pH2.5—4.5.Y4—2wasmore
tolerant
to
lowpHcomparedwithEA一1.EA一1
counts
survivewellwithin1hincubatingwithlg/I.bilesalt.Thesurvival
ofY4—2and
EA一1wereabove1。OjmI。一1incubatingwith2g/Lbilesalt,whichindicatedthatY4~2andEA一1couldt01er—
ate
bilesaltconcentrationunder2g/L.Pepsinhadnegativeeffect
counts
on
thesurvivalofEA一1andY4—2strains,
thesurvival
ofY4—2andEA一1wereabove106mI。_1after30minoftreatmentwith4—10g/LPep—
ofY4—2andEA一1
to
sin.Thesurvival
counts
wereabove106mL一1after30minoftreatment
at
60℃,Y4—2
wasrelativelymoretoleranthightemperaturethanthatofEA—1.【Conclusion】EA一1andY4—2exhibited
to
goodlacticacidandS()Dproducingcapabilityandshowedgoodtoleranceheat.
Keywords:1acticacidbacteria;lacticacid;grouper;SOD;tolerance
lowpH,bilesalt,proteaseand
石斑鱼是近年来人工育苗成功的一种名贵海水
养殖鱼种,在我国东南沿海已有较大规模的养殖。
购自国药集团化学试剂有限公司。
1.2乳酸含量及超氧化物歧化酶(SOD)活性的测
定
在石斑鱼的人工养殖过程中,引起高死亡率的各种
细菌性疾病是影响生产的棘手问题。卜2|。目前,生产中多使用各种抗菌药物来预防和治疗鱼类的细菌性
将EA一1和Y4—2分别在MRS液体培养基中培
养24h活化,活化的乳酸菌培养液按体积分数5%
疾病,但抗菌药物的大量使用带来的药物残留和出现耐药菌株等问题,已引起了学术界和消费者的高度关注。为此,国内外科学家都致力于各种抗菌药物替代品的研究,其中绿色环保鱼用益生素的研发已成为国际上的研究热点。但是,鱼用益生菌的作
用效果并不稳定,其中一个很重要的原因可能是益
接种到MRS液体培养基中,每个菌株设3个重复,28℃静置培养。分别于培养的0,24,48,72,96和
120
h取培养液样品,按照南京建成生物工程研究
所提供的测定试剂盒说明书测定乳酸含量和超氧化物歧化酶(SOD)活性。SOD活性单位定义为:每
mg组织蛋白在1mL反应液中S()D抑制率达50%时所对应的SOD量为1个活性单位(U)。
1.3
生菌的选择不当,目前许多鱼用益生菌株并非分离自鱼类消化道,而是来自于环境或恒温动物。这些
益生菌往往因为不能在鱼类消化道定植或定植的时间太短,难以发挥其益生作用。因此,理想的益生素
pH值对乳酸菌EA一1和Y4—2存活的影响用1mol/LHCl调节MRS液体培养基pH值
分别为1.5,2.5,3.5和4.5,以未经调节的MRS液体培养基(pH值6.6)为对照。将EA一1或Y4—2活化菌种接种至各处理培养基,接种量为体积分数
5%,28℃静置培养。4h后取上述各处理培养菌液,用30g/I。NaCl无菌液梯度稀释。取10_4~10_7稀释度菌液0.2mI。进行平板计数r7],每个梯度做2个重复。本研究平板计数试验中均用MRS固体培养基,28℃常规培养。
1.4
菌株最好来自动物自身胃肠道p“。水产养殖中益生菌制剂可以通过养殖水体或饵料投喂进入鱼类胃肠道,益生菌株必须能耐受鱼胃肠道环境的影响(如
胆盐、酸性环境、胃蛋白酶等的影响),方可在鱼胃肠道内大量存活,发挥其益生作用』_6]。EA一1和Y4—2
2菌株是笔者从斜带石斑鱼体内分离筛选到的抑菌
能力较强的乳酸菌,为了深入了解这2株菌的生物
学特性,本试验对其产乳酸和超氧化物歧化酶(S()D)的能力及对低酸、高胆汁酸盐、胃蛋白酶、高
温的耐受能力进行了研究,现将结果报道如下。
胆盐对乳酸菌EA一1和Y4—2存活的影响试验设4个不同胆盐处理组(1,2,3和4g/L),
以不加胆盐(og/I。)的培养基(pH值6.6)为对照
1材料与方法
1.11.1.1
组,各处理组培养基均用1mol/L的Na0H和HCl溶液调节pH与对照组相同。分别接种EA一1或Y4—2活化菌种于各处理组及对照组培养基中,接种量同1.3节。28℃条件下静置培养lh后,取样进
行平板菌落计数。
1.5
材料菌
株
乳酸菌EA一1和Y4—2由集美大学
福建省高校水产科学技术与食品安全重点实验室保存,分离自斜带石斑鱼(E户i聍P户^Pz“sfoioidPs)仔鱼
体内。
1.1.2
蛋白酶对乳酸菌EA一1和Y4—2存活的影响试验设4个不同质量浓度的胃蛋白酶处理(分
试
剂
胃蛋白酶购自Sigma公司;猪胆盐别为4,6,8和lOg/L),以不加蛋白酶(Og/L)的培
第8期杨红玲等:2株鱼源乳酸菌的生物学特性研究
27
养基(pH值6.6)为对照,各处理组培养基均用1
mol/L的Na0H和HCl溶液调节pH值与对照组相同。向各处理组及对照组培养基中分别接种EA一
期(96和120h),EA一1培养液中的乳酸含量显著高于Y4—2(P<O.05)。
1或Y4—2活化菌种,接种量同1.3节。28℃条件下
静置培养30min,取样进行平板菌落计数。
f、o
1.6温度对乳酸菌EA一1和Y4—2存活的影响
将活化的乳酸菌菌液按体积分数5%接种于MRS液体培养基,取菌液分别于28(对照),40,60
和80℃处理30min,取样进行平板菌落计数。1.7数据处理
p童
重i
耄
0
24
4S
72
96
120
乳酸含量和SOD活性数据经Microsoft
Excel
时间/h
Time
初步整理后,利用SPSSll.5单因子方差分析中的
Duncan法进行统计分析。
图1不同培养时间对乳酸菌乳酸含量的影响
2结果与分析
2.1
同一时间点数据标注不同小写字母者表示差异显著(P<O.05)
Fig.1
Variationoflacticacidconcentrationduring
differentincubationtime
Values
in
乳酸含量及SOD活性随培养时间的变化
由图1可见,菌株EA一1和Y4—2培养液中的乳
酸含量在96h内随培养时间的延长呈上升趋势;培
thesametimewithdifferentsmall
lettersdiffersignificantly(P<O.05)
养72h后2株菌乳酸产量明显上升,但EA一1产乳酸速度较快,乳酸含量在96h左右达到最大值,此后下降,这可能是由于随培养时间的延长,乳酸菌逐渐衰老,生长能力下降,此前产生的乳酸为乳酸菌本身代谢所利用,导致培养液中乳酸含量下降;培养后
表1
Table1
由表1可知,在整个培养过程中,EA一1和Y4—2
各自产生的SOD活性比较稳定,差异不显著;培养
24h时,EA一1与Y4—2菌株的SoD活性差异不显
著,培养48h后(包括48h),EA一1培养液中的SOD
活性显著高于Y4—2(P<O.05)。
不同培养时间对乳酸菌SOD活性的影响
at
SODactivityof1acticacidbacte“a
differentincubationtime
U/mL
注:同列数据后标不同小写字母者表示差异显著(P<0.05)。
Note:values
inthe
samecolumnwithdifferentsmalllettersdiffer
significantly(P<O.05)
2.2
pH值对EA一1、Y4—2存活的影响
由表2可知,EA一1在pH为1.5时存活数低于
说明EA一1对pH2.5以上酸性环境有一定耐受性;Y4—2在pH≥1.5时,存活数≥1.5×107mL~,说
明Y4—2对低酸环境具有较好的耐受性,其对低酸环境的耐受能力较EA一1强。
5.O×104mL~,说明EA一1对pH1.5耐受性差;在
pH≥2.5时EA一1的存活数维持在106mL-1以上,
表2乳酸菌在不同pH值条件下的存活数
Table2
Survival
counts
oflacticacidbacteriaunderdifferentpH
mI。一1
2.3
胆盐质量浓度对EA一1和Y4—2存活的影响由表3可知,在胆盐质量浓度为1g/L时,EA一
EA一1和Y4—2的存活数量仍维持在105mL-1以上,
提示EA一1和Y4—2对≤2g/L的胆盐具有一定的耐
1和Y4—2的存活数均较高,分别为1.O×107
mL叫
受性;当胆盐质量浓度≥3g/L时,2株菌存活数均
低于5.O×104mL~。
和5.0×106mL~,当胆盐质量浓度达到2g/L时,
28
西北农林科技大学学报(自然科学版)第36卷
2.4
胃蛋白酶对EA一1和Y4—2存活的影响
由表4可知,胃蛋白酶对EA一1和Y4—2的存活
min后,EA—l和Y4—2的存活数均在106mI。一1以
上,说明EA一1和Y4—2对胃蛋白酶有一定的耐受
性。
有一定的影响,经4~10g/L的胃蛋白酶处理30
表4乳酸菌在不同胃蛋白酶质量浓度下的存活数
Table
4
Survival
counts
oflacticacidbacteriaunderdifferentpepsinconcentrations
mI。一1
2.5温度对EA一1和Y4—2存活的影响
由表5可知,EA—l和Y4—2活菌数随着处理温
℃时EA—l和Y4—2的存活数≥106mL~;80℃时,Y4—2存活数维持在5.oxl06mL~,而EA一1存活数低于5.O×104mI。~,提示Y4—2对高温的耐受能
力较EA一1强。
度的升高而下降,40℃时EA一1和Y4—2的存活数均较高,分别为1.9×108mL叫和5.O×109
Table5
mL~;60
表5乳酸茵在不同温度下的存活数
Survivaloflacticacid
bacteriaunderdifferenttemperatures
mI。
3讨论
3.1
能在培养24h后产生一定量的S()D,因此作者推
测,EA一1和Y4—2菌株可增强动物的免疫功能,提高
动物的抗病力。
3.2
乳酸菌产乳酸及S()D能力
乳酸菌能分泌各种抑菌物质抑制病原微生物增殖,其中乳酸是最常见的抑菌物质之一[3’8]。乳酸菌在肠道大量繁殖,产生的乳酸可降低消化道pH值,从而抑制病原菌的生长和繁殖[9]。本试验以2株抑菌能力较强的鱼源乳酸菌EA—l和Y4—2为研究对象,测定了其培养液中乳酸含量,结果表明,2株乳
酸菌均具有较强的产乳酸能力,且培养液中的乳酸含量在96h内随培养时间延长呈上升趋势,因此作
乳酸菌的环境耐受能力
水产养殖中,益生菌菌株进入鱼胃肠道后必须能耐受鱼胃肠道环境因素,如胃肠道酸性环境、胆盐、胃蛋白酶等的作用,方可在胃肠道内存活,发挥其益生作用[5“]。海水鱼胃内的pH值在2.o~4.o,这种低pH值环境对乳酸茵有很大的抑制作用¨3。。本试验研究了乳酸菌EA一1和Y4—2在pH值1.5~4.5低酸环境中的存活情况。结果表明,乳酸菌
EA一1和Y4—2经pH2.5~4.5处理4h后,存活数分别维持在106mL-1和107mL叫以上,表明大部分的EA一1和Y4—2菌株有望顺利通过鱼胃;经pH
者推测这2株乳酸菌可能具有良好的应用前景。
超氧化物歧化酶(SOD)是一种重要的抗氧化酶,可清除体内自由基,保护细胞免受损害,使细胞能正常合成各种酶类,对增强吞噬细胞活性和整个机体的免疫功能具有重要作用¨…。当SOD活性降低时,生物体内自由基积累,导致生理功能失调,免疫水平下降,容易发生疾病Ⅲ]。有研究表明,益生菌能刺激机体使SOD活性上升,从而增强机体非特异性免疫功能,但有关益生菌自身产生SOD的报道
很少[3’12|。本试验结果显示,EA一1和Y4—2菌株均
1.5处理后,Y4—2存活数量为1.5×107mI。~,而EA一存活数低于5.0×104mL~。因此,相对于EA一
1菌株,Y4—2菌株对低酸环境的耐受能力更强,通过鱼胃进入肠道的可能性更大。
除耐受胃内的低酸环境外,益生菌还需具备耐受小肠中胆盐等形成的高渗透压环境的能力,所以对胆盐的耐受性也是筛选益生菌的一个重要指标。
第8期杨红玲等:2株鱼源乳酸菌的生物学特性研究
有研究表明,乳酸菌具有一定的胆盐耐受能力[13‘1引。本试验中,乳酸菌Y4—2和EA一1在1g/L胆盐质量浓度条件下存活数均较高;当胆盐质量浓度达到2g/L时,EA一1和Y4—2的存活数仍维持在105
mL叫
以上,提示EA一1和Y4—2对≤2g/L的胆盐具有一
定的耐受性。虽然目前缺乏海水鱼肠道内胆盐质量
浓度的数据,但鱼胆囊内胆盐含量在2~10
g/L[15。1引,进入肠道被稀释,肠道内胆盐质量浓度要
远低于胆囊内胆盐含量。由此而知,EA一1和Y4—2菌株能否耐受鱼肠道胆盐的影响,在鱼肠道内存活,尚需进一步研究。
益生菌除要能耐受低酸和高胆盐环境外,还必
须能耐受胃肠道蛋白酶的降解。据报道,当pH值
高于2.5时,含10g/L胃蛋白酶的人工胃液对乳酸
菌存活的影响很小[17|。本试验结果表明,胃蛋白酶对乳酸菌EA~1和Y4—2的存活有一定的影响,但经
4~10g/L的胃蛋白酶处理后,EA一1和Y4—2的存
活数均维持在106mI。一1以上,说明EA一1和Y4—2菌株对胃蛋白酶的耐受能力较强。因此,Y4—2和EA一1菌株有望能抵御胃蛋白酶的降解,在胃肠道中保持较高的存活率,发挥益生作用。
通过饵料投喂动物,益生菌须能耐受饵料加工
时的高温。据报道,乳酸菌通常不能耐受高温,经80℃处理5~15min后存活数低于1.O×104
mL_1[18]。本试验中,EA一1和Y4—2菌株经60℃处理30min后存活数≥106mL~,经80℃处理30
min后,Y4—2存活数维持在5.O×106
mL-1,而EA一1
存活数低于5.0×104mL一。表明,EA一1和Y4—2
菌株均具有一定的热耐受性,Y4—2对高温的耐受能
力更强,有望耐受饲料加工过程中的高温。
本研究结果表明,鱼源乳酸菌EA一1和Y4—2产乳酸和S()D能力较强,且对低pH值、高胆盐、胃蛋
白酶和高温具有一定的耐受能力,有望能在鱼胃肠道中存活并发挥其益生作用,有进一步研究开发的价值。
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2株鱼源乳酸菌的生物学特性研究
作者:作者单位:
杨红玲, 孙云章, 叶继丹, 常建波, 陈政强, 林文燕
杨红玲,陈政强,林文燕(集美大学,水产学院,福建省高校水产科学技术与食品安全重点实验室,福建,厦门,361021), 孙云章,叶继丹,常建波(集美大学,水产学院,福建省高校水产科学技术与食品安全重点实验室,福建,厦门,361021;集美大学,水产学院,厦门市饲料检测与安全评价重点实验室,福建,厦门,361021)
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