針對酒曲中的微生物進行分離純化,得到11株細菌和2株真菌,并采用酪蛋白平板法和Arima時間法篩選出了1株產凝乳酶的細菌菌株編號為LB-51。通過形態(tài)學觀察、生理生化實驗和16S rDNA序列分析鑒定該菌株為解淀粉芽孢桿菌,將該產凝乳酶菌株命名為解淀粉芽孢桿菌GSBa-1。該菌株在液體LB培養(yǎng)基中發(fā)酵72 h產凝乳酶的凝乳活力為(431.53±15.89)SU/mL,蛋白水解活力為(5.05±0.59)U/mL,所產凝乳酶凝乳活力高而蛋白水解活力低,凝乳酶粗酶單位酶活力為1.54×105SU/g。解淀粉芽孢桿菌GSBa-1是分離篩選自酒曲中的一株高產凝乳酶細菌,因此其來源安全,可作為工業(yè)化候選菌株進一步研究開發(fā)。


凝乳酶(EC 3.4.23.4)是干酪加工時添加于原料乳中使乳液凝固的關鍵性酶,其凝乳及蛋白水解活性對干酪的得率、質構和特殊風味有著非常重要的影響;傳統(tǒng)凝乳酶的制作是用鹽從牛犢皺胃中浸提出來。隨著世界干酪產量逐年上升,傳統(tǒng)凝乳酶的供應已無法滿足現(xiàn)代干酪工業(yè)生產的需求。為此,國內外科學家們進行了大量的研究以尋找凝乳酶新的來源。微生物具有生長不受氣候和地域的限制,來源廣泛且發(fā)酵容易控制,生長周期短、產酶量大、經濟效益高等優(yōu)勢,是目前最有發(fā)展?jié)摿Φ拿钢苿﹣碓?。目前微生物源凝乳酶的研究主要集中在真菌的固態(tài)發(fā)酵產酶方面,工業(yè)上主要采用米黑毛霉、微小毛霉和粟疫霉等真菌發(fā)酵生產凝乳酶;而細菌具有較真菌體積小、繁殖快、產物易于提取分離、適合高密度培養(yǎng)增殖產酶等優(yōu)勢,因此利用細菌工業(yè)化發(fā)酵制備凝乳酶是近年來凝乳酶研究開發(fā)的熱點問題。


江米酒是我國一種傳統(tǒng)食品,由酒曲發(fā)酵江米制作而成。而宮廷奶酪是由江米酒凝固牛乳制作而成,口感細膩,具有良好的乳膠體穩(wěn)定性。其凝乳過程主要與江米酒中的凝乳酶有關;該酶是發(fā)酵劑酒曲中的微生物發(fā)酵江米代謝的產物。目前,研究者主要從酒曲中篩選得到產凝乳酶的霉菌,并進行了相關的研究。酒曲中的重要菌系——細菌,也屬于酒曲中的正常菌相;但國內尚鮮有從酒曲中篩選高產凝乳酶細菌的相關報道。江米酒作為一種傳統(tǒng)食品,采用其中篩選得到的菌株發(fā)酵生產凝乳酶,在食品衛(wèi)生學上是安全的。


本研究擬從江米酒中篩選高產凝乳酶細菌,對其形態(tài)學、生理生化特征和16S rDNA序列分析進行鑒定,并對其產凝乳酶的凝乳活力及蛋白水解活力進行測定。該研究拓寬了微生物源凝乳酶產生菌的菌源,為進一步研究開發(fā)食用安全的干酪加工用細菌凝乳酶提供了理論支持。


1材料與方法


1.1材料與培養(yǎng)基


酒曲產自江蘇蘇州;長江米購于北京市永輝超市;脫脂乳粉產自澳大利亞。


LB液體培養(yǎng)基:酵母提取物5 g/L、胰蛋白胨10 g/L、氯化鈉10 g/L,121℃高壓滅菌20 min。LB固體培養(yǎng)基:LB液體培養(yǎng)基添加15 g/L瓊脂粉。yEPD培養(yǎng)基:酵母粉10 g/L、蛋白胨20 g/L、葡萄糖20 g/L、瓊脂粉15 g/L,pH 6.0,115℃濕熱滅菌20 min。PDA培養(yǎng)基:馬鈴薯浸粉15 g/L、葡萄糖3 g/L、瓊脂粉15 g/L、蒸餾水1L,121℃高壓滅菌20 min。酪蛋白培養(yǎng)基:蛋白胨0.25%、葡萄糖1%、酵母膏0.1%、干酪素1%、瓊脂2%、脫脂牛乳5%,pH7.0,95℃滅菌15 min。


1.2儀器與設備


HWS 12恒溫水浴加熱鍋上海一恒科學實驗裝備有限公司;HZQ-Q氣浴恒溫搖床哈爾濱東聯(lián)電子科技有限公司;高速離心機CR21GⅢ、U-3900分光光度計日本日立有限公司;全自動凝膠成像系統(tǒng)美國Bio-Rad公司。


1.3方法


1.3.1江米酒的制備


按5%的酒曲添加量接種于提前蒸熟冷卻好的長江米中,接著把經滅菌冷卻好的去離子水按40%添加到江米中,攪拌均勻,30℃、120 r/min搖床振蕩培養(yǎng)3 d。


1.3.2江米酒中微生物的分離純化


采用梯度稀釋法將江米酒倍比稀釋,分別取10-4、10-5、10-6、10-7、10-8稀釋液各50μL涂布于LB、yEPD和PDA 3種固體培養(yǎng)基,將培養(yǎng)基放置于30℃恒溫培養(yǎng)箱內培養(yǎng),并于第2、3、5天挑取不同菌落進一步劃線純化,直至純種,分別將其編號以作進一步研究。


1.3.3產凝乳酶優(yōu)勢菌的確定


酪蛋白法初篩產凝乳酶優(yōu)勢菌株:將達到純種的菌株分別以三點法接于酪蛋白平板上,放置于30℃恒溫培養(yǎng)箱內培養(yǎng)2 d,觀察不同菌株產白色凝乳圈的大小和水解圈的大小。


不同培養(yǎng)基發(fā)酵復篩菌株:在產生凝乳圈和水解圈的菌株中,分別從平板中挑取少量菌落接種于LB、yEPD和PDA 3種不同液體培養(yǎng)基中,30℃、120 r/min搖床振蕩培養(yǎng)24 h作為活化種子液,然后按3%的接種量接于已滅菌的不同培養(yǎng)基中,30℃、120 r/min搖床振蕩培養(yǎng)后測定凝乳活力和蛋白水解活力。


1.3.4凝乳活力的測定


酶活力根據改進的El-Bendary等的方法測定,將脫脂乳粉溶于0.01 mol/L的CaCl2溶液配制成10%的脫脂乳溶液,室溫放置30 min;于35℃中保溫5 min,35℃條件下,準確量取待測酶液0.2 mL加入2 mL10%的脫脂乳溶液中,迅速混勻,開始計時,準確記錄至絮狀凝集顆粒出現(xiàn)為止。凝乳活力的定義:在40 min內凝固100 g/L的脫脂乳1 mL所要的凝乳酶量規(guī)定是一個索氏單位(Soxhelt unit,SU),按公式(1)計算:


式中:t為凝乳時間/s;n為酶液稀釋倍數(shù)。


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