乳酸菌降解亚硝酸盐的研究

乳酸菌降解亚硝酸盐的研究

亚硝酸盐对人体没有影响。一方面,亚硝酸盐降低血液的载氧能力,导致高铁血红蛋白血症;另一方面,亚硝酸盐还可与人体中次级胺(仲胺、叔胺、氨基酸)反应,在胃腔中形成强力致癌物亚硝胺,从而诱发消化系统癌变。因此,普遍认为亚硝酸盐对人类健康存在潜在的威胁。国外对乳酸菌降解亚硝酸盐方面有些研究。2004年Oh等人研究了从韩国泡菜(kimchi)中分离出的肠膜明串珠菌在不同温度条件下对亚硝酸盐的降解,发现随着温度的升高降解效果较好。同时报道了从泡菜中分离的植物乳杆菌、清酒乳杆菌有很好的降解能力,而且其降解效果很大程度上取决于温度而不是pH。Yan等人也从泡菜中分离出6株乳酸菌,它们在MRS液体培养基中降解亚硝酸盐的能力都比较好。虽然这些研究都认为乳酸菌有降解亚硝酸盐的能力,但此方面的报道较少,关于亚硝酸盐降解机制研究的更少。本试验是在以前工作的基础上,筛选出单一降解亚硝酸盐能力强的乳酸球菌和乳酸杆菌,进一步分析亚硝酸盐的降解的主要机制,主要包括不同菌株、pH以及培养基成分的影响。1材料和方法1.1试验材料1.1.1病毒乳酸球菌冻干菌粉:A31、M14;乳酸杆菌冻干菌粉:607、8。1.1.2培养基1.1.3仪器1.2测试方法1.2.1格里斯法测定了亚硝酸盐的测定1.2.2复壮、活化培养基乳酸球菌和乳酸杆菌分别接入M17和MRS培养基进行复壮、活化。培养基在使用前经121℃灭菌15min。然后在37℃培养24h,传三代使其性状稳定。1.2.3亚硝酸盐残留率测定在液体MRS和M17培养基中加入200μg/mL亚硝酸钠,经121℃灭菌15min后,以3%接菌量分别接入乳酸杆菌和乳酸球菌,在恒温箱中37℃培养4h、8h、12h、24h、48h、72h,取样测定亚硝酸盐的含量,并计算亚硝酸盐残留率。根据试验结果分析乳酸球菌和乳酸杆菌降解亚硝酸盐能力差异。降解能力以亚硝酸盐残留率表示。亚硝酸盐残留率(%)=(降解后的亚硝酸盐含量/最初亚硝酸盐含量)×100(1)1.2.4乳酸对亚硝酸盐降解效果的影响研究乳酸和基质(水+培养基)联合作用和用乳酸将含有150μg/mL亚硝酸钠的MRS和M17培养基调到不同pH值,然后121℃灭菌15min,研究乳酸对亚硝酸盐降解效果的影响。1.2.5糖对亚硝酸盐的降解研究培养基中成分蛋白胨、大豆胨、牛肉膏、酵母粉、硫酸镁、VC、乳糖对亚硝酸盐的降解情况。将各营养成分以M17或MRS培养基中比例标准添加到蒸馏水中,溶解,维持自然pH条件,在各水溶液中加入150μg/mL亚硝酸盐,灭菌后放置12h后,研究各成分亚硝酸盐残留率。2结果与分析2.1发酵ph对发酵的影响从图1看出在72h内,乳酸杆菌607和8产酸能力明显强于乳酸球菌A31和M14,其降解亚硝酸盐的能力也强于两株球菌。随着pH的降低,发酵液中的亚硝酸盐含量明显降低,尤其当pH低于6时,变化非常明显。乳酸球菌发酵终pH为5.0,亚硝酸盐残留率大于45%,乳酸杆菌发酵终pH小于3.6,亚硝酸盐残留率接近100%。乳酸菌降解亚硝酸盐可能分为两个阶段,即酶降解和酸降解。从此结果可初步判定,乳酸菌降解亚硝酸盐过程中,酸可能是引起亚硝酸亚降解的主要因素。2.2培养基中亚硝酸盐的降解从表1看出,未接入乳酸菌的情况下,在培养基中加入一些酸,使培养基的pH下降到3.5时,培养基就有了降解亚硝酸盐的能力,而在蒸馏水中加入相同的酸,却没有降解亚硝酸盐的能力,说明单独的酸没有降解亚硝酸盐的能力。为了更加明确酸性溶液降解亚硝酸盐的作用,试验进一步研究了降解亚硝酸盐的酸性界值,以及培养基中单一营养物质的作用。从图2可见,亚硝酸盐降解的酸性界值在大约pH6.0左右,在pH≥6时,亚硝酸盐在培养基中降解不明显,pH<6时亚硝酸盐会随pH的降低而降解,pH越低,降解速度越快;可见乳酸菌在培养基中进行发酵并产酸后,就会引起亚硝酸盐的快速降解。在没有接菌的情况下,也就是排出亚硝酸盐还原酶作用的情况下,亚硝酸盐在培养基中就会被某些成分降解掉,说明酸本身或是酸和某些成分共同作用来降解亚硝酸盐。用乳酸调节含有150μg/mL亚硝酸钠的M17培养基pH分别为4.0、5.0、6.0,并进行121℃灭菌15min。分别在0、0.5、1、2、4h研究培养基中亚硝酸钠含量变化。结果见图3。从结果可知,不同pH的培养基降解亚硝酸盐随时间变化,pH为6.0变化不明显,而pH5.0和pH4.0在常温下放置4h变化较为显著,明显降低。2.3解亚硝酸盐的能力从表2可见,培养基中的某些成分也具有降解亚硝酸盐的能力,其中蛋白类物质具有较强的降解能力。因此推断培养基在酸性条件下降解亚硝酸盐的能力是每种物质的综合作用。3生化指标的变化乳酸菌降解亚硝酸盐主要分成两个阶段,酶降解和酸降解,但酸降解起主要作用。尤其当pH低于6时,效果比较明显。酶可能主要在pH大于6时起着作用,但效果不十分显著。乳酸菌发酵降解