乳杆菌生物膜成膜规律及其特性研究

论文摘要

乳酸菌作为益生菌的代表,具有维持人体肠道菌群平衡、抑制腐败菌、增强免疫力、抗衰老等功效。近年来,乳酸菌除了发挥其重要学术价值的同时,还创造了巨大的经济价值,如,2017年全球益生菌市场规模占3472.51亿元,其中中国市场约占559亿元人民币,并逐步上升。其中,菌粉是制备多种乳杆菌活菌制剂的主要原料,但由于乳杆菌抗胁迫能力差,加工过程耗能高、产能低,且细胞存活率有待提高。因此,提高菌体自身抗逆性,是突破乳杆菌菌粉制备技术的关键。生物膜是由固定在载体表面的菌体及其自身产生的蛋白质、DNA、多糖所组成的高度组织化的细菌群体结构。形成生物膜能帮助菌体细胞更好地适应不良环境,减少由不利环境及环境变化所带来影响,提高菌体对胁迫环境的耐受性。目前,国内外有关生物膜的研究主要集中在如何抑制致病菌生物膜形成与环境微生物生物膜处理污水等,而对益生菌生物膜如乳酸菌生物膜的研究还比较少,且多集中在单株的研究。因此,本实验旨在评估乳杆菌株的成膜能力,并探索乳杆菌生物膜形成的共性规律以及膜样化乳杆菌的抗逆性质,为之后的工业化应用提供理论依据。本课题的主要结果如下:乳杆菌成膜性探究。利用96孔板法对罗伊氏乳杆菌、瘤胃乳杆菌、香肠乳杆菌、鼠李糖乳杆菌、干酪乳杆菌、发酵乳杆菌、黏膜乳杆菌和植物乳杆菌这8个菌种的35株菌进行成膜性判定与评估。结果显示,其中66%的乳杆菌具有良好的成膜性,且成膜能力与菌种和来源都无关,即具有菌株特异性。此外,通过扫描电子显微镜观察知,这些细胞可粘附并分泌胞外基质将自己包埋。乳杆菌成膜规律探究。通过改变培养基组分及浓度以及其他培养条件,发现不同条件对细胞的成膜有不同的影响,且该影响与菌种、成膜能力都无关,因此也呈现出菌株特异性,即针对不同菌株存在不同的最优值。此外,菌体性质研究发现,成膜能力强的菌株显著地比成膜能力弱的菌株的菌体疏水性平均强4倍。膜样化乳杆菌性质探究。对比成膜后的乳杆菌细胞和菌悬液细胞的耐干燥和耐热性,发现膜样化乳杆菌的耐真空干燥性可平均提高6.1%,而其耐热性可平均提高90.4%;此外,冻干菌粉的耐酸耐胆盐实验也显示,膜样化乳杆菌即使在成为菌粉产品后,除L.fermentum 8-12存活率提高23%外,其他菌株存活率可提高至少23倍。综上所述,乳杆菌具有成膜性且生物膜的形成规律表现出菌株特异性,与菌种、来源及成膜能力无关;膜样化的乳杆菌具有更高的抗逆性质。这些结果为工业化生产乳杆菌生物膜及益生菌产品奠定了理论和应用基础。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
•   1.1 细菌生物膜简介
•     1.1.1 生物膜定义
•     1.1.2 生物膜构成
•     1.1.3 生物膜的形成过程
•   1.2 生物膜样化细胞特性
•     1.2.1 生物膜抗逆性
•     1.2.2 生物膜抗逆性的机理
•   1.3 生物膜形成方法
•   1.4 生物膜检测及评价方法
•     1.4.1 检测方法
•     1.4.2 评价方法
•   1.5 影响生物膜形成的因素
•     1.5.1 内部因素
•     1.5.2 外部因素
•   1.6 乳杆菌产品的工业生产现状
•     1.6.1 乳杆菌产品制备方法
•     1.6.2 乳杆菌产品工业生产所面临的问题
•   1.7 乳杆菌生物膜的应用及研究进展
•     1.7.1 乳杆菌生物膜的应用
•     1.7.2 乳酸菌生物膜的研究进展
•   1.8 立题背景和意义
•   1.9 本课题主要研究内容
• 2 材料与方法
•   2.1 试剂与仪器
•     2.1.1 主要试剂
•     2.1.2 主要仪器
•   2.2 实验方法
•     2.2.1 具有成膜能力的乳杆菌的筛选
•     2.2.2 乳杆菌生物膜的微观观察
•     2.2.3 培养基组分及浓度对乳杆菌成膜性的影响
•     2.2.4 乳杆菌菌体性质探究
•     2.2.5 环境因素对乳杆菌成膜影响
•     2.2.6 膜样化乳杆菌抗逆性探究
•   2.3 统计学分析
• 3 结果与讨论
•   3.1 不同乳杆菌成膜能力分析比较
•     3.1.1 不同乳杆菌等级划分
•     3.1.2 不同乳杆菌生物膜的微观观察
•   3.2 影响生物膜的因素和影响规律
•     3.2.1 葡萄糖浓度对乳杆菌成膜性的影响
•     3.2.2 牛肉膏浓度对乳杆菌成膜性的影响
•     3.2.3 蛋白胨对乳杆菌成膜性的影响
•     3.2.4 培养基稀释倍数对乳杆菌成膜性的影响
•     3.2.5 镁离子浓度对乳杆菌成膜性的影响
•     3.2.6 锰离子浓度对乳杆菌成膜性的影响
•   3.3 不同成膜能力细胞菌体性质探究
•     3.3.1 不同成膜能力菌体疏水性比较
•     3.3.2 不同成膜能力菌体表面电荷比较
•   3.4 环境因素对对乳杆菌成膜的影响
•     3.4.1 pH对乳杆菌成膜的影响
•     3.4.2 动态培养对乳杆菌成膜的影响
•     3.4.3 不同粘附基质对乳杆菌成膜的影响
•   3.5 膜样化乳杆菌抗逆性
•     3.5.1 抗干燥能力探究
•     3.5.2 抗高温能力探究结果
•     3.5.3 对模拟胃肠道环境耐受能力的测定结果
• 主要结论与展望
•   主要结论
•   展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 尹一婷

导师: 张灏

关键词: 乳杆菌,生物膜,规律,抗逆性

来源: 江南大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 生物学,轻工业手工业

单位: 江南大学

分类号: TS201.3

总页数: 51

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