乳酸菌降解亞硝酸鹽的研究

乳酸菌降解亞硝酸鹽的研究

亞硝酸鹽對人體沒有影響。一方面,亞硝酸鹽降低血液的載氧能力,導(dǎo)致高鐵血紅蛋白血癥;另一方面,亞硝酸鹽還可與人體中次級胺(仲胺、叔胺、氨基酸)反應(yīng),在胃腔中形成強(qiáng)力致癌物亞硝胺,從而誘發(fā)消化系統(tǒng)癌變。因此,普遍認(rèn)為亞硝酸鹽對人類健康存在潛在的威脅。國外對乳酸菌降解亞硝酸鹽方面有些研究。2004年Oh等人研究了從韓國泡菜(kimchi)中分離出的腸膜明串珠菌在不同溫度條件下對亞硝酸鹽的降解,發(fā)現(xiàn)隨著溫度的升高降解效果較好。同時報(bào)道了從泡菜中分離的植物乳桿菌、清酒乳桿菌有很好的降解能力,而且其降解效果很大程度上取決于溫度而不是pH。Yan等人也從泡菜中分離出6株乳酸菌,它們在MRS液體培養(yǎng)基中降解亞硝酸鹽的能力都比較好。雖然這些研究都認(rèn)為乳酸菌有降解亞硝酸鹽的能力,但此方面的報(bào)道較少,關(guān)于亞硝酸鹽降解機(jī)制研究的更少。本試驗(yàn)是在以前工作的基礎(chǔ)上,篩選出單一降解亞硝酸鹽能力強(qiáng)的乳酸球菌和乳酸桿菌,進(jìn)一步分析亞硝酸鹽的降解的主要機(jī)制,主要包括不同菌株、pH以及培養(yǎng)基成分的影響。1材料和方法1.1試驗(yàn)材料1.1.1病毒乳酸球菌凍干菌粉:A31、M14;乳酸桿菌凍干菌粉:607、8。1.1.2培養(yǎng)基1.1.3儀器1.2測試方法1.2.1格里斯法測定了亞硝酸鹽的測定1.2.2復(fù)壯、活化培養(yǎng)基乳酸球菌和乳酸桿菌分別接入M17和MRS培養(yǎng)基進(jìn)行復(fù)壯、活化。培養(yǎng)基在使用前經(jīng)121℃滅菌15min。然后在37℃培養(yǎng)24h,傳三代使其性狀穩(wěn)定。1.2.3亞硝酸鹽殘留率測定在液體MRS和M17培養(yǎng)基中加入200μg/mL亞硝酸鈉,經(jīng)121℃滅菌15min后,以3%接菌量分別接入乳酸桿菌和乳酸球菌,在恒溫箱中37℃培養(yǎng)4h、8h、12h、24h、48h、72h,取樣測定亞硝酸鹽的含量,并計(jì)算亞硝酸鹽殘留率。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果分析乳酸球菌和乳酸桿菌降解亞硝酸鹽能力差異。降解能力以亞硝酸鹽殘留率表示。亞硝酸鹽殘留率(%)=(降解后的亞硝酸鹽含量/最初亞硝酸鹽含量)×100(1)1.2.4乳酸對亞硝酸鹽降解效果的影響研究乳酸和基質(zhì)(水+培養(yǎng)基)聯(lián)合作用和用乳酸將含有150μg/mL亞硝酸鈉的MRS和M17培養(yǎng)基調(diào)到不同pH值,然后121℃滅菌15min,研究乳酸對亞硝酸鹽降解效果的影響。1.2.5糖對亞硝酸鹽的降解研究培養(yǎng)基中成分蛋白胨、大豆胨、牛肉膏、酵母粉、硫酸鎂、VC、乳糖對亞硝酸鹽的降解情況。將各營養(yǎng)成分以M17或MRS培養(yǎng)基中比例標(biāo)準(zhǔn)添加到蒸餾水中,溶解,維持自然pH條件,在各水溶液中加入150μg/mL亞硝酸鹽,滅菌后放置12h后,研究各成分亞硝酸鹽殘留率。2結(jié)果與分析2.1發(fā)酵ph對發(fā)酵的影響從圖1看出在72h內(nèi),乳酸桿菌607和8產(chǎn)酸能力明顯強(qiáng)于乳酸球菌A31和M14,其降解亞硝酸鹽的能力也強(qiáng)于兩株球菌。隨著pH的降低,發(fā)酵液中的亞硝酸鹽含量明顯降低,尤其當(dāng)pH低于6時,變化非常明顯。乳酸球菌發(fā)酵終pH為5.0,亞硝酸鹽殘留率大于45%,乳酸桿菌發(fā)酵終pH小于3.6,亞硝酸鹽殘留率接近100%。乳酸菌降解亞硝酸鹽可能分為兩個階段,即酶降解和酸降解。從此結(jié)果可初步判定,乳酸菌降解亞硝酸鹽過程中,酸可能是引起亞硝酸亞降解的主要因素。2.2培養(yǎng)基中亞硝酸鹽的降解從表1看出,未接入乳酸菌的情況下,在培養(yǎng)基中加入一些酸,使培養(yǎng)基的pH下降到3.5時,培養(yǎng)基就有了降解亞硝酸鹽的能力,而在蒸餾水中加入相同的酸,卻沒有降解亞硝酸鹽的能力,說明單獨(dú)的酸沒有降解亞硝酸鹽的能力。為了更加明確酸性溶液降解亞硝酸鹽的作用,試驗(yàn)進(jìn)一步研究了降解亞硝酸鹽的酸性界值,以及培養(yǎng)基中單一營養(yǎng)物質(zhì)的作用。從圖2可見,亞硝酸鹽降解的酸性界值在大約pH6.0左右,在pH≥6時,亞硝酸鹽在培養(yǎng)基中降解不明顯,pH<6時亞硝酸鹽會隨pH的降低而降解,pH越低,降解速度越快;可見乳酸菌在培養(yǎng)基中進(jìn)行發(fā)酵并產(chǎn)酸后,就會引起亞硝酸鹽的快速降解。在沒有接菌的情況下,也就是排出亞硝酸鹽還原酶作用的情況下,亞硝酸鹽在培養(yǎng)基中就會被某些成分降解掉,說明酸本身或是酸和某些成分共同作用來降解亞硝酸鹽。用乳酸調(diào)節(jié)含有150μg/mL亞硝酸鈉的M17培養(yǎng)基pH分別為4.0、5.0、6.0,并進(jìn)行121℃滅菌15min。分別在0、0.5、1、2、4h研究培養(yǎng)基中亞硝酸鈉含量變化。結(jié)果見圖3。從結(jié)果可知,不同pH的培養(yǎng)基降解亞硝酸鹽隨時間變化,pH為6.0變化不明顯,而pH5.0和pH4.0在常溫下放置4h變化較為顯著,明顯降低。2.3解亞硝酸鹽的能力從表2可見,培養(yǎng)基中的某些成分也具有降解亞硝酸鹽的能力,其中蛋白類物質(zhì)具有較強(qiáng)的降解能力。因此推斷培養(yǎng)基在酸性條件下降解亞硝酸鹽的能力是每種物質(zhì)的綜合作用。3生化指標(biāo)的變化乳酸菌降解亞硝酸鹽主要分成兩個階段,酶降解和酸降解,但酸降解起主要作用。尤其當(dāng)pH低于6時,效果比較明顯。酶可能主要在pH大于6時起著作用,但效果不十分顯著。乳酸菌發(fā)酵降解