干酪乳杆菌ATCC393在不同环境因子胁迫下的生理应答

摘要

干酪乳杆菌在作为乳品(尤其是酸奶)发酵过程中所经历的多种胁迫环境将极大影响其作为益生菌产品应用的活性、产率和风味。近年来,干酪乳杆菌在不同胁迫下的胁迫应激反应成为了研究热点。然而,在应用过程中,干酪乳杆菌所经历的胁迫环境往往是复杂和交互的,而传统单因素胁迫研究在描述实际过程往往有所局限。因此,本论文从干酪乳杆菌典型株ATCC393入手,通过研究其在单胁迫引发的多胁迫抗性下存活率和相应的变化,进一步考察其在交互保护中蛋白质组的变化情况,为了解干酪乳杆菌在复杂环境下的胁迫耐受机理及有目的提高其作为益生菌制品的胁迫耐受能力提供了条件。主要研究成果如下:
　　 1.考察了干酪乳杆菌ATCC393在不同程度热、酸、氧和胆盐单因素胁迫条件下的存活率,研究发现,对数中前期的干酪乳杆菌有较好的酸胁迫耐受能力(pH3.0)和极强的耐胆盐能力(2％的胆盐浓度下仍保持50％存活率),而其在1 mM过氧化氢或50℃高温条件处理90 min的情况下仍能保持较高的存活率,这进一步从胁迫耐受能力上证明了其良好的益生菌应用潜力。
　　 2.在单因素研究的基础上进一步考察了4种胁迫条件按时间和强弱两两组合对细胞存活率造成的影响。研究发现,酸预适应对提高热致死及氧致死条件下细胞的存活率效果最为显著,而就酸适应而言,盐酸较乳酸有更好的交互保护能力。其中,pH3.8-4.0盐酸90分钟的预适应处理使细胞在应对随后的热致死和氧致死时存活率分别提高了305倍和173倍。
　　 3.进一步比较了最佳交互保护条件下细胞脂肪酸含量和胞内pH的变化。与直接经历致死条件的细胞相比,经过酸预适应处理后,细胞在经历热致死或氧致死时胞内pH下降减缓,细胞膜脂肪酸的不饱和度改变较小,这表明酸预适应所引发的交互保护可能是通过维持胁迫条件下细胞生理状态的相对稳定来减少其他胁迫对细胞造成的不利影响。
　　 4.利用二维电泳和iTRAQ技术从蛋白水平上比较了交互保护前后干酪乳杆菌蛋白质组的变化。结果表明,较强的蛋白损伤修复能力和再生能力可能是酸适应下细胞提高多种胁迫耐受能力的主要原因,DNA修复和能量代谢对维持细胞存活也有一定作用。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 概述

1.1.1 乳酸菌与益生菌

1.1.2 干酪乳杆菌及其应用

1.1.3 干酪乳杆菌作为益生菌面临的主要胁迫环境

1.2 国内外研究动态

1.2.1 单因素胁迫研究

1.2.2 交互胁迫研究

1.3 立题意义

1.4 本论文的主要研究内容

第二章 材料与方法

2.1 菌株

2.2 仪器

2.3 试剂

2.4 胁迫实验

2.4.1 生长实验

2.4.2 单因素胁迫

2.4.3 交互保护实验

2.5 测定实验

2.5.1 胞内pH的测定

2.5.2 细胞膜脂肪酸成分的分析

2.6 蛋白质组学实验

2.6.1 样品制备

2.6.2 蛋白定量

2.6.3 等点聚焦

2.6.4 SDS-PAGE电泳

2.6.5 iTRAQ实验

第三章 结果与讨论

3.1 干酪乳杆菌ATCC 393的单因素胁迫研究

3.1.1 胁迫施加时机的选择

3.1.2 胁迫施加程度的选择

3.1.3 结论

3.2 干酪乳杆菌ATCC 393的交互保护现象

3.2.1 交互保护对菌株ATCC 393存活率的影响

3.2.2 酸适应交互保护对细胞膜脂肪酸含量的影响

3.2.3 酸适应交互保护对胞内pH含量的影响

3.2.4 结论

3.3 交互保护下干酪乳杆菌ATCC 393蛋白水平的变化

3.3.1 干酪乳杆菌ATCC 393的全蛋白分布

3.3.2 基于二维电泳的干酪乳杆菌ATCC 393交互保护下蛋白质组差异分析

3.3.2 基于iTRAQ的干酪乳杆菌ATCC 393交互保护下蛋白质组差异分析

3.3.4 结论

3.4 本章小结

致谢

参考文献

附录:作者在攻读硕士学位期闻发表的论文