《百里香精油微胶囊对摩根氏菌和变形杆菌产组胺机制的影响 附发酵剂对发酵香肠蛋白质降解及多肽抗氧化能力的影响.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《百里香精油微胶囊对摩根氏菌和变形杆菌产组胺机制的影响 附发酵剂对发酵香肠蛋白质降解及多肽抗氧化能力的影响.docx（4页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、组胺是毒性最强的生物胺，其广泛存在于多种发酵食品中，如豆制品、红酒、 奶酪、香肠等，适量的组胺对人体的某些生理功能具有调节作用，而过量的组胺 摄入会引起食物过敏和食物中毒。百里香精油的主要成分为百里香酚和香芹酚，研究表明，百里香精油有较强 的抗菌抗氧化作用。但是百里香精油具有刺激性气味，且在贮存过程中极易挥发 或发生氧化劣变，这极大限制了百里香精油在食品工业中的应用，微胶囊化技术 是解决这一问题的措施之一。人旨在研究不同百里香精油微胶囊精油质量浓度对高产组胺的摩根氏菌和 变形杆菌的作用效果和产组胺量，并探究百里香精油微胶囊对产组胺菌组氨酸脱 瘗酶（HDC）基因簇相关基因表达水平的影响，为熏马肠
2、中组胺含量的控制提 供理论参考。1、百里香精油微胶囊包埋效果根据饱和水溶液法制备的百里香精油微胶囊外观为淡黄色粉末，略有百里香 精油气味，其包埋率为78.92%。百里香精油微胶囊与0-CD的显微成像结果如图 所示，百里香精油微胶囊为含有淡黄色透明物的形状不规则的块状或粉末状物 质，而B-CD则为半透明规则的板状晶体，表明微胶囊形成。2、百里香精油微胶囊的最低杀菌浓度（MBC）和最低抑菌浓度（MIC）不同质量浓度的百里香精油微胶囊对供试菌株的生长抑制作用不同。百里香 精油微胶囊对摩根氏菌ND和变形杆菌R3都具有较强的抑制效果，摩根氏菌ND 的MIC和MBC分别为1.56 mg/mL和3.12 m
3、g/mL,变形杆菌R3的MIC和MBC 分别为0.78 mg/mL和1.56 mg/mL,这表明变形杆菌R3对百里香精油微胶囊的 敏感度要高于摩根氏菌ND。许多研究表明，百里香精油对大肠杆菌、金黄色葡 萄球菌、真养产碱杆菌、枯草芽抱杆菌等有较强抗菌作用。3、百里香精油微胶囊对摩根氏菌和变形杆菌生长的影响在048 h内两株供试菌OD600 nm由高到低为A组/B组组口组C 组，这说明百里香精油对摩根氏菌ND和变形杆菌R3的生长具有一定抑制作用， 将精油微胶囊化后，其抑制作用更加明显，且微胶囊浓度越大，其抑制作用越强。 A、B、C、D、E5组都经历延滞期、对数生长期和稳定期等3个阶段，而添加 了百
4、里香精油微胶囊和精油的菌液组（C、D、E组）与空白组和组氨酸组（A、 B组）相比，其对数生长期较长，稳定期的到来较迟，菌株的生长受到明显抑制。两株菌的空白对照A组在整个过程中pH值都是下降的，在412 h内下降 较快，20 11后分别稳定在419和4。8左右，说明两株供试菌在对数期开始大量 快速的繁殖，发酵产物也在慢慢积累。而其他添加组氨酸的4组（B、C、D、E 组）培养液pH值均呈现对数期前逐渐下降，对数期后逐步上升的趋势，这是由 于组氨酸是合成组胺的前体物质，随着供试菌株的繁殖，组胺的含量也在不断积 累，因此呈碱性的组胺可以中和供试菌产生的酸性物质，这说明两株供试菌在 HDC途径下有较强的
5、产组胺能力。4、百里香精油微胶囊对供试菌株基因表达分析结果凡是添加了组氨酸（B、C、D、E组）的两株菌，其hdcA和hdcP两个基因 均有较高水平的表达，摩根氏菌ND的B组这两种基因的表达水平分别是对照A 组的512倍和458倍，变形杆菌R3是其对照A组的221.32倍和93.05倍。这 是因为在呈酸性的环境中，供试菌为了应对环境会通过脱竣反应消耗细胞内的质 子，诱导hdcA、hdcP基因的表达生成组胺从而产生对酸胁迫的抵抗能力。添加百里香精油微胶囊可以明显降低两株供试菌hdcA和hdcP两个基因的 表达，其中摩根氏菌ND组氨酸组hdcA和hdcP两个基因表达量分别为组氨酸 +MIC微胶囊组的
6、245.57、149.09倍,分别为组氨酸+精油组的2.79、1.50倍; 而变形杆菌R3组氨酸组hdcA和hdcP两个基因表达量则分别为组氨酸+MIC微 胶囊组的42.52、36.50倍，分别为组氨酸+精油组的2.58、1.43倍。5、百里香精油微胶囊对供试菌株产组胺的影响有组氨酸存在的情况下，摩根氏菌ND和变形杆菌R3在8-20 h之间组胺 质量浓度明显增加，而在稳定期期间，组胺积累速率明显减慢，含量逐渐趋于稳 定，这是因为在对数生长期，菌体增殖速率快，此时细胞的代谢能力最强，因此 产组胺量明显增加，而在稳定期时，供试菌生长速率下降，前体物质组氨酸的含 量降低，HDC活性降低，hdcA和h
7、dcP基因的表达量降低，从而使组胺的积累 速率减缓。在未添加组氨酸的空白对照A组中可以看到，刚开始未检出组胺，4 h之后有少量的组胺产生，48 h两株肠杆菌组胺积累量分别为36.68 pig/mL和 26.70 |ig/mLo这是因为菌株可以利用外界环境中的物质产生前体物质氨基酸， 然后合成生物胺，在延滞期时，供试菌数量较少，因此氨基酸量较少，组胺浓度 偏低。在只添加组氨酸的B组中，摩根氏菌ND组胺质量浓度最终稳定在212.40 |ig/mL,而变形杆菌R3的组胺质量浓度最终稳定在114.60(ig/mL,这是由于接 种供试菌的不同，在前体物质组氨酸相同的情况下，与其他菌相比，摩根氏菌 ND产
8、组胺量更多。结论百里香精油经微胶囊化后对摩根氏菌ND和变形杆菌R3的抑制作用更加明 显，且百里香精油微胶囊精油质量浓度越高，抑制作用越明显，其对摩根氏菌 ND和变形杆菌R3的MIC分别为1.56 mg/mL和0.78 mg/mLo百里香精油微胶 囊对HDC簇中hdcB和hdcRS基因表达量影响不明显，但是可以抑制hdcA和 hdcP基因的表达，当培养液中含有百里香精油微胶囊时，一方面菌株的生长受 到明显抑制；另一方面hdcA和hdcP基因表达量明显减少，整个组胺合成途径 受到抑制，从而使得产组胺量降低。当百里香精油微胶囊的添加量为MIC时， 摩根氏菌ND中MIC微胶囊+组氨酸组组胺的生成量较组
9、氨酸组减少了 61.08%, 变形杆菌R3中MIC微胶囊+组氨酸组组胺的生成量相对于组氨酸组减少了 55.89%。因此添加百里香精油微胶囊能够通过抑制供试菌的生长和降低组胺合成 途径中hdcA和hdcP的基因表达量来减少组胺的积累。发酵剂对发酵香肠蛋白质降解及多肽抗氧化能力的影响发酵香肠是发酵肉制品的典型代表之一，具有风味独特、营养价值高、肉品 质构好、易于消化等特点。随着近年来发酵剂的广泛应用及加工过程中参数的严 格控制，发酵香肠的生产逐步进入到规模化、标准化和高效化的现代化生产阶段, 使得发酵香肠成为发酵肉制品中产量最大的产品之一。然而，发酵香肠含有大量 的脂肪，其在加工贮藏过程中的过度氧
10、化会影响发酵香肠的感官和营养品质，缩 短货架期，带来安全隐患。近年来，动植物蛋白源获得的抗氧化肽因其活性强、 结构稳定、安全系数高等优点引起了研究者们广泛关注。蛋白质是发酵香肠重要 组成成分，在长期发酵和成熟过程中依靠肌肉内源蛋白酶和微生物蛋白酶的共同 作用降解成多肽和游离氨基酸。考虑到腌制剂及发酵条件对内源蛋白酶的抑制作 用，发酵剂分泌的蛋白酶对多肽形成起着重要的作用。常用的微生物发酵剂包括 乳酸菌、凝固酶阴性葡萄球菌、酵母和霉菌等。目前，关于通过选择接种适合的发酵剂促进发酵香肠蛋白水解产生内源性抗 氧化肽的研究鲜有报道。因此，金陵科技学院动物科学与技术学院的冯美琴和南 京农业大学食品科技学
11、院（国家肉品质量安全控制工程技术研究中心）的余由臬 孙健*将L.plantarum CD 101和S.simulans NJ201作为发酵剂接种到发酵香肠中， 以自然发酵香肠作为对照组，探究发酵剂对发酵香肠蛋白质的降解及多肽抗氧化 活性影响，以期提高发酵香肠抗氧化能力，为通过内源性抗氧化肽抑制香肠氧化 提供一定理论依据。1发酵剂对发酵香肠pH值与微生物活菌数的影响结果显示，接种组的pH值显著低于对照组（P0.05）o这是由于接种组在 香肠制作初期添加107CFU/g的L.plantarum CD101,该菌在发酵阶段适宜温湿 度下具有快速产酸的能力。同时，pH值在初始阶段快速下降也将抑制其他微
12、生 物生长，使得香肠在第37天成熟时，接种组乳酸菌、葡萄球菌、菌落总数均显 著性低于对照组（P0.05）,说明2组香肠在 加工过程中因水分损失含氮物质没有差异。NPN含量指除蛋白以外含氮化合物 的总含量，包括氨基酸、多肽、氨及镂盐等含氮化合物。接种组的NPN含量显 著高于对照组（P0.05）,说明添加发酵剂促进了蛋白质降解。NPN含量的增加 也有利于微生物蛋白酶利用NPN生成小分子多肽。3发酵剂对发酵香肠的SDS-PAGE的影响如图1A所示，发酵香肠在成熟37 d后，在高浓度食盐作用下肌浆蛋白发生 变性，条带基本保持稳定。相比于对照组，接种组在130250 kDa处条带染色 强度降低，31 k
13、Da处条带消失，小于15 kDa的低分子质量条带染色强度增加， 说明接种发酵剂促进了发酵香肠肌浆蛋白的水解。如图1B所示，2组发酵香肠的肌球蛋白重链（220 kDa）均已发生强烈降解。 接种组的肌动蛋白（45 kDa）、原肌球蛋白（40 kDa）和肌钙蛋白（37 kDa）条 带染色强度降低，在38 kDa处出现新的条带。此外，与肌浆蛋白相似，接种组 在分子质量小于20 kDa的低分子质量条带染色强度增加。在对照组香肠中也观 察到这种积累，但没有接种组香肠的染色强度深。以上结果表明，接种发酵剂促 进了发酵香肠中肌原纤维蛋白的水解。蛋白降解主要依靠内源蛋白酶和微生物蛋 白酶的共同作用。由乳酸菌产生
14、的乳酸可以刺激内源蛋白酶的活性，从而有利于 微生物蛋白酶发挥作用，促进蛋白继续降解。4发酵剂对发酵香肠多肽含量的影响如图2所示，对照组和接种组的粗肽含量分别为66.97 mg/g和74.29 mg/g, 接种组的含量显著高于对照组（P0.05）,这可能是由于发酵剂同时具有较好氨肽酶活性。这些 分子质量小于3 kDa的多肽通常具有更好的生物活性。5发酵剂对发酵香肠多肽抗氧化能力的影响如图3所示，接种组粗肽和小分子多肽的DPPH自由基清除活性、ABTS阳 离子自由基清除活性、FRAP值均显著高于对照组（PV0.05）,这表明接种发酵 剂能显著增强发酵香肠多肽的抗氧化能力。值得注意的是，即使在相对较
15、低浓度 下，相同处理组小分子多肽的抗氧化能力显著高于粗肽（P0.05）o同时，对不 同分子质量范围的多肽与抗氧化活性之间进行相关性分析，发现分子质量在1 5 kDa多肽与ABTS阳离子自由基清除率、DPPH自由基清除率之间有较好的相 关性。以上结果说明，该发酵香肠多肽的抗氧化能力主要来源分子质量小于3 kDa 的多肽。6发酵剂对发酵香肠游离氨基酸组成的影响结果显示，游离氨基酸是非蛋白氮的重要组成部分，它们对提升发酵肉制品 的风味和营养价值有重要作用。在总游离氨基酸含量上，接种组总游离氨基酸含 量显著高于对照组(P0.05),为对照组的1.43倍，表明接种发酵剂具有良好 的氨肽酶活性，可以显著提
16、高发酵香肠中游离氨基酸的含量。除Asp、Ser外， 其他游离氨基酸在接种组中的含量均显著高于对照组(P0.05)o其中，Glu、 Ala、Lys、Leu、Thr、Phe、Vai在2组中均有较大贡献，约占总游离氨基酸含 量70%,与其他报道相似。Ghi有助于鲜味的表达；Ala、Thr有助于甜味的表达。 接种组中人体必需氨基酸的含量也显著高于对照组(PV0.05),总含量分别为 420.42 mg/100 g和293.36 mg/100 go碱性氨基酸可与不饱和脂肪酸反应生成盐, 从而抑制不饱和脂肪酸氧化反应的发生。除此之外，具有抗氧化活性的氨基酸 (Met、Tyr. His、Lys、Cys),在
17、接种组中占总游离氨基酸的比例比对照组更高, 分别为 22.81%和 25.59%o结论本实验探究了接种发酵剂对发酵香肠蛋白质降解及多肽抗氧化能力的影响。 结果表明，相比自然发酵，接种混合发酵剂L.plantarum CD101和 S.simulansNJ201促进了发酵香肠蛋白质降解。发酵剂有助于NPN含量增加；微 生物蛋白酶可以利用NPN生成小分子质量多肽。根据SDS-PAGE图谱，接种组 在分子质量小于20 kDa条带处出现明显累积。从接种组提取的粗肽及分子质量 小于3 kDa多肽的DPPH自由基清除活性、ABTS阳离子自由基清除活性及FRAP 值均显著高于对照组，小分子多肽抗氧化能力均显著高于粗肽。同时接种发酵剂 促进发酵香肠中游离氨基酸的释放，有助于提升发酵香肠风味及营养特性。这些 结果为通过接种功能性微生物发酵剂产生内源性抗氧化肽从而抑制发酵香肠氧 化提供新的思路。