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      乳酸菌在不同培養(yǎng)基中產(chǎn)抗氧化酶活性的研究

      2018-01-23 07:07:17于鑫呂嘉櫪余芳
      中國調(diào)味品 2018年1期
      關(guān)鍵詞:蔬菜汁肉湯清液

      于鑫,呂嘉櫪,余芳

      (陜西科技大學(xué) 食品與生物工程學(xué)院,西安 710021)

      近年來,益生菌的研究在全球范圍內(nèi)已經(jīng)形成熱潮,益生作用已經(jīng)被國際公認(rèn)并不斷發(fā)現(xiàn)新的功能。國內(nèi)外研究表明:某些益生菌菌體及其代謝產(chǎn)物具有抗氧化活性[1],主要表現(xiàn)在產(chǎn)生的超氧化物歧化酶、過氧化氫酶等一些抗氧化酶。超氧化物歧化酶(SOD)是一種以超氧陰離子為底物的金屬酶,能催化超氧自由基發(fā)生歧化反應(yīng),在抗衰老[2]方面起著重要的作用。過氧化氫酶(CAT)是廣泛存在于動物、植物和微生物體內(nèi)的末端氧化酶,其功能是催化細(xì)胞內(nèi)過氧化氫分解,防止氧化[3]。

      國內(nèi)在乳酸菌產(chǎn)SOD酶和CAT酶方面的研究有報道,其中邢德明等[4-7]研究表明嗜酸乳桿菌、干酪乳桿菌、植物乳桿菌、鼠李糖乳桿菌等乳酸菌在MRS肉湯培養(yǎng)基中均可以產(chǎn)生SOD酶和CAT酶;沈明華等[8-10]研究了乳酸菌發(fā)酵鮮牛乳產(chǎn)SOD酶活性的變化,其中有的發(fā)酵后SOD酶活性提高,有的變化不大。目前對于發(fā)酵鮮乳產(chǎn)CAT酶活性的研究相對較少,馬森等研究結(jié)果表明發(fā)酵乳中CAT酶活性比鮮乳的低;楊小幸等[11,12]研究了益生菌發(fā)酵果蔬過程中能產(chǎn)生SOD酶。

      本實(shí)驗(yàn)選用10株益生菌分別在MRS肉湯培養(yǎng)基、鮮牛乳培養(yǎng)基和蔬菜汁培養(yǎng)基中培養(yǎng),研究它們在發(fā)酵過程中超氧化物歧化酶和過氧化氫酶的活性,為抗氧化功能性食品的研究提供了依據(jù)。

      1 材料與方法

      1.1 原材料與試劑

      1.1.1 原材料

      荸薺、菊芋、油麥菜、芹菜、萵筍、鮮牛乳:西安華潤萬家超市提供。

      1.1.2 菌種

      保加利亞乳桿(Lactobacillusbulgaricus, LB)、嗜酸乳桿菌(Lactobacillusacidophilus, LA)、植物乳桿菌(Lactobacillusplantarum, LP)、乳雙歧桿菌(Bifidobacteriumanimalisubsp., Bb)、鼠李糖乳桿菌(Lactobacillusrhamnosus, LGG)、副干酪乳桿菌(Lactobacillusparacasei, LCP)、糞鏈球菌(Enterococcusfaecalis, EF)、嗜熱鏈球菌(Streptococcusthermophiles, ST)、干酪乳桿菌(Lactobacilluscasei, LC)、羅伊氏乳桿菌(Lactobacillusreuteri, LR):由陜西科技大學(xué)食品與生物工程學(xué)院微生物研究室提供。

      1.1.3 試劑

      葡萄糖(生化試劑)、七水硫酸鎂(分析純) 西安化學(xué)試劑廠;酵母浸粉(生化試劑)、牛肉膏(生化試劑)、蛋白胨(生化試劑) 北京奧博星生物技術(shù)有限公司;硫酸錳(分析純) 西安東升化工有限公司;吐溫-80(分析純) 天津恒昊公司化學(xué)試劑廠;磷酸氫二鉀(分析純)、乙酸鈉(分析純) 天津市化學(xué)試劑廠;檸檬酸氫二銨(分析純) 天富精細(xì)化工有限公司;超氧化物歧化酶(SOD酶)試劑盒、過氧化氫酶(CAT酶)試劑盒 南京建成科技有限公司。

      1.2 儀器與設(shè)備

      QSX-280B手提式壓力蒸汽滅菌鍋 上海申安醫(yī)療器械廠;JY-502電子天平 上海浦春計量儀器有限公司;YC-26L醫(yī)用冷藏冰箱 中科美菱低溫科技有限公司;DH-360電熱恒溫培養(yǎng)箱 北京科偉永興儀器有限公司;GNP-9160隔水式恒溫培養(yǎng)箱 上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司;UV-2600紫外分光光度計 尤尼柯上海儀器有限公司。

      1.3 培養(yǎng)基

      1.3.1 MRS肉湯培養(yǎng)基

      牛肉膏10 g,蛋白胨10 g,葡萄糖20 g,酵母浸粉5 g,硫酸錳0.25 g,吐溫-80 1 mL,磷酸氫二鉀2 g,乙酸鈉5 g,檸檬酸二銨2 g,七水硫酸鎂0.58 g,蒸餾水1000 mL,121 ℃高壓蒸汽滅菌20 min,備用。

      1.3.2 鮮牛乳培養(yǎng)基

      鮮牛乳于115 ℃高壓蒸汽滅菌15 min,備用。

      1.3.3 蔬菜汁培養(yǎng)基

      將荸薺、菊芋、油麥菜、芹菜和萵筍除去雜物,徹底清洗干凈,采用打漿機(jī)榨汁,過100目篩,備用。

      1.4 實(shí)驗(yàn)方法

      1.4.1 10株乳酸菌產(chǎn)超氧化物歧化酶(SOD)活性的研究

      將已活化好的10株乳酸菌按1%比例接種到MRS液體培養(yǎng)基中,37 ℃恒溫培養(yǎng)箱中靜置培養(yǎng)48 h,發(fā)酵液離心后,取上清液測SOD酶的活性。

      1.4.2 10株乳酸菌產(chǎn)過氧化氫酶(CAT)活性的研究

      將10株乳酸菌菌種按1%比例接種到MRS液體培養(yǎng)基中,在37 ℃條件下靜置培養(yǎng)48 h,取離心后的上清液測定CAT酶的活性。

      1.4.3 10株乳酸菌發(fā)酵乳產(chǎn)SOD酶活性的研究

      將已活化好的10株乳酸菌接種到滅完菌的鮮牛乳中,37 ℃恒溫培養(yǎng)箱中靜置培養(yǎng)至凝乳,發(fā)酵乳離心后取上清液測定SOD酶活力。

      1.4.4 10株乳酸菌發(fā)酵乳產(chǎn)CAT酶活性的研究

      將10株乳酸菌接種到滅完菌的鮮牛乳中,在37 ℃下靜置培養(yǎng)至凝乳,發(fā)酵乳離心后取上清液測定CAT酶活力。

      1.4.5 10株乳酸菌發(fā)酵蔬菜產(chǎn)SOD酶活性的研究

      將已活化好的10株乳酸菌按1%的接種量接種到復(fù)合蔬菜汁培養(yǎng)基中,以不接菌種的蔬菜汁培養(yǎng)基為空白對照,在37 ℃恒溫培養(yǎng)箱中靜置培養(yǎng)48 h,發(fā)酵液離心后取上清液測定SOD酶的活力。

      1.4.6 10株乳酸菌發(fā)酵蔬菜產(chǎn)CAT酶活性的研究

      將已活化好的10株乳酸菌按1%的接種量接種到蔬菜汁培養(yǎng)基中,以不接菌種的復(fù)合蔬菜汁培養(yǎng)基為空白對照,在37 ℃恒溫培養(yǎng)箱中靜置培養(yǎng)48 h,發(fā)酵液離心后取上清液測定CAT酶的活力。

      1.5 測定方法

      1.5.1 SOD酶測定方法[13]

      采用羥胺法。

      1.5.2 CAT酶測定方法[14,15]

      采用可見光法。

      2 結(jié)果與分析

      2.1 10株乳酸菌產(chǎn)SOD酶能力

      以10株乳酸菌為菌種,接種到MRS肉湯培養(yǎng)基中,以不接菌的培養(yǎng)基為空白,取發(fā)酵48 h的發(fā)酵液測定SOD酶活力,結(jié)果見圖1。

      圖1 乳酸菌發(fā)酵48 h時SOD酶活力變化

      由圖1可知,10株乳酸菌在MRS肉湯培養(yǎng)基中均可以產(chǎn)生SOD酶。與空白組相比發(fā)現(xiàn),LA產(chǎn)生的SOD酶最多,活力可達(dá)到38.45 U/mL,其次是LCP,LC,BL,活力依次為36.24,28.43,26.21 U/mL。

      2.2 10株乳酸菌產(chǎn)CAT酶能力

      以10株乳酸菌為菌種,接種到MRS肉湯培養(yǎng)基中,以不接菌的培養(yǎng)基為空白,取發(fā)酵48 h的發(fā)酵液測定CAT酶活力,結(jié)果見圖2。

      圖2 乳酸菌發(fā)酵48 h時CAT酶活力變化

      由圖2可知,與空白組相比10株乳酸菌均產(chǎn)生CAT酶,其中LA產(chǎn)CAT酶活力最多,活力達(dá)到8.56 U/mL,其次是LCP和BL,活力依次是7.23,5.36 U/mL,其他幾株乳酸菌的CAT酶活力差別不明顯。

      2.3 10株乳酸菌發(fā)酵乳產(chǎn)SOD酶能力

      以10株乳酸菌為菌種,接種到鮮牛乳培養(yǎng)基中,以不接菌的培養(yǎng)基為空白,取發(fā)酵至凝乳的發(fā)酵乳離心,取上清液測定SOD酶活力,以菌株為橫坐標(biāo),SOD酶活力為縱坐標(biāo),繪制柱形圖,結(jié)果見圖3。

      圖3 乳酸菌發(fā)酵乳48 h時SOD酶活力變化

      由圖3可知,10株乳酸菌在鮮牛乳培養(yǎng)基中發(fā)酵48 h均產(chǎn)生SOD酶,其中, LA產(chǎn)SOD酶量最多,活力可達(dá)到50.34 U/mL,與在MRS肉湯培養(yǎng)基中相比SOD酶的活力提高了30%,其次是LCP,BL和LC,活力在47.51~39.45 U/mL之間,其他幾株菌產(chǎn)生的SOD酶相對較少。

      2.4 10株乳酸菌發(fā)酵乳產(chǎn)CAT酶能力

      以10株乳酸菌為菌種,接種到鮮牛乳培養(yǎng)基中,以不接菌的培養(yǎng)基為空白,取發(fā)酵至凝乳的發(fā)酵乳離心,取上清液測定CAT酶活力,以菌株為橫坐標(biāo),CAT酶活力為縱坐標(biāo),繪制柱形圖,結(jié)果見圖4。

      圖4 乳酸菌發(fā)酵乳48 h時CAT酶活力變化

      由圖4可知,以不接菌種的培養(yǎng)基為空白組,10株乳酸菌發(fā)酵鮮牛乳時均產(chǎn)生CAT酶,其中LA產(chǎn)CAT酶最多,活力達(dá)到9.89 U/mL,這與在MRS肉湯培養(yǎng)基中相比酶活力提高幅度較小,其次是LCP,BL,活力依次是8.56,6.57 U/mL,其他幾株乳酸菌的CAT酶活力差異不明顯。

      2.5 10株乳酸菌發(fā)酵蔬菜產(chǎn)SOD酶的能力

      以10株乳酸菌為菌種,接種到蔬菜汁培養(yǎng)基中,以不接菌的培養(yǎng)基為空白,取發(fā)酵48 h的發(fā)酵液離心,取上清液測定SOD酶活力,以菌株為橫坐標(biāo),SOD酶活力為縱坐標(biāo),繪制柱形圖,結(jié)果見圖5。

      圖5 乳酸菌發(fā)酵蔬菜48 h時SOD酶變化

      由圖5可知,以不接菌種的復(fù)合蔬菜培養(yǎng)基為空白組,10株乳酸菌均產(chǎn)生SOD酶,其中LA產(chǎn)SOD酶量最多,活力可達(dá)到118.56 U/mL,這與在MRS肉湯培養(yǎng)基中相比酶的活力提高了2倍,其次是LCP,BL和LC,活力在115.42~99.58 U/mL之間,其次是LP,LCP,ST,LR,SF和LB,產(chǎn)生的SOD酶相對較少。

      2.6 10株乳酸菌發(fā)酵蔬菜產(chǎn)CAT酶的能力

      以10株乳酸菌為菌種,接種到復(fù)合蔬菜汁培養(yǎng)基中,以不接菌的培養(yǎng)基為空白,取發(fā)酵48 h的發(fā)酵液離心,取上清液測定CAT酶活力,以菌株為橫坐標(biāo),CAT酶活力為縱坐標(biāo),繪制柱形圖,結(jié)果見圖6。

      圖6 乳酸菌發(fā)酵蔬菜48 h時CAT酶變化

      由圖6可知,10株乳酸菌發(fā)酵復(fù)合蔬菜培養(yǎng)基時均產(chǎn)生CAT酶,其中LCP產(chǎn)CAT酶最多,活力達(dá)到41.06 U/mL,這與MRS肉湯培養(yǎng)基相比酶活提高了5倍左右,其次是LA,活力是38.84 U/mL,其次是LC,BL,活力依次是31.27,28.53 U/mL,其他幾株乳酸菌的CAT酶活力與空白組相比差別不大。

      3 結(jié)論

      10株乳酸菌在MRS肉湯培養(yǎng)基、鮮牛乳培養(yǎng)基和復(fù)合蔬菜汁培養(yǎng)基中都可以產(chǎn)生SOD酶和CAT酶,在MRS肉湯培養(yǎng)基中SOD酶活力在9.82~38.45 U/mL之間,CAT酶活力在1.25~8.56 U/mL之間;在鮮牛乳培養(yǎng)基中SOD酶活力在14.92~50.34 U/mL之間,CAT酶活力在2.25~9.89 U/mL之間;在蔬菜汁培養(yǎng)基中SOD酶活力在76.20~118.56 U/mL之間,CAT酶活力在11.12~41.06 U/mL之間。其中益生菌在蔬菜汁培養(yǎng)基發(fā)酵過程中產(chǎn)SOD酶和CAT酶的活力相對較高。

      [1]張江巍,曹郁生.乳酸菌抗氧化活性的研究進(jìn)展[J].中國乳品工業(yè),2005,33(1):34-37.

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