淺談酸奶發(fā)酵過程中噬菌體的分離及其特性

呂宇蓓

摘要：隨著乳制品行業(yè)的發(fā)展，酸奶的功能逐漸被更多的人重視，酸奶的發(fā)酵過程是十分嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?，在發(fā)酵過程中，乳酸菌極易受到噬菌體的侵染，導(dǎo)致酸奶出現(xiàn)質(zhì)量問題，所以現(xiàn)階段急需對噬菌體進(jìn)行分離和特性研究，在高中課堂上，我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了噬菌體的分離方法。本文主要對酸奶制造過程中噬菌體的分離步驟進(jìn)行探討，并分析噬菌體的特有性質(zhì)。

關(guān)鍵詞：酸奶發(fā)酵；噬菌體特性

1 噬菌體概述

為了使我們對噬菌體的特性有初步了解，高中生物課本對噬菌體有詳細(xì)的介紹，噬菌體是一種能夠侵染細(xì)菌、真菌以及藻類的病毒，它是不能單獨(dú)生存的，必須依靠汲取宿主細(xì)胞的營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行自身能量的供給，在細(xì)菌群落和細(xì)菌聚集的地方經(jīng)常有噬菌體的出現(xiàn)。噬菌體的體積較小，分類方法比較復(fù)雜，在生物課堂上，教師也對噬菌體的特性進(jìn)行了介紹，噬菌體的結(jié)構(gòu)相對較為簡單，沒有獨(dú)立完整的細(xì)胞結(jié)構(gòu)，只具有一種核酸類型，對細(xì)菌和真菌的侵染效果特別明顯[1]。

2 酸奶發(fā)酵過程中噬菌體的分離步驟

2.1.將指示菌種進(jìn)行活化并過濾

為了更準(zhǔn)確的探討噬菌體的特性，應(yīng)該對酸奶進(jìn)行噬菌體的檢測，故首先要進(jìn)行檢測指示菌的培養(yǎng)，在高中生物實驗中以乳桿菌中噬菌體的分離為例，將作為指示菌株的乳桿菌放置在37℃的培養(yǎng)液培養(yǎng)至少24小時，使菌株保持活性，接著采用0.4μm的純凈過濾膜將酸奶樣品進(jìn)行過濾，將其它會干擾實驗的細(xì)菌除去，從而能夠使得噬菌體的檢測結(jié)果更加精確[2]。

2.2選用適當(dāng)培養(yǎng)基使噬菌斑出現(xiàn)

在高中課本上對乳桿菌的培養(yǎng)基進(jìn)行了大致介紹，本次分離實驗采用的乳桿菌培養(yǎng)基的形式是固體與半固體相混合，經(jīng)過活化和過濾的指示菌與樣品酸奶的加入比例是1：1000，教師在授課過程中提到1ml樣品酸奶的量較為適宜，在指示菌和培養(yǎng)基的共同作用下，大約24h后，噬菌斑會出現(xiàn)在培養(yǎng)基中，接下來需要我們對噬菌斑進(jìn)行觀察，達(dá)到一定量才能進(jìn)行下一步實驗。

2.3將單個噬菌斑進(jìn)行裂解離心

由于樣品酸奶中的噬菌體含量是不確定的，所以我們在培養(yǎng)噬菌斑后在培養(yǎng)基中可能會出現(xiàn)大量的噬菌斑，在實驗中，我們只選取了單個噬菌斑進(jìn)行分離，將選取的單個噬菌斑放在適宜的液體培養(yǎng)基中，并加入適量指示菌，在37℃的溫度下對混合液進(jìn)行充分完全的裂解操作，對裂解后的混合液進(jìn)行離心，將乳桿菌體進(jìn)行破壞，把噬菌體分離出來[3]。

2.4將裂解液進(jìn)行提純并保存

為了得到較為純凈的噬菌體，我們反復(fù)進(jìn)行了裂解離心步驟，盡可能將所有的菌體都除去，裂解離心過程重復(fù)五次左右，基本已經(jīng)達(dá)到將噬菌體與乳桿菌完全分離的目的，為了更有效地進(jìn)行噬菌體性質(zhì)的研究，我們還需將噬菌體放在適宜條件下保存，一般來說，乳桿菌噬菌體應(yīng)該放在4℃的液氮中保持活性，再配以適當(dāng)濃度的甘油溶液進(jìn)行存放。

3 酸奶發(fā)酵過程中產(chǎn)生的噬菌體的特性

3.1對宿主細(xì)胞有較強(qiáng)的依賴性

經(jīng)過一系列復(fù)雜的操作，我們會得到純度較高的噬菌體，有利于對噬菌體進(jìn)行特性分析。在酸奶發(fā)酵過程中，主要的菌種為乳酸菌和乳桿菌，產(chǎn)生的噬菌體形式也比較相近，由于噬菌體是一種病毒，所以它與其他病毒的基本特性相同，只能依靠宿主細(xì)胞生活，也就是說酸奶發(fā)酵過程中產(chǎn)生的噬菌體對乳酸菌具有較強(qiáng)的依賴性，只能從中獲取養(yǎng)分，進(jìn)而維持自己的活性。

3.2對宿主細(xì)胞的選擇較為專一

在酸奶發(fā)酵過程中，乳酸菌及乳桿菌都會產(chǎn)生特定的噬菌體，由于不同菌種的受體不同，產(chǎn)生的噬菌體形式也就不同，這種特性被稱為噬菌體的宿主特異性，所以在酸奶發(fā)酵過程中，只需要對特定菌種的噬菌體進(jìn)行分離即可，無需研究其他噬菌體的性質(zhì)，酸奶發(fā)酵過程中主要是乳酸菌噬菌體破壞發(fā)酵劑的作用，使得發(fā)酵后酸奶中的乳酸含量降低，降低了酸奶的質(zhì)量。

3.3繁殖速度快且繁殖量比較大

在上述實驗過程中發(fā)現(xiàn)，如果將噬菌體與菌種放在適當(dāng)?shù)呐囵B(yǎng)基中保存，噬菌體的擴(kuò)散速度比菌種的繁殖速度快得多，如果對噬菌體和菌種的生長情況進(jìn)行連續(xù)觀察，可以發(fā)現(xiàn)1h左右噬菌體能夠繁殖至超過130個，菌種的結(jié)構(gòu)也隨之破裂，侵染與菌種的所有噬菌體又會去從其他的乳酸菌中吸收養(yǎng)分。也就是說乳酸菌噬菌體的繁殖速度非?？臁⒎敝沉亢艽?，如果不及時控制會破壞發(fā)酵過程[4]。

3.4噬菌體沒有完整的細(xì)胞結(jié)構(gòu)

將分離出的噬菌體在電子顯微鏡下進(jìn)行結(jié)構(gòu)觀察，可以發(fā)現(xiàn)噬菌體的結(jié)構(gòu)比較簡單，沒有完整的細(xì)胞結(jié)構(gòu)，有以蛋白質(zhì)為主要成分的橢圓形頭部和尾部，DNA位于橢圓形頭部中，尾部分出尾絲，整個結(jié)構(gòu)只有蛋白質(zhì)和DNA，并沒有細(xì)胞質(zhì)等其他結(jié)構(gòu)，正是由于噬菌體的結(jié)構(gòu)不完整，才需要侵染特定的細(xì)胞進(jìn)行生存，確保自己能夠進(jìn)行DNA的復(fù)制，從而進(jìn)行順利繁殖。

4 結(jié)語

綜上所述，為了使酸奶發(fā)酵過程變得更安全，保證酸奶的質(zhì)量，必須對噬菌體進(jìn)行分離和特性研究，從而找到避免噬菌體侵染乳酸菌的辦法。我們應(yīng)該利用高中生物知識對噬菌體的分離方法進(jìn)行研究，明確不同種類噬菌體的分離步驟，對提純過程、離心時間以及保存原液等步驟都要有足夠的了解，并結(jié)合高中課本對噬菌體的特性介紹來分析乳酸菌中的噬菌體特點(diǎn)，盡量在發(fā)酵過程中避免噬菌體的感染。

參考文獻(xiàn)：

[1] 解明旭，葉仕根，楊曉宇.噬菌體的研究進(jìn)展[J].黑龍江畜牧獸醫(yī)，2016.

[2] 賀江.噬菌體展示技術(shù)在食品科學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)展[J].中國農(nóng)學(xué)通報，2014.

[3] 朱良工，關(guān)松梅.乳酸菌噬菌體及其PCR法檢測研究進(jìn)展[J].中國乳品工業(yè)，2017（6）.

[4] 習(xí)羽，汪政煜.乳酸菌抗噬菌體相關(guān)機(jī)理的研究進(jìn)展[J].乳品科學(xué)與技術(shù)學(xué)報，2015（6）.