韋田,梅林,王志耕,薛秀恒
(安徽農(nóng)業(yè)大學(xué) 茶與食品科技學(xué)院,安徽農(nóng)產(chǎn)品加工工程實(shí)驗(yàn)室,安徽 合肥,230036)
亞硝酸鹽對(duì)植物乳桿菌FQR細(xì)胞表面性質(zhì)及形態(tài)的影響
韋田,梅林,王志耕,薛秀恒
(安徽農(nóng)業(yè)大學(xué) 茶與食品科技學(xué)院,安徽農(nóng)產(chǎn)品加工工程實(shí)驗(yàn)室,安徽 合肥,230036)
研究不同NaNO2濃度對(duì)植物乳桿菌(Lp)FQR降解NaNO2能力、亞硝酸鹽還原酶(NiR)活性以及細(xì)胞表面特性的影響,并經(jīng)電鏡觀察細(xì)胞形態(tài)。結(jié)果表明,在0~0.150% NaNO2范圍內(nèi),隨著濃度的增大,F(xiàn)QR降解能力以及NiR活性均呈下降趨勢(shì),在0.045% NaNO2條件下,F(xiàn)QR能夠高效降解NaNO2,16 h降解率達(dá)(94.85±2.96)%,NiR活力(174.60±13.67)U/104細(xì)胞,而高濃度NaNO2會(huì)引起細(xì)胞表面疏水性和膜通透性發(fā)生顯著升高。掃描電鏡觀察發(fā)現(xiàn),0.045% NaNO2條件下FQR表面形態(tài)與對(duì)照組相比未發(fā)現(xiàn)明顯變化,但0.120% NaNO2時(shí)菌體表面出現(xiàn)褶皺和凹陷。透射電鏡觀察發(fā)現(xiàn),對(duì)照組中FQR存在大量?jī)?chǔ)能顆粒,隨著NaNO2濃度增大,顆粒物數(shù)量明顯下降;在0.120% NaNO2時(shí)胞內(nèi)儲(chǔ)能物質(zhì)幾乎消失,并出現(xiàn)細(xì)胞質(zhì)空化現(xiàn)象。高濃度NaNO2會(huì)引起菌體表面形態(tài)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生明顯變化。
亞硝酸鹽;植物乳桿菌;亞硝酸鹽還原酶;細(xì)胞表面性質(zhì);電鏡
亞硝酸鹽是一種重要的食品添加劑,常用于肉制品加工。中國(guó)傳統(tǒng)腌肉制品添加亞硝酸鹽已有上千年歷史,亞硝酸鹽在其中具有發(fā)色、抑菌、抗氧化和形成獨(dú)特風(fēng)味等重要作用[1]。由于亞硝酸鹽的殘留和積累具有潛在的食品安全風(fēng)險(xiǎn),其應(yīng)用受到很大限制。雖然有部分添加物可以在一定程度上替代亞硝酸鹽[2-3],但是還沒有哪一種物質(zhì)能夠完全徹底地替代亞硝酸鹽在肉類食品中的作用。
植物乳桿菌(Lactobacillusplantarum,Lp)與人類的生活密切相關(guān),是發(fā)酵食品中常用發(fā)酵劑,還具有維持腸道內(nèi)菌群平衡、提高機(jī)體免疫力和促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)吸收等多種功能。有文獻(xiàn)報(bào)道[4-5],Lp菌具有降解亞硝酸鹽的能力,在泡菜發(fā)酵過程中產(chǎn)生亞硝酸鹽還原酶(nitrite reductase,NiR),降解亞硝酸鹽[6]。王盼等[7]利用PCR技術(shù)克隆Lp NiR基因編碼序列,將其構(gòu)建至原核表達(dá)載體,經(jīng)誘導(dǎo)表達(dá)及表達(dá)產(chǎn)物的純化,最終獲得高純度的NiR。但是,對(duì)于Lp調(diào)控亞硝酸鹽代謝的機(jī)制還不清楚。
本課題研究了在不同濃度的亞硝酸鹽環(huán)境下,Lp對(duì)亞硝酸鹽的降解效果及其自身的細(xì)胞學(xué)特性,旨在為探明Lp對(duì)亞硝酸鹽的應(yīng)答調(diào)控機(jī)制奠定基礎(chǔ)。
1.1 材料
1.1.1 菌種及培養(yǎng)基
植物乳桿菌FQR(Lp FQR)從中國(guó)傳統(tǒng)腌肉制品中篩選得到,由安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)畜產(chǎn)品加工實(shí)驗(yàn)室提供。
MRS肉湯培養(yǎng)基:蛋白胨 10 g,牛肉粉5 g,酵母粉4 g,葡萄糖20 g,K2HPO42 g,檸檬酸三銨2 g,乙酸鈉5 g,MgSO40. 2 g,MnSO40. 05 g,吐溫80 1.0 mL,加入1 000 mL蒸餾水,制得pH(6. 2±0.1)肉湯培養(yǎng)基。
MRS固體培養(yǎng)基:上述MRS肉湯培養(yǎng)基中添加15 g瓊脂。
亞硝酸鈉鹽培養(yǎng)基:MRS肉湯培養(yǎng)基中添加一定量的NaNO2(m∶m)。
1.1.2 試劑
NaNO2、K2HPO4、KH2PO4、對(duì)氨基苯磺酸、鹽酸萘乙二胺、二甲苯等試劑均為分析純,國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;Fluo3-AM 熒光探針,上海碧云天生物技術(shù)有限公司;亞硝酸還原酶試劑盒,蘇州科銘生物技術(shù)有限公司。
1.2 主要儀器及設(shè)備
LS-45熒光分光光度計(jì)、Lambda 35紫外可見分光光度計(jì),珀金埃爾默企業(yè)管理(上海)有限公司;JY92-IIN超聲波細(xì)胞破碎儀,寧波新芝生物科技股份有限公司;JSM-7500F掃描式電鏡、JEM-1230透射式電鏡,日本電子株式會(huì)社;超薄切片機(jī),(瑞典)LKB產(chǎn)品有限公司;FA2004 電子分析天平,上海上天精密儀器有限公司。
1.3 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)方法
1.3.1 亞硝酸鹽含量的檢測(cè)
參照GB/T5009.33—2010 《食品中亞硝酸鹽與硝酸鹽的測(cè)定》[9],并結(jié)合張馨月等[10]測(cè)定方法,略有修改。培養(yǎng)基置于離心管中3 500×g離心5 min,取上清液,不經(jīng)過提取液凈化的步驟,直接加2 mL對(duì)氨基苯磺酸溶液,混勻,靜置3~5 min 后各加入1 mL鹽酸萘乙二胺溶液(2 g/L),靜置15 min,于波長(zhǎng)538 nm處測(cè)定吸光度值。同時(shí)做試劑空白。NaNO2含量計(jì)算公式如下:
式中:X—試樣中NaNO2的含量,mg/kg;A1為測(cè)定用樣液中NaNO2的質(zhì)量,μg;m為試樣質(zhì)量,g;V1為測(cè)定用樣液體積,mL;V0為試樣處理液總體積,mL。
1.3.2 Lp亞硝酸鹽降解能力的檢測(cè)
將凍存的Lp FQR接種于MRS肉湯培養(yǎng)基中,37 ℃培養(yǎng)24 h,活化菌種。取100 μL菌液涂布于MRS固體培養(yǎng)基上,37 ℃培養(yǎng)36 h,挑取單菌落于30 mL MRS肉湯培養(yǎng)基中,37 ℃培養(yǎng)至穩(wěn)定期(16 h),作為L(zhǎng)p FQR種子液。下面試驗(yàn)接種量均以種子液添加。
以2 %接種量接入含有0~0.150 % NaNO2MRS肉湯培養(yǎng)基中,37℃培養(yǎng)穩(wěn)定期(16 h)。按照1.3.1 的方法測(cè)定培養(yǎng)基中NaNO2含量,每組3個(gè)重復(fù)。NaNO2降解率(degradation rate,DR)公式如下:
DR/%= (1-X2/X1)×100
式中:X1為原始培養(yǎng)基中NaNO2的含量mg/kg;X2為培養(yǎng)16 h后培養(yǎng)基中NaNO2的含量,mg/kg。
1.3.3 NiR活性測(cè)定
以2%接種量接入含有0~0.150% NaNO2MRS肉湯培養(yǎng)基中,37 ℃培養(yǎng)16 h。培養(yǎng)液于4℃下3 500×g離心10 min,棄上清,收集菌體,用0.02 mol/L磷酸鹽緩沖液(PBS,pH7.2)洗滌2次后重懸于PBS,置于冰上超聲波破碎細(xì)胞,超聲波細(xì)胞破碎儀工作參數(shù)為:功率300 W,超聲3 s,間隔7 s,總時(shí)長(zhǎng)3 min。破碎細(xì)胞液于4 ℃下10 000×g離心10 min,取上清液置于冰上,利用亞硝酸還原酶試劑盒測(cè)定酶活。酶活單位定義為:每104個(gè)細(xì)胞每小時(shí)還原1 μmol NO2-的量為1個(gè)酶活單位。
1.3.4 細(xì)胞表面疏水性試驗(yàn)
本試驗(yàn)采用微生物黏著碳烴化合物法[11],以2 %接種量接入含有0~0.150 % NaNO2MRS肉湯培養(yǎng)基中,37 ℃下培養(yǎng)16 h,菌液在3 500×g離心 10 min,棄上清,收集菌體。用0.02 mol/L PBS(pH7.2)洗滌2次,重懸于滅菌的 0.1 mol/L KNO3溶液中,使菌懸液600 nm處吸光度值達(dá)到(0.5±0.02)(A0)。取 3 mL菌懸液與 1 mL二甲苯混勻后在室溫靜置 10 min,渦旋振蕩2 min 后再靜置10 min,吸取水相于600 nm處測(cè)定吸光度(A1)。細(xì)胞表面疏水性(cell surface hydrophobicity,CSH)公式為:
1.3.5 細(xì)胞膜通透性試驗(yàn)
本試驗(yàn)利用細(xì)胞內(nèi)Ca2+測(cè)定采用Fluo3-AM 熒光探針法[12]評(píng)價(jià)細(xì)胞膜通透性。以2 %接種量接入含有0~0.150% NaNO2MRS肉湯培養(yǎng)基中,37℃下培養(yǎng)16 h,菌液在3 500×g離心10 min,棄上清,生理鹽水洗滌并稀釋至一定濃度的菌懸液(1.0×108CFU/mL)。取3mL 菌懸液,加入0.6 μL 5 mmol/L Fluo3-AM溶液,37 ℃避光孵育30 min,10 000×g離心5 min,棄上清液,用生理鹽水洗滌1次后,重懸于3 mL生理鹽水中。將負(fù)載好的樣品置于熒光分光光度計(jì)內(nèi),以488 nm為激發(fā)波長(zhǎng),觀察525 nm處的熒光強(qiáng)度。
1.3.6 掃描式電鏡觀察
以2%接種量接入分別含有0、0.045%和0.120% NaNO2MRS中,37 ℃下培養(yǎng)16 h后,4℃ 3 500×g離心10 min,棄上清液,加入濃度2.5%戊二醛PBS緩沖溶液,4 ℃冰箱內(nèi)固定12 h后,0.1 mol/L PBS緩沖液(pH 7.2)洗滌3次,再經(jīng)30%、50%、70%、80%、95%及100%乙醇依次脫水,CO2臨界點(diǎn)干燥,噴金,掃描式電鏡觀察并拍照。
1.3.7 透射式電鏡觀察
以2 %接種量接入分別含有0、0.045% 和0.120% NaNO2MRS中,37 ℃下培養(yǎng)16 h后,4 ℃ 3 500×g離心10 min,棄上清液,加入濃度2.5%戊二醛PBS緩沖溶液,4℃冰箱內(nèi)固定12 h后,0.1 mol/L PBS緩沖液(pH7.2)洗滌3次,用1 %鋨酸固定2 h,再用0.1 mol/L PBS緩沖液漂洗數(shù)次。依次30%、50%、70%、90%及100%乙醇梯度洗脫,用環(huán)氧丙烷和環(huán)氧樹脂按1∶1(v∶v)浸透2 h,再于環(huán)氧丙烷和環(huán)氧樹脂按1∶2(v∶v)浸透1 h,環(huán)氧樹脂固化過夜,烤箱內(nèi)加溫成塊,經(jīng)超薄切片染色,透射式電鏡觀察并拍照。
1.4 統(tǒng)計(jì)分析
采用SPSS 18.0對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行差異顯著性分析,結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示,P<0.05 為差異顯著,用Origin 9.0軟件作圖。
2.1 Lp FQR降解NaNO2能力
在0.045%~0.225% NaNO2范圍內(nèi),隨著MRS肉湯培養(yǎng)基中NaNO2含量的增加,F(xiàn)QR降解NaNO2能力呈下降趨勢(shì)(圖1)。但FQR于0.045 %和0.075 % NaNO2MRS中DR無顯著差異(P>0.05),分別為(94.85%±2.96%)和(94.18%±3.87%),說明在0~0.075% NaNO2范圍內(nèi),F(xiàn)QR具有良好的降解NaNO2能力;0.120% NaNO2條件下,F(xiàn)QR降解能力顯著降低(P<0.05),DR為(50.49%±4.54%)。而在0.225% NaNO2濃度時(shí),DR僅為(7.05%±2.77%),同時(shí),取100 μL菌液涂布于MRS固體培養(yǎng)基上,結(jié)果發(fā)現(xiàn)無活菌存在,而部分NaNO2的降解可能是由于菌體前期適應(yīng)過程產(chǎn)生。因此,高濃度的NaNO2對(duì)Lp降解NaNO2能力具有抑制作用。
圖1 不同濃度NaNO2對(duì)FQR降解能力的影響Fig.1 Effect of different concentrations of NaNO2on degradation ability of FQR
2.2 不同濃度NaNO2對(duì)Lp FQR亞硝酸鹽還原酶活性的影響
目前,普遍認(rèn)為微生物主要利用NiR降解NaNO2。本研究中Lp FQR在0~0.150% NaNO2范圍內(nèi),NiR活性呈下降趨勢(shì),與圖1結(jié)果基本相符合,但0.075% NaNO2時(shí)NiR活力為(119.68±9.03) U/104細(xì)胞,相對(duì)于0.045% NaNO2條件酶活力下降了31.45%(P<0.05)(圖2)。Lp FQR于空白和0.045% NaNO2MRS中NiR活力差異不顯著(P>0.05),分別為(181.55±8.63) U/104細(xì)胞和(174.60±13.67) U/104細(xì)胞,說明0~0.045% NaNO2濃度范圍內(nèi),NiR活力沒有受到顯著影響。但超過此范圍NiR活性受到明顯的抑制,并且NaNO2濃度越大,抑制作用越強(qiáng),0.150 % NaNO2濃度時(shí),NiR酶活僅為(29.23±5.81)U/104細(xì)胞。
圖2 不同濃度NaNO2對(duì)FQR亞硝酸鹽還原酶活性的影響Fig.2 Effect of different concentrations of NaNO2 on nitrite reductase activity of FQR
2.3 不同濃度NaNO2對(duì)Lp FQR表面疏水性的影響
目前認(rèn)為,CSH主要是由菌體表面具有的疏水性蛋白質(zhì)、糖類等化合物所賦于的一種表面特性[13],菌體表面的蛋白類物質(zhì)對(duì)細(xì)胞具有較好的保護(hù)作用[14]。有研究表明[15],CSH強(qiáng)弱主要取決于其表面非極性基團(tuán)的比例。
圖3 不同濃度NaNO2對(duì)FQR 細(xì)胞表面疏水性的影響Fig.3 Effect of different concentrations of NaNO2 on cell surface hydrophobicity of FQR
由圖3可知,在0~0.120%NaNO2范圍內(nèi),CSH值呈現(xiàn)上升的趨勢(shì),可能由于NaNO2濃度的增加,引起環(huán)境中離子強(qiáng)度改變,使得細(xì)胞表面蛋白中疏水性基團(tuán)打開,而表現(xiàn)出CSH增強(qiáng)[11]。在空白和0.045% NaNO2條件下,F(xiàn)QR CSH無顯著性差異(P>0.05),分別(19.70±1.41)%和(21.32±1.33)%,可能0~0.045% NaNO2是菌體能夠承受的范圍,菌體表面表現(xiàn)出較小的應(yīng)激反應(yīng)。在0.120% NaNO2時(shí),CSH值達(dá)到最大(41.38%±1.08%),說明該濃度下細(xì)胞表層疏水性基團(tuán)參與調(diào)節(jié)。但在0.150% NaNO2時(shí),CSH值又顯著降低(P<0.05),可能是由于細(xì)胞表層蛋白遭到破壞,而表現(xiàn)出菌株的表面疏水性減弱[16]。
2.4 不同濃度NaNO2對(duì)Lp FQR細(xì)胞膜通透性的影響
熒光探針Fluo-3 AM是種高度特異性Ca2+熒光指示劑,研究表明[17],激發(fā)光波長(zhǎng)位于可見光區(qū),能有效地避免紫外光激發(fā)而引起的細(xì)胞自發(fā)熒光的干擾和對(duì)細(xì)胞的損傷。Fluo3與胞內(nèi)游離鈣結(jié)合,在488 nm激發(fā)光的激發(fā)下,525 nm 處觀察的熒光強(qiáng)度,胞內(nèi)Ca2+濃度與熒光強(qiáng)度成正比[18-19]。
本研究利用Fluo3-AM 熒光探針檢測(cè)FQR胞內(nèi)Ca2+濃度,比較不同濃度NaNO2對(duì)細(xì)胞膜通透性的影響,從而評(píng)價(jià)細(xì)胞受傷害的程度。熒光強(qiáng)度越大,胞膜通透性越小,即細(xì)胞受傷害程度越小。結(jié)果表明,在0~0.150 % NaNO2范圍內(nèi),隨著NaNO2濃度的增大,熒光強(qiáng)度呈下降趨勢(shì),相對(duì)于空白組分別降低了30.24 %、39.58 %、60.95 %和67.90 %(圖4)。說明NaNO2對(duì)細(xì)胞產(chǎn)生了不同程度的損害,NaNO2濃度越大,細(xì)胞膜通透性越高。
圖4 不同濃度NaNO2對(duì)FQR細(xì)胞膜通透性的影響Fig.4 Effect of different concentrations of NaNO2 on membrane permeability of FQR
2.5 不同濃度NaNO2對(duì)Lp FQR形態(tài)的影響
2.5.1 掃描式電鏡觀察
Lp FQR分別于含0.045 %、0.120 % NaNO2MRS培養(yǎng)基中培養(yǎng)16 h,以不含NaNO2的MRS培養(yǎng)基為對(duì)照。結(jié)果表明,在對(duì)照和含0.045 % NaNO2條件下,F(xiàn)QR菌體大小均一,呈短桿狀,表面光滑,并且個(gè)體充盈、飽滿(圖5 a~b),細(xì)胞表面形態(tài)未發(fā)現(xiàn)明顯變化。
在0.120 % NaNO2濃度下,Lp FQR菌體表面出現(xiàn)褶皺和凹陷(圖5c),說明該濃度已對(duì)菌體產(chǎn)生了一定的傷害。但對(duì)菌體大小進(jìn)行測(cè)量發(fā)現(xiàn),菌體大小并未出現(xiàn)明顯差異,王蘭[20]等研究發(fā)現(xiàn)NaNO2會(huì)導(dǎo)致植物乳桿菌L5 菌體形態(tài)發(fā)生一定的改變,菌體變成纖細(xì)的長(zhǎng)桿狀,與本試驗(yàn)研究結(jié)果有差異,可能是由于菌株的差異性導(dǎo)致。某種程度上,Lp具有較強(qiáng)的自動(dòng)調(diào)節(jié)能力,能夠減小NaNO2對(duì)細(xì)胞膜破壞作用。
本研究對(duì)掃描電鏡電壓大小做出一定的選擇,發(fā)現(xiàn)電壓過高菌體表面損傷,如褶皺、甚至胞膜破損等,不易真實(shí)呈現(xiàn),最終選擇電壓3.0 kV為最佳。
a、b、c分別為FQR在空白、0.045 % NaNO2以及0.120 %條件下培養(yǎng)16 h電鏡照片,30.0 k倍圖5 不同濃度NaNO2 對(duì)FQR菌體形態(tài)的掃描電鏡圖Fig.5 Effect of different concentrations of NaNO2on morphology of FQR by scanning electron microscope
2.5.2 透射式電鏡觀察
Lp FQR分別于含0.045 %、0.120 % NaNO2MRS培養(yǎng)基中培養(yǎng)16 h,以不含NaNO2的MRS培養(yǎng)基為對(duì)照。透射電鏡觀察發(fā)現(xiàn),對(duì)照組中FQR存在大量白色顆粒(圖 6 a);含0.045 % NaNO2的MRS培養(yǎng)基中FQR胞內(nèi)白色顆粒減少(圖 6 b) ;在0.120 % NaNO2條件下,胞內(nèi)未發(fā)現(xiàn)白色顆粒,而出現(xiàn)細(xì)胞質(zhì)空化現(xiàn)象(圖 6 c)。據(jù)報(bào)道[21-22],白色顆粒物是一種無機(jī)磷酸鹽(多聚β-羥基丁酸),是細(xì)菌體內(nèi)常見的能量?jī)?chǔ)存物質(zhì),在細(xì)胞生長(zhǎng)、代謝中具有重要的作用。此外,菌體可通過感應(yīng)環(huán)境信號(hào)來調(diào)控胞內(nèi)儲(chǔ)能物質(zhì)。高濃度的NaNO2條件下,Lp白色顆粒的減少,可能是Lp為適應(yīng)NaNO2脅迫環(huán)境,產(chǎn)生應(yīng)激反應(yīng),消耗胞內(nèi)儲(chǔ)能物質(zhì)所至;細(xì)胞空化可能與高濃度的NaNO2引起的細(xì)胞膜通透性升高(圖 4),胞質(zhì)內(nèi)容物流失有關(guān)。
a、b、c分別為FQR在空白、0.045 % NaNO2以及0.120 %條件下培養(yǎng)16 h電鏡照片,10.0 k倍圖6 不同濃度NaNO2 對(duì)FQR菌體形態(tài)的透射電鏡圖Fig.6 Effect of different concentrations of NaNO2 on morphology of FQR by transmission electron microscope
NaNO2對(duì)Lp FQR的生長(zhǎng)、細(xì)胞表面性質(zhì)以及細(xì)胞形態(tài)均有不同程度的影響。在0~0.150 % NaNO2范圍內(nèi),隨著NaNO2濃度的增大,F(xiàn)QR降解NaNO2能力以及NiR活性均呈下降趨勢(shì)。
隨著NaNO2濃度增大,F(xiàn)QR細(xì)胞膜的通透性升高,胞內(nèi)儲(chǔ)能物質(zhì)減少;菌體表面形態(tài)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生顯著變化,以至于細(xì)胞膜表層損傷,NaNO2濃度越大,損傷越明顯。這種細(xì)胞膜的損傷,可能造成細(xì)胞質(zhì)組分外流,因此導(dǎo)致Lp對(duì)高濃度NaNO2的降解能力下降。
本研究從細(xì)胞學(xué)角度探明了高濃度NaNO2對(duì)Lp細(xì)胞表面特性的改變及其細(xì)胞質(zhì)膜的破壞作用,為進(jìn)一步深入研究Lp對(duì)NaNO2的應(yīng)答調(diào)控機(jī)制奠定了基礎(chǔ)。
[1] 周光宏.畜產(chǎn)品加工學(xué)[M].北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社,2002, 101-103.
[2] KIM I S,JIN S K,HUR I C, et al. Effect of tomato powder on meat patties as nitrite alternatives [J]. Korean Journal for Food Science of Animal Resources, 2009, 29(3): 382-390.
[3] KAROLINA M W,MAGORZATA K, ZBIGNIEW J D. Use of acid whey and mustard seed to replace nitrites during cooked sausage production [J]. Meat Science, 2014, 96(2): 750-756.
[4] WU C D, ZHENG J, HUANG J, et al. Reduced nitrite and biogenic amine concentrations and improved flavor components of Chinese sauerkraut via co-culture ofLactobacillusplantarumandZygosaccharomycesrouxii[J]. Annals of Microbiology, 2014, 64(2): 847-857.
[5] YAN P M, XUE W T, TAN S S, et al. Effect of inoculating lactic acid bacteria starter cultures on the nitrite concentration of fermenting Chinese paocai [J]. Food Control, 2008, 19(1): 50-55.
[6] FEI Y T, LIU D M, LUO T H, et al. Molecular characterization ofLactobacillusplantarumDMDL 9010, a strain with efficient nitrite degradation capacity[J]. PLoS ONE, 2014, 9(11): e113792. DOI:10.1371/journal.pone. 0113792.
[7] 王盼, 費(fèi)永濤, 劉冬梅, 等. 植物乳桿菌DMDL 9010 中亞硝酸鹽還原酶的基因克隆、表達(dá)和純化[J]. 現(xiàn)代食品科技, 2015, 31( 6): 150-155.
[8] 安浩然.長(zhǎng)雙歧桿菌BBMN68抗膽鹽脅迫反應(yīng)機(jī)制及雙組分系統(tǒng)在膽鹽脅迫應(yīng)答中的作用[D].北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué), 2014.
[9] 中華人民共和國(guó)衛(wèi)生部. GB 5009.33-2010食品中亞硝酸鹽與硝酸鹽的測(cè)定[S].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社, 2010.
[10] 張馨月,劉冬梅,許喜林,等.LCR 6013降解亞硝酸鹽的途徑及其亞硝酸鹽還原酶的初步定位[J].現(xiàn)代食品科技,2013,29(11): 2 627-2 632.
[11] 任大勇.益生乳酸桿菌的黏附及免疫調(diào)節(jié)作用研究[D].吉林:吉林大學(xué), 2013.
[12] 李寶坤,田豐偉,劉小鳴.冷凍干燥對(duì)乳酸菌代謝活力的影響[J].食品工業(yè)科技, 2011, 32(9): 203-209.
[13] SCHR-ZAMMARETTI P, UBBINK J.The cell wall of lactic acid bacteria: surface constituents and macromolecular conformations [J]. Biophysical Journal, 2003, 85(6): 4 076-4 092.
[14] GREENE J D, KLAENHAMMER T R. Factors involved in adherence of lactobacilli to human Caco-2 cells[J]. Applied Environmental Microbiology, 1994, 60(12): 4487-4494.
[15] 周丹.益生性乳桿菌細(xì)胞表面特性研究[D].長(zhǎng)沙:湖南農(nóng)業(yè)大學(xué), 2011.
[16] 朱曉.乳酸菌表層蛋白的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)與功能[D].無錫:江南大學(xué), 2012.
[17] WANG H L,ZHOU G D,GAI H W,et al.A fluorescein-based probe with high selectivity to cysteine over homocysteine and glutathione [J].Chemical Communications,2012, 48(67): 8 341-8 343.
[18] CHRZANOWSKI T H,CROTTY R D,HUBBARD J G. Applicability of the fluorescein diacetate method of detecting active bacteria in freshwater[J].Microbial Ecology,1984,10(2): 179-185.
[19] 王飚,田豐偉,勵(lì)建榮.冷凍干燥對(duì)乳酸菌細(xì)胞膜通透性的影響[J].微生物學(xué)通報(bào),2009, 36(5): 684-688.
[20] 王蘭, 鄧放明, 陳思思. 植物乳桿菌L5降解亞硝酸鹽機(jī)理的初步研究[J].食品與發(fā)酵工業(yè),2014, 40(12): 120-124.
[21] BROWN M R,KORNBERG A.Inorganic polyphosphate in the origin and survival of species[J].Proceedings of the National Academy of Sciences, 2004, 101(46): 16 085-16 087.
[22] RAO N N,GOMEZ-GARCIA M R,KORNBERG A.Inorganic polyphosphate: essential for growth and survival[J].Annual Review of Biochemistry,2009, 78(78): 605-647.
Effect of nitrite on the cell surface property and morphology ofLactobacillusplantarumFQR
WEI Tian, MEI Lin*, WANG Zhi-geng, XUE Xiu-heng
(School of Tea and Food Science& Technology, Anhui Agriculture University, Engineering Laboratory of Agricultural Products Processing of Anhui, Heifei 230036,China)
Effects of different concentrations of NaNO2on the degradation ability, nitrite reductase (NiR) activity and cell surface properties ofLactobacillusplantarum(Lp) FQR were investigated, and the cell morphology of which was observed by electron microscope. The results showed that the degradation ability and NiR activity of FQR was decreasing with the increase of NaNO2concentrations within 0-0.150%. Under the condition of 0.045% NaNO2, FQR could efficiently degrade NaNO2within 16 h with (94.85±2.96)% of degradation rate and (174.60±13.67) U/104of NiR activity. In addition, high concentrations of NaNO2could also contribute to the significant increase of cell surface hydrophobicity and membrane permeability. There were no differences in cell surface morphology of FQR between the nitrite-free group and 0.045% NaNO2group, whereas the surface of FQR exposed to 0.120% NaNO2appeared depression and wrinkle by observation through scanning electron microscope. FQR in nitrite-free group exhibited numerous energy storage granules, number of which decreased obviously with increasing concentration of NaNO2. The intracellular energy storage material almost disappeared, and external flow of cytoplasm was observed through transmission electron microscope when FQR exposed to 0.120% NaNO2. In summary, high concentrations of NaNO2can cause changes in the surface morphology and internal structure of bacteria obviously.
nitrite;Lactobacillusplantarum; nitrite reductase; cell surface property; electron microscope
10.13995/j.cnki.11-1802/ts.201703008
碩士研究生(梅林副教授為通訊作者,E-mail:meilin8880@sina.com.cn)。
安徽省生豬產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(xiàng)資金(ahszcytx-5)
2016-05-10,2016-07-19