新型植物乳桿菌細(xì)菌素PZJ5的分離純化及特性研究.pdf

1、防腐劑是食品工業(yè)中最重要的添加劑之一，使用防腐劑是防止食品變質(zhì)的有效方法。目前我國大量使用的還是化學(xué)防腐劑，存在食品安全隱患。Nisin是世界公認(rèn)安全的天然食品防腐劑;但Nisin抗菌譜較窄，只能抑制革蘭氏陽性菌，對革蘭氏陰性細(xì)菌、酵母菌、霉菌及病毒無抑制作用。植物乳桿菌素(Plantaricin)是由植物乳桿菌(Lactobacillus plantarum)產(chǎn)生的一種耐高、低溫、耐酸、在人體中可降解、安全無毒，且具有較強(qiáng)抑菌活性的抗

2、菌短肽。本實(shí)驗(yàn)室已分離到一株對典型革蘭氏陽性和革蘭氏陰性食品腐敗菌均具有抑制作用的植物乳桿菌，本研究確定發(fā)揮抗菌作用的為肽類物質(zhì)PZJ5，并進(jìn)一步研究了PZJ5的分離純化、理化特性、基因克隆及生物學(xué)信息、合成條件優(yōu)化等因素。獲得主要試驗(yàn)結(jié)果如下：
　?、旁谒嵝詶l件(pH≤5)下，細(xì)菌素PZJ5對革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌都有明顯的抑菌作用。PZJ5具有較好的熱穩(wěn)定性。該細(xì)菌素對胃蛋白酶非常敏感，胰蛋白酶、蛋白酶K均可使PZJ5抑菌

3、活性降低。
　?、瓢l(fā)酵上清液經(jīng)硫酸銨梯度沉淀、離子交換色譜、疏水層析和凝膠色譜純化后，PZJ5得到了較好的分離，出現(xiàn)了單獨(dú)活力峰，表明該細(xì)菌素樣品已經(jīng)達(dá)到了單一組分。經(jīng)質(zhì)譜測定PZJ5的分子量為2573.8 Da，采用Edman法進(jìn)行N端測序，獲得了PZJ5的氨基酸序列:KTKQQFLIKAQTQLFKVFGYTLKK。
　　⑶通過對細(xì)菌素作用后的指示菌恢復(fù)生長情況觀察，發(fā)現(xiàn)細(xì)菌素PZJ5的作用模式為殺菌。通過透射電鏡和掃描

4、電鏡觀察，發(fā)現(xiàn)細(xì)菌素PZJ5通過導(dǎo)致細(xì)胞壁成孔或破裂，使指示菌細(xì)胞內(nèi)容物泄漏，從而細(xì)胞代謝無法正常進(jìn)行，最終導(dǎo)致細(xì)菌死亡。通過測定指示菌細(xì)胞內(nèi)K+和核物質(zhì)的泄露，發(fā)現(xiàn)乳酸菌素PZJ5可在極短的時(shí)間使指示菌菌體破裂，細(xì)菌內(nèi)容物大量外泄，導(dǎo)致菌體死亡。
　?、冉?jīng)基因克隆和測序分析，發(fā)現(xiàn)PZJ5的成熟肽氨基酸全序列為22個(gè)氨基酸殘基:KTKQQFLIKAQTQLFKVFGYTL，在其N端還有一段信號(hào)肽序列:MSLVKENKTLVDELI

5、AQITFGG。通過Blast比對，發(fā)現(xiàn)PZJ5是一種新的乳酸菌細(xì)菌素。經(jīng)生物信息學(xué)分析，PZJ5成熟肽帶有4個(gè)正電荷氨基酸，并且在第3位到第18位殘基的位置上組成了一個(gè)兩親α-螺旋結(jié)構(gòu)，符合膜作用原理。
　　(5)通過對不同培養(yǎng)條件、培養(yǎng)基成分等因素的研究，采用PB試驗(yàn)和響應(yīng)面法優(yōu)化發(fā)酵條件。得到最佳產(chǎn)PZJ5條件為葡萄糖2.00％，酵母提取物為1.02％，接種量為2.06％。經(jīng)過優(yōu)化后，植物乳桿菌ZJ5所產(chǎn)細(xì)菌素的效價(jià)從未優(yōu)化