源于蘋(píng)果汁的嗜酸耐熱菌生長(zhǎng)代謝動(dòng)力學(xué)及紅外光譜快速檢測(cè)技術(shù)研究.pdf

1、環(huán)脂芽孢桿菌(Alicyclobacillus gen)是蘋(píng)果汁及其他果汁中常見(jiàn)的污染菌，現(xiàn)已經(jīng)成為蘋(píng)果及其他果汁生產(chǎn)的重要安全隱患。環(huán)脂芽孢桿菌和農(nóng)藥重金屬殘留、棒曲霉毒素超標(biāo)、后渾濁一起被列為我國(guó)蘋(píng)果濃縮汁產(chǎn)業(yè)的四大難題。睛酸耐熱菌(Alicyclobacillus acidoterrestris spp)作為環(huán)脂芽孢桿菌屬的典型菌株，是污染我國(guó)蘋(píng)果汁生產(chǎn)的主要菌株，也是影響我國(guó)蘋(píng)果及蘋(píng)果汁產(chǎn)品質(zhì)量的重要安全因素。因此，必須實(shí)現(xiàn)對(duì)嗜

2、酸耐熱菌的快速鑒定和檢測(cè)，以便進(jìn)行在線檢測(cè)和監(jiān)控，從而充分保證蘋(píng)果汁產(chǎn)品的質(zhì)量。 為了實(shí)現(xiàn)蘋(píng)果及蘋(píng)果汁中嗜酸耐熱菌的快速鑒定和檢測(cè)，本研究以標(biāo)準(zhǔn)菌株和分離菌株為材料，以尋找嗜酸耐熱菌細(xì)胞內(nèi)的特征物質(zhì)為出發(fā)點(diǎn)，在生理生化、培養(yǎng)基、生長(zhǎng)和代謝動(dòng)力學(xué)、細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)成分等一系列分析研究的基礎(chǔ)上，確定ω-環(huán)己烷脂肪酸為嗜酸耐熱菌細(xì)胞內(nèi)的特征物質(zhì)。并以ω-環(huán)己烷脂肪酸為標(biāo)靶物質(zhì)，對(duì)細(xì)胞內(nèi)的脂肪酸進(jìn)行了GC-MS分析和FT-IR紅外光譜分析，在

3、脂肪酸快速鑒定的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了對(duì)嗜酸耐熱菌的快速鑒定和檢測(cè)。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)，初步得到了以下結(jié)論： 1．標(biāo)準(zhǔn)菌株的生長(zhǎng)溫度范圍為28℃～60℃，pH范圍為2.7～6.0；分離菌株的生長(zhǎng)溫度范圍為24℃～60℃，pH范圍為2.7～6.7。兩者均具有嗜酸耐熱特性。 2．在DSMZ推薦的No.402號(hào)培養(yǎng)基的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了優(yōu)化，得到嗜酸耐熱菌的優(yōu)化培養(yǎng)基配方：CaCl<,2>·2H<,2>O 0.25 g，MgSO<,4>·7H<,2>

4、O 0.50 g，(NH<,4>)<,2>SO<,4> 0.20 g，MnSO<,4>·2H<,2>O 1.00 g，酵母膏2.00 g，蛋白胨5.00 g，葡萄糖5.00 g，KH<,2>PO<,4> 3.00 g，蒸餾水1 L。 3．嗜酸耐熱菌的最適生長(zhǎng)條件為：接種量為2％，溫度45℃，搖床轉(zhuǎn)速150 r/min。在最適生長(zhǎng)條件下得到了標(biāo)準(zhǔn)菌株和分離菌株的生物量模型、葡萄糖消耗模型和愈創(chuàng)木酚生成量模型，動(dòng)態(tài)反映了兩個(gè)菌株的生

5、長(zhǎng)和代謝情況。 4．標(biāo)準(zhǔn)菌株和分離菌株在生長(zhǎng)和代謝動(dòng)力學(xué)上呈現(xiàn)典型相關(guān)性(R=0.995 7)，很好地印證了兩株菌的16S rDNA序列鑒定的結(jié)果。 5．嗜酸耐熱菌的代謝產(chǎn)物愈創(chuàng)木酚為典型的生長(zhǎng)耦聯(lián)型，其中標(biāo)準(zhǔn)菌株產(chǎn)物和生物量相關(guān)系數(shù)達(dá)0.937 8，分離菌株產(chǎn)物和生物量相關(guān)系數(shù)達(dá)0.958 5。 6．超聲破碎嗜酸耐熱菌提取胞內(nèi)蛋白的條件為：功率500 W，間歇3 s：2 s，破碎30 min。 7．嗜酸

6、耐熱菌的胞內(nèi)蛋白SDS-PAGE凝膠電泳分析結(jié)果顯示嗜酸耐熱菌的胞內(nèi)蛋白主要為小分子量蛋白(14.4 kDa～97.7 kDa)。其中標(biāo)準(zhǔn)菌株蛋白的分子量集中在30～35 kDa和44～58 kDa；分離菌株的分子量主要集中在31～34 kDa。 8．利用皂化-酸化法提取了嗜酸耐熱菌胞內(nèi)的脂肪酸，BF<,3>-CH<,3>OH催化甲酯化后經(jīng)GC-MS分析，確定了嗜酸耐熱菌胞內(nèi)含有特殊的ω-環(huán)狀脂肪酸。通過(guò)ω-環(huán)狀脂肪酸的GC-M