干酪乳清培养基的相关研究

文章背景简介

干酪乳清是乳制品工业的主要副产品之一。干酪乳清和超滤干酪乳清广泛应用于乳酸菌高密度培养和乳糖等营养物质的低成本替代原料。有氧呼吸能够提升乳酸菌生长性能和鲁棒性。目前已经对乳酸菌培养于M17、MRS、Weissella肉汤培养基和限定化学成分培养基,诱导有氧呼吸的潜在益处进行了研究。已有研究表明干酪乳杆菌有氧呼吸能够防止切达干酪的氧化过程,增加干酪香气成分。在乳品行业中,利用有氧呼吸技术生产发酵剂和辅助发酵剂可能具有实际应用意义。

2019年,意大利巴西利卡塔大学的Annamaria Ricciardi等人于《Fronties in Microbiolog》(IF=4．30,生物二区)发表了题为"Effect of Respiratory Growth on the metabolite Production and Stress Robustness of Lactobacillus casei N87 Cultivated in Cheese Whey Permeate Medium"的文章。

所用到的主要方法

(1)RT-PCR

(2)极谱电极法

(3)刃天青分析法

(4)分光光度法

(5)ELISA

(6)气质联用分析(GC-MS)

文章主要内容摘要

应用改良的干酪乳清培养基,在厌氧和有氧条件下培养干酪乳杆菌N87,分析其生长性能、糖消耗量、有机酸及香气成分等代谢物和胁迫稳定性(氧化、热、冷冻、冷冻干燥)。应用实时定量PCR技术分析丙酮酸代谢途径相关基因的转录水平。

本研究表明,在干酪乳清培养基中,干酪乳杆菌N87在厌氧和有氧呼吸条件下都可以出现二次生长现象。干酪乳杆菌能够消耗乳糖、不积累半乳糖,可以作为辅助发酵剂,用于生产低含量乳糖和半乳糖的乳制品(如奶酪、酸奶),适合乳糖不耐受和半乳糖血症的人群。代谢物及基因转录表达的相关性分析表明,有氧呼吸显著改变了干酪乳杆菌N87丙酮酸的代谢途径,激活了POX-ACK和ALS-ALD两个代谢途径,减少乳酸生成量,促进乙酸、乙酰和双乙酰的形成,维持氧化还原平衡。有氧呼吸能够影响发酵食品中的几种特征性挥发性香气成分生成,并提升干酪乳杆菌N87在氧化胁迫和长期贮存的存活率。

利用有氧呼吸技术结合低成本培养基,可以更高效的生产功能性发酵剂和辅助发酵剂。此外,本研究还为进一步探讨同型乳酸发酵的乳酸菌在有氧呼吸诱导过程中的代谢调控提供了重要信息。