高产信号分子AI-2乳酸菌的筛选及鉴定

通过V.harveyi BB170生物学方法检测分离自内蒙古锡盟地区的8株乳酸菌产生群体感应信号分子AI-2的情况,筛选出高产信号分子AI-2的菌株进行分子生物学鉴定,并探究信号分子AI-2变化规律。结果表明:8株乳酸菌均能够分泌具有活性的信号分子AI-2,其中,菌株2-1产信号分子AI-2的能力显著优于其他7株乳酸菌（p<0.05）;高产AI-2的乳酸菌菌株2-1经鉴定为发酵乳杆菌（Lactobacillus fermentum）;随着2-1菌体的生长信号分子AI-2的浓度也随之增大,并且信号分子AI-2浓度在稳定期初期达到最大值。      

群体感应信号分子AI-2高产乳酸菌株筛选及特性研究

为深入研究乳酸菌的群体感应系统,对8株乳酸菌产群体感应信号分子自体诱导剂-2(Autoinducer-2,AI-2)情况进行了检测,7株乳酸菌中检测到明显的AI-2信号分子,且其中3株产生AI-2信号极强;对高产AI-2的菌株,通过RT-PCR对乳酸菌luxS基因和LDH基因的表达情况进行了检测,发现高产AI-2的乳酸菌其luxS基因表达较强,而LDH基因表达较弱;最后分析了酸性环境与乳酸菌信号分子AI-2产量的相关性,结果表明培养基酸性越强,乳酸菌产AI-2信号越强。luxS基因是AI-2信号合成的关键基因,AI-2信号分子提高了乳酸菌的耐酸性,有利于乳酸菌通过群体感应信号调控肠道内的酸碱平衡和菌群平衡。     

群体感应系统及其在乳酸菌生物膜形成中的作用

以黑果枸杞花青素微胶囊在水相体系中花青素的保留率为指标,采用控制变量法研究了环境因素温度、循环冻融、自然光照、紫外光照对花青素稳定性的影响,进一步研究了花青素的氧化降解规律;采用体外模拟胃肠液的方法对花青素微胶囊的稳定性和靶向释放特性进行了研究。结果表明:花青素微胶囊的热降解符合一级降解动力学模型;微胶囊化花青素在低温和低 pH条件下较稳定,光照能够降低花青素的稳定性。在体外模拟胃肠液稳定性实验中,花青素微胶囊在胃液中比肠液中稳定,与未包埋花青素溶液相比,花青素微胶囊溶液在模拟胃液中其花青素的保留率提高了14.8%,在模拟肠液中提高了17.3%;在体外模拟胃肠液靶向释放实验中,在胃液中,90 min 后,花青素微胶囊溶液和花青素未包埋溶液中花青素的释放率分别为7.5%、20.7%;在肠液中花青素缓慢释放,240 min 后,二者花青素的释放率分别为21.9%、27.2%;并且花青素微胶囊后能够显著提高其在水相体系中的稳定性,起到在胃肠液中缓释的效果。     

传统腌渍蔬菜中高产AI-2信号分子乳酸菌的筛选及其益生特性

LuxS/AI-2作为种间交流群体感应系统常存在于乳酸菌中,具有调控其生物膜形成,耐酸、耐胆盐等益生特性。采用哈维氏弧菌BB170菌株报告法筛选产AI-2信号分子乳酸菌,利用PCR测序检测luxS基因的表达,通过耐酸、耐胆盐、抑菌性及细胞黏附性评价高产AI-2乳酸菌的益生特性。结果表明:从200株乳酸菌中筛选出10株产AI-2乳酸菌,其中植物乳杆菌SCT-2为高产AI-2信号菌株。验证菌株SCT-2中存在luxS群体感应调控基因。高产AI-2菌株SCT-2的耐酸和耐胆盐存活率分别为14%~92%和63%~89%,抑菌直径范围17.50~19.43 mm,黏附细胞数为102 CFU/细胞。与低产AI-2乳酸菌菌株比较,生物膜产量、耐酸、耐胆盐、抑菌率及黏附率分别提高111.4%,8%,15%,26.7%,197%。结论:luxS基因是AI-2信号合成的关键基因,LuxS/AI-2群体感应提高了乳酸菌的生物膜形成能力、耐酸性、耐胆盐性、抑菌能力及细胞黏附力等益生性,为开发良好益生特性的乳酸菌生物制剂提供了理论参考。     

群体感应抑制剂调控食源性微生物生物膜形成的研究进展

食源性微生物的生物膜是附着在固体表面上形成的具有空间组织的群落,因其能够附着在食品工业环境中的生物或非生物表面,且对消毒剂和抗菌剂能产生抗药性,通常难以控制,被认为是造成设备损坏、能源成本增加、食物变质和引起食源性疾病的原因之一,给食品工业带来了巨大的挑战。研究发现群体感应在生物膜的形成中起至关重要的作用,可以通过阻断群体感应系统来控制生物膜的形成。因此,群体感应抑制剂可以作为控制生物膜形成的新策略,在食品工业中对控制生物膜的形成具有巨大潜力。本文综述了生物膜的形成、群体感应系统及其对生物膜的调控作用,介绍了群体感应抑制剂的调控机制及其分类,为通过群体感应抑制剂调控生物被膜的形成提供研究思路。     

乳酸菌群体感应的研究进展

乳酸菌的益生特性已引起公众的广泛关注。群体感应是细菌感受外界环境变化并做出反应的转导机制,对乳酸菌的存活及益生特性至关重要。因此,近些年来乳酸菌的群体感应成为研究热点。该文综述了乳酸菌群体感应的信号分子及其双组分系统,群体感应对乳酸菌环境适应的调控（生物膜、耐酸、耐胆盐）,群体感应对乳酸菌益生特性（抑制致病菌、与宿主相互作用）的影响以及实际应用,为乳酸菌群体感应今后的基础研究和工业化应用提供参考。     

LuxS/AI-2型群体感应系统调控细菌生物被膜形成研究进展

生物被膜是大多数细菌在自然状态下的一种生长方式,使菌体具有浮游态时不具有的优势。它的形成和发展受到群体感应系统的调控,该系统是细菌依赖于群体密度而调控其生理行为的一种机制。其中LuxS/2型自诱导物（autoinducer 2,AI-2）群体感应系统又称种间群体感应系统,广泛存在于G＋及G－菌中。其信号分子AI-2被认为是种间通用的信号分子,参与调控多种细菌的生物被膜。此外,目前已发现多种LuxS/AI-2型群体感应系统抑制剂,它们可以影响许多细菌生物被膜的形成。目前研究人员已开始致力于揭示LuxS/AI-2型群体感应系统调控生物被膜形成的分子机制,这对于进一步理解LuxS/AI-2型群体感应系统与生物被膜的关系具有重要意义。     

群体感应抑制剂对发酵乳杆菌生物膜生成的影响

以课题组前期筛选出的2株高产信号分子AI-2的发酵乳杆菌2-1和211为研究对象,选择D-半乳糖、D-核糖和呋喃酮作为群体感应抑制剂,采用化学发光法和结晶紫染色法测定2株发酵乳杆菌的AI-2活性以及生物膜形成量。结果表明：一定浓度的3种抑制剂都可以抑制2株发酵乳杆菌信号分子AI-2的活性,其中200μmol/L D-核糖对菌株2-1 AI-2活性抑制效果最好,抑制率为19.65%,50μmol/L D-核糖对菌株211 AI-2的活性抑制效果最好,抑制率为28.57%;同时不同浓度的抑制剂对2株发酵乳杆菌的生物膜形成量都有一定的抑制作用,对其生长量的影响并不显著。扫描电镜结果显示添加D-核糖对2株发酵乳杆菌生物膜状态下的菌体形态虽无明显影响,但会降低细菌的黏附性。     

酱腌菜中酵母菌对高产AI-2信号分子乳酸菌发酵特性的影响

乳酸菌和酵母菌是酱腌菜发酵过程中的优势微生物,它们之间的相互关系与发酵特性是影响产品品质的重要因素。本文采用哈维氏弧菌BB170菌株报告法和总酯滴定法,从市售酱腌菜来源菌株中筛选高产AI-2信号分子乳酸菌和产香型酵母菌。借助正交试验优化乳酸菌和酵母菌复配菌株的发酵条件,比较复配菌株与乳酸菌单独发酵后AI-2产量、耐酸性、耐盐性、降解亚硝酸盐等发酵特性的差异,探究酵母菌对高产AI-2信号分子乳酸菌发酵特性的影响。结果表明:获得1株高产AI-2信号分子的植物乳杆菌SR和产酯含量达0.6 g/L的膜璞毕赤酵母菌S-0-1。菌株复配优化发酵条件为:接种量2%,接种比例1∶1(SR∶S-0-1),培养温度28 ℃。在优化的复配发酵条件下,复配菌株与植物乳杆菌SR单独培养相比,其产酸速率增加,AI-2合成能力提高了1.4倍,耐酸率(pH=3)增长4.8倍,5%耐盐率增加1.6倍,亚硝酸盐降解能力没有显著性变化,基本维持在98%。上述结果说明膜璞毕赤酵母菌S-0-1可提高植物乳杆菌SR产AI-2信号分子的产量,从而增强复配菌株的发酵特性。本研究为深入探究AI-2/LuxS群体感应在乳酸菌酵母菌混合发酵体系中的相互调控机制提供理论参考。     

植物乳杆菌HE-1由AI-2/LuxS介导的群体感应与生物膜形成关系的研究

本研究从AI-2/LuxS群体感应出发,研究植物乳杆菌HE-1的AI-2信号分子生成与生物膜形成的关系,同时对luxS基因进行扩增,从分子生物学角度验证菌株HE-1的AI-2信号分子产生。研究使用生物发光的方法检测植物乳杆菌HE-1不同培养时间AI-2的产生量;使用微孔板法确定不同时间点生物膜的生成量;之后使用PCR的方法扩增其luxS基因片段,对扩增片段进行同源性和系统发育分析。结果显示植物乳杆菌HE-1的生物膜生成时间和生成量与AI-2信号分子的产生时间和产生量非常吻合,luxS基因成功扩增,同源性分析显示植物乳杆菌HE-1与已知植物乳杆菌luxS基因同源性高达99%以上。分析实验结果得出植物乳杆菌HE-1生物膜生成与AI-2/LuxS群体感应系统二者之间有密切的关系,并且luxS基因的扩增成功和同源性分析从分子生物学上验证了植物乳杆菌HE-1具有产生AI-2信号分子的关键基因。     

群体感应系统在乳酸菌产细菌素中的作用

许多乳酸菌能够产生抗菌活性肽——细菌素,细菌素具有不同的结构、作用方式、抑菌谱和效价,通常认为乳酸菌和其所产的细菌素都是安全的,乳酸菌所产细菌素作为天然食品防腐剂已显示了巨大的潜能。基于群体感应的细胞间交流已成为细菌素合成的关键调控机制,群体感应作为细胞密度函数,可使细菌素产生保持同步性。群体感应需通过信号分子介导感知菌体密度,信号分子随着菌体密度增加而增加,并激活信号转导级联使菌体产生细菌素。本文通过对乳酸菌群体感应信号分子种类、信号转导机制及群体感应系统对两类细菌素合成的调控进行综述,以初步了解群体感应系统在乳酸菌产细菌素过程中的作用机制。     

群体感应调控下的乳酸菌细菌素合成

细菌素是一种在新陈代谢过程中由核糖体合成的具有抑菌作用的抗菌肽,因此被作为天然、无毒抗菌剂并广泛应用到食品行业中。群体感应是细菌细胞间通过对自诱导物浓度的感知,从而对基因表达进行调控的行为,现已证明乳酸菌的群体感应是细菌素合成的关键调控机制。作者主要综述了目前乳酸菌细菌素的研究现状、细菌素的系统分类、群体感应信号的转导机制及其对乳酸菌细菌素合成的调节,以促进对细菌素的研究及应用。     

金属离子对乳酸菌生物膜形成的影响及其机制研究进展

乳酸菌作为发酵工业的常用菌种已被广泛用于制作各种发酵食品,且可以调节肠道菌群,对人体健康起着关键作用,因此,乳酸菌功能的应用成为当前研究的热点。乳酸菌生物膜由菌体自身形成,可以有效提高乳酸菌的环境耐受性,因而受到越来越多的学者关注。在众多影响生物膜形成的因素中,金属离子影响效果显著。本文主要对国内外关于金属离子对于乳酸菌生物膜形成的影响及其机制进行论述,旨在为阐明金属离子和乳酸菌生物膜形成机制的关系提供一定的理论参考和研究方向。     

乳酸菌生物膜形成调控及在食品中的应用研究进展

乳酸菌生物膜是乳酸菌为了应对不良环境而聚集形成的一种状态,在许多情况下乳酸菌都是以生物膜的形式存在,因此有必要加深对乳酸菌生物膜的了解和研究.本文综述了乳酸菌生物膜的形成,碳源、金属离子、pH值、抗生素、有害菌和非生物表面对乳酸菌生物膜的影响,以及多种基因对乳酸菌生物膜的调控作用,并介绍了乳酸菌生物膜在食品抑菌和发酵中...     

滤纸片法筛选抑制嗜水气单胞菌群体感应的乳酸菌及抑制作用分析

采用滤纸片法从传统发酵蔬菜中筛选抑制嗜水气单胞菌群体感应的乳酸菌菌株,应用96?孔板法测定其对生物膜的抑制率,光学显微镜和扫描电镜观察其对嗜水气单胞菌生物膜形成的影响,同时以蛋白酶、嗜铁素、群集及泳动为指标研究其对嗜水气单胞菌毒力作用的影响。结果表明：来源于辽宁锦州酸菜的乳酸菌菌株SCT-2对嗜水气单胞菌群体感应有明显抑制作用,当其代谢产物粗提物质量浓度为8?mg/mL时,对嗜水气单胞菌生物膜抑制率为45.16%,光学显微镜下显示菌株SCT-2粗提物可有效抑制嗜水气单胞菌生物膜的形成,扫描电镜结果进一步表明菌株SCT-2粗提物不仅降低了嗜水气单胞菌生物膜的生成量,而且使其生物膜断裂。8?mg/mL的SCT-2粗提物可使嗜水气单胞菌蛋白酶和嗜铁素的分泌量分别减少27.18%和22.11%,对信号分子的降解率为32.27%,且对嗜水气单胞菌的群集和泳动现象抑制明显。经生理生化和16S?rRNA鉴定菌株SCT-2为植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum）。从传统东北酸菜中获得对嗜水气单胞菌群体感应有抑制作用的植物乳杆菌SCT-2,为开发一种抑制嗜水气单胞菌群体感应的乳酸菌生物制剂提供了理论支持。     

微生物群体感应系统及其在现代食品工业中应用的研究进展

群体感应系统是一种广泛存在于多种微生物中的基因表达调控系统,能够借由对特定信号分子的密度感知实现对相关基因的靶向调控,从而使微生物展现出与低密度条件时截然不同的群体行为以及特性,以此来应对环境的变化。由于群体感应调控存在明显的生物广泛性、机制独特性以及作用高效性,使其成为近年来微生物领域中的研究热点。微生物作为食品工业中的重要研究对象,在食品保鲜,益生菌生产,食品发酵,绿色生物合成,微生物防腐剂及风味剂生产等研究领域中均发挥着至关重要的作用。明悉群体感应系统在上述领域中的作用,有助于推动微生物在食品生产中的进一步应用。着重介绍了群体感应的主要类型及其相关调控机制,并对其在食品腐败中的重要作用以及在未来食品工业中的潜在应用进行了概述;对未来群体感应在食品研究领域的发展进行了展望,旨在为以群体感应为基础的新型食品相关技术的发展提供理论依据。     

黑木耳提取物对细菌群体感应及生物膜形成的抑制作用

采用报告菌平板法检测黑木耳甲醇粗提物对细菌群体感应现象的抑制作用,同时,采用微孔板法和菌落计数法研究黑木耳粗提物对大肠杆菌Escherichia coli 8099 生物膜形成的影响。结果表明：黑木耳粗提物能有效抑制大肠杆菌生物膜的形成,0.3g/mL 黑木耳粗提物的抑制率可以达到72.16%。