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冠突散囊菌发酵产物的抑菌作用及特性研究

2019-02-25张芳芳凌沛学朱希强

食品与药品 2019年1期
关键词:培养箱枯草发酵液

张芳芳,刘 飞,袁 超,高 亮,王 羽,凌沛学,, 朱希强*

(1. 山东大学药学院,山东 济南 250012;2. 山东省药学科学院 山东省生物药物重点实验室 山东省多糖类药物工程实验室 多糖类药物发酵与精制国家地方联合工程实验室 博士后科研工作站,山东 济南 250101;3. 山东省商业集团有限公司,山东 济南 250014;4. 山东农业工程学院 环境科学与工程学院,山东 济南 250100)

冠突散囊菌(Eurotium cristatum),又称金花菌,是散囊菌目发菌科散囊菌属的一类真菌。该菌是茯砖茶生产加工过程中的优势菌,是形成茯砖茶独特品质的关键因素[1]。目前冠突散囊菌发花优劣已作为判断茯砖茶品质的理化指标,列于国家标准。有研究表明冠突散囊菌有调节血脂血糖[2-4],改善人体肠道功能[5-7],抗氧化[8-9]作用。在茯砖茶发花过程中,冠突散囊菌大量生长,其它微生物则受到抑制,提示冠突散囊菌在生长过程中产生了具有抑菌活性的物质。目前已证实冠突散囊菌发酵液有一定抑菌作用[10],但对冠突散囊菌抑菌产物的性质研究较少。本实验采用几种常用有机溶剂提取发酵液中的抑菌活性物质,从而确定发酵液中抑菌物质的极性分布范围,为天然抗菌素的开发和利用提供参考。

1 材料

1.1 菌种

冠突散囊菌分离自湖南惟楚福瑞达生物科技有限公司所产黑茶[11]。藤黄微球菌(Micrococcus luteus),大肠杆菌 (Escherichia coli),枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis),白色念珠菌(Candida albicans),白色链霉菌(Streptomyces albus)均由山东省药学科学院生物技术中心提供。

1.2 培养基及试剂

冠突散囊菌种子培养基为YEPD培养基(g/L):葡萄糖20.0,酵母粉10.0,胰蛋白胨20.0,固体培养基含1.5 %琼脂粉;发酵培养基(g/L):茶粉6.0,葡萄糖20.0,酵母粉5.0,NaH2PO4·2H2O 1.2,K2HPO4·3H2O 3.0,MgCl2·6H2O 0.1,ZnSO4·7H2O 0.01,pH值自然。

藤黄微球菌,大肠杆菌采用LB培养基(g/L):酵母粉5.0, 胰蛋白胨10.0,NaCl 10.0;培养白色念珠菌使用YEPD培养基;培养白色链霉菌使用YMG培养基(g/L):酵母粉4.0,麦芽提取物10.0,葡萄糖4.0,固体培养基含1.5 %琼脂粉。以上培养基均115 ℃,30 min高压灭菌后备用。无水乙醇、石油醚、乙酸乙酯与正丁醇为分析纯试剂。

1.3 仪器

HPS-20恒温生化培养箱(哈尔滨东联)、Multitron通用型震荡培养箱(伊浮森)、HD-1360洁净工作台(北京东联哈尔)、RE-52旋转蒸发器(上海亚荣)、SHZ-D循环水式真空泵(巩义予华)、TW12恒温水浴锅(JULABO)、SCIENTZ-1 8 N 冷冻干燥机(宁波新芝)、S O RVA L L RC-6PLUS高速冷冻离心机(Thermo Fisher Scientific)。

2 方法

2.1 供试菌的培养

在相应的固体培养基上划线培养供试菌,挑取单菌落在液体培养基中振荡培养,其中藤黄微球菌、大肠杆菌、枯草芽孢杆菌37 ℃过夜培养;白色念珠菌、白色链霉菌于30 ℃培养2~3 d,摇床转速均为220 r/min。使用无菌水将菌液配制成106~107CFU/ml的菌悬液,4 ℃冰箱保存待用。

2.2 冠突散囊菌发酵产物制备

将甘油保存的冠突散囊菌菌种在YEPD固体培养基上划线培养3 d,用刮刀刮取固体平板上的孢子于无菌水中混悬(108个/ml),按2 %接种到100 ml发酵培养基中,30 ℃,220 r/min摇床发酵培养5 d。将发酵液上清和菌丝体分离,发酵液上清加入乙醇至浓度为80 %,静置过夜以除掉蛋白,多糖等杂质,醇沉后上清浓缩至一定体积,依次用石油醚、乙酸乙酯、正丁醇提取,各提取3遍后合并提取液,减压浓缩至浸膏,4 ℃保存待用。

2.3 抑菌活性检测

在无菌条件下分别吸取100 µl活化后的供试菌菌悬液,加入100 ml熔化冷却的培养基中,混合均匀后倒入一次性平板,在冰箱中活化2 h后,用无菌打孔器在各平板上打孔。将各待测液用DMSO配制成50 mg/ml的溶液,吸取50 μl无菌滤膜过滤的各样品溶液置于培养基小孔中。待样品完全扩散入培养基后,将各平板倒置于恒温培养箱中培养。藤黄微球菌、大肠杆菌及枯草芽孢杆菌放置于37 ℃培养箱中过夜,白色链霉菌和白色念珠菌放置于30℃恒温培养箱中48 h,以DMSO为阴性对照,测量各抑菌圈的大小,每组平行测定3次。

2.4 抑菌作用热稳定性

取适量乙酸乙酯提取物,平均分成4组,分别在40,60,80,100,121 ℃温度下处理30 min,冷却至室温后,以未处理的乙酸乙酯相提取物为对照,以抑菌效果明显的枯草芽孢杆菌为指示菌,用打孔法测定各处理液的抑菌活性,每个处理重复3次,将平板置于37 ℃过夜培养后测量抑菌圈直径。

2.5 抑菌作用酸碱稳定性

取适量乙酸乙酯提取物,采用1 mol/L 盐酸溶液和1 mol/L 氢氧化钠溶液分别调pH至2.0,3.0,4.0,5.0,6.0,7.0,8.0,9.0,10.0,11.0,放置2 h,以未处理的样品为对照,以枯草芽孢杆菌为供试菌,进行抑菌活性检测,每个处理重复3次,将平板置于37 ℃过夜培养后测量抑菌圈直径。

3 结果

3.1 抑菌活性

冠突散囊菌不同溶剂提取相对细菌、真菌、放线菌的抑菌作用见表1。

表1 发酵液各提取相对供试菌的抑菌圈直径

结果表明,发酵液对枯草芽孢杆菌、白色链霉菌有较强的抑制作用,对大肠杆菌、白色念珠菌的抑制作用不明显。发酵液各提取相的抑菌作用显示,抑菌活性物质主要集中在乙酸乙酯相中,证明抑菌活性物质具有与乙酸乙酯相似的极性。

3.2 抑菌作用热稳定性

发酵液乙酸乙酯提取物不同温度处理后的抑菌作用,见图1。

图1 温度对抑菌作用的影响

结果表明,随着温度升高(25~121 ℃),抑菌作用略有下降。抑菌圈直径的浮动范围为14.10~13.75 mm,可见抑菌物质具有良好的热稳定性。

3.3 抑菌作用酸碱稳定性

不同pH值下冠突散囊菌发酵液乙酸乙酯提取相的抑菌作用,见图2。

图2 酸碱处理对抑菌作用的影响

结果表明,抑菌作用在pH 4~8范围内浮动较小,在过酸或过碱的条件下抑菌作用变大,通过调整溶剂的pH值检测抑菌作用,结果表明,与溶剂本身的酸碱度有关,可见抑菌物质有良好的酸碱稳定性。

4 讨论

本文研究了冠突散囊菌发酵液不同溶剂提取物对细菌、真菌、放线菌的抑菌作用,发现乙酸乙酯提取相对革兰阳性菌、放线菌的抑制作用明显优于其它提取相,表明抑菌物质与乙酸乙酯有相似的极性,乙酸乙酯可有效地浓缩富集冠突散囊菌发酵液中的抑菌活性物质。研究还表明,抑菌物质有良好的热稳定性和酸碱稳定性,这是分离纯化冠突散囊菌发酵液中抑菌活性代谢产物的前提条件,有利于冠突散囊菌功能产品的应用性开发。

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