浅谈酸奶发酵过程中噬菌体的分离及其特性
2018-12-24吕宇蓓
吕宇蓓
摘要:随着乳制品行业的发展,酸奶的功能逐渐被更多的人重视,酸奶的发酵过程是十分严谨的,在发酵过程中,乳酸菌极易受到噬菌体的侵染,导致酸奶出现质量问题,所以现阶段急需对噬菌体进行分离和特性研究,在高中课堂上,我们已经学习了噬菌体的分离方法。本文主要对酸奶制造过程中噬菌体的分离步骤进行探讨,并分析噬菌体的特有性质。
关键词:酸奶发酵;噬菌体特性
1 噬菌体概述
为了使我们对噬菌体的特性有初步了解,高中生物课本对噬菌体有详细的介绍,噬菌体是一种能够侵染细菌、真菌以及藻类的病毒,它是不能单独生存的,必须依靠汲取宿主细胞的营养物质进行自身能量的供给,在细菌群落和细菌聚集的地方经常有噬菌体的出现。噬菌体的体积较小,分类方法比较复杂,在生物课堂上,教师也对噬菌体的特性进行了介绍,噬菌体的结构相对较为简单,没有独立完整的细胞结构,只具有一种核酸类型,对细菌和真菌的侵染效果特别明显[1]。
2 酸奶发酵过程中噬菌体的分离步骤
2.1.将指示菌种进行活化并过滤
为了更准确的探讨噬菌体的特性,应该对酸奶进行噬菌体的检测,故首先要进行检测指示菌的培养,在高中生物实验中以乳杆菌中噬菌体的分离为例,将作为指示菌株的乳杆菌放置在37℃的培养液培养至少24小时,使菌株保持活性,接着采用0.4μm的纯净过滤膜将酸奶样品进行过滤,将其它会干扰实验的细菌除去,从而能够使得噬菌体的检测结果更加精确[2]。
2.2选用适当培养基使噬菌斑出现
在高中课本上对乳杆菌的培养基进行了大致介绍,本次分离实验采用的乳杆菌培养基的形式是固体与半固体相混合,经过活化和过滤的指示菌与样品酸奶的加入比例是1:1000,教师在授课过程中提到1ml样品酸奶的量较为适宜,在指示菌和培养基的共同作用下,大约24h后,噬菌斑会出现在培养基中,接下来需要我们对噬菌斑进行观察,达到一定量才能进行下一步实验。
2.3将单个噬菌斑进行裂解离心
由于样品酸奶中的噬菌体含量是不确定的,所以我们在培养噬菌斑后在培养基中可能会出现大量的噬菌斑,在实验中,我们只选取了单个噬菌斑进行分离,将选取的单个噬菌斑放在适宜的液体培养基中,并加入适量指示菌,在37℃的温度下对混合液进行充分完全的裂解操作,对裂解后的混合液进行离心,将乳杆菌体进行破坏,把噬菌体分离出来[3]。
2.4将裂解液进行提纯并保存
为了得到较为纯净的噬菌体,我们反复进行了裂解离心步骤,尽可能将所有的菌体都除去,裂解离心过程重复五次左右,基本已经达到将噬菌体与乳杆菌完全分离的目的,为了更有效地进行噬菌体性质的研究,我们还需将噬菌体放在适宜条件下保存,一般来说,乳杆菌噬菌体应该放在4℃的液氮中保持活性,再配以适当浓度的甘油溶液进行存放。
3 酸奶发酵过程中产生的噬菌体的特性
3.1对宿主细胞有较强的依赖性
经过一系列复杂的操作,我们会得到纯度较高的噬菌体,有利于对噬菌体进行特性分析。在酸奶发酵过程中,主要的菌种为乳酸菌和乳杆菌,产生的噬菌体形式也比较相近,由于噬菌体是一种病毒,所以它与其他病毒的基本特性相同,只能依靠宿主细胞生活,也就是说酸奶发酵过程中产生的噬菌体对乳酸菌具有较强的依赖性,只能从中获取养分,进而维持自己的活性。
3.2对宿主细胞的选择较为专一
在酸奶发酵过程中,乳酸菌及乳杆菌都会产生特定的噬菌体,由于不同菌种的受体不同,产生的噬菌体形式也就不同,这种特性被称为噬菌体的宿主特异性,所以在酸奶发酵过程中,只需要对特定菌种的噬菌体进行分离即可,无需研究其他噬菌体的性质,酸奶发酵过程中主要是乳酸菌噬菌体破坏发酵剂的作用,使得发酵后酸奶中的乳酸含量降低,降低了酸奶的质量。
3.3繁殖速度快且繁殖量比较大
在上述实验过程中发现,如果将噬菌体与菌种放在适当的培养基中保存,噬菌体的扩散速度比菌种的繁殖速度快得多,如果对噬菌体和菌种的生長情况进行连续观察,可以发现1h左右噬菌体能够繁殖至超过130个,菌种的结构也随之破裂,侵染与菌种的所有噬菌体又会去从其他的乳酸菌中吸收养分。也就是说乳酸菌噬菌体的繁殖速度非常快、繁殖量很大,如果不及时控制会破坏发酵过程[4]。
3.4噬菌体没有完整的细胞结构
将分离出的噬菌体在电子显微镜下进行结构观察,可以发现噬菌体的结构比较简单,没有完整的细胞结构,有以蛋白质为主要成分的椭圆形头部和尾部,DNA位于椭圆形头部中,尾部分出尾丝,整个结构只有蛋白质和DNA,并没有细胞质等其他结构,正是由于噬菌体的结构不完整,才需要侵染特定的细胞进行生存,确保自己能够进行DNA的复制,从而进行顺利繁殖。
4 结语
综上所述,为了使酸奶发酵过程变得更安全,保证酸奶的质量,必须对噬菌体进行分离和特性研究,从而找到避免噬菌体侵染乳酸菌的办法。我们应该利用高中生物知识对噬菌体的分离方法进行研究,明确不同种类噬菌体的分离步骤,对提纯过程、离心时间以及保存原液等步骤都要有足够的了解,并结合高中课本对噬菌体的特性介绍来分析乳酸菌中的噬菌体特点,尽量在发酵过程中避免噬菌体的感染。
参考文献:
[1] 解明旭,叶仕根,杨晓宇.噬菌体的研究进展[J].黑龙江畜牧兽医,2016.
[2] 贺江.噬菌体展示技术在食品科学领域的应用进展[J].中国农学通报,2014.
[3] 朱良工,关松梅.乳酸菌噬菌体及其PCR法检测研究进展[J].中国乳品工业,2017(6).
[4] 习羽,汪政煜.乳酸菌抗噬菌体相关机理的研究进展[J].乳品科学与技术学报,2015(6).