[发明专利]一种利用外源氨基酸提高植物乳杆菌产生细菌素的方法

说明书

本发明公开一种外源氨基酸在提高植物乳杆菌细菌素产量的应用和最适外源添加浓度，属于食品防腐及食品微生物技术领域。调节化学成分确定培养基中的氨基酸组成，探究氨基酸对植物乳杆菌生长及细菌素合成的影响；通过实时荧光定量聚合酶链式反应(polymerasechain reaction，PCR)分析细菌素和氨基酸合成相关基因的表达。结果表明，赖氨酸胁迫对菌体的生长影响很小，但却显著影响细菌素的合成。细菌素合成相关基因plnEF、plnD及plNC8HK在外源赖氨酸浓度达到2.0g/L前，上调水平随赖氨酸添加量的增大而增大。赖氨酸可正向诱导植物乳杆菌细菌素合成，其可能作为细菌素合成底物发挥作用。研究结果为进一步研究氨基酸对细菌素的调控作用奠定基础。

技术领域

本发明属于食品防腐及食品微生物技术领域，涉及一种外源氨基酸在提高植物乳杆菌细菌素产量的应用和最适外源添加浓度。

背景技术

植物乳杆菌作为具有重要经济价值的乳酸菌被广泛应用于食品发酵与保鲜防腐领域，由于其代谢过程中会产生具有广谱抑菌特性、对热稳定且易被蛋白酶水解的细菌素，因而有作为天然食品生物防腐剂的巨大应用潜力。有研究发现前体物质或代谢中间产物往往具有诱导目标产物合成的作用，又因为细菌素是蛋白质或多肽类物质，因此氨基酸可以作为合成细菌素的外源诱导物。

本课题组曾系统研究了植物乳杆菌KLDS1.0391产细菌素的特点，其所产细菌素N末端的氨基酸组成为缬氨酸-脯氨酸-酪氨酸-甘氨酸，但还不清楚该菌细菌素合成是否受上述氨基酸调节。有研究称，氨基酸不仅是细菌素的合成底物，还可能发挥着其他一些功能，如对细菌素合成、释放及调控过程中相关酶的诱导。Vazquez J A等在研究多种氨基酸及其组合方式对nisin合成的影响时发现，生物质能的产生依赖于多种相互作用，而细菌素的产生仅受半胱氨酸和色氨酸的刺激，其中脯氨酸抑制nisin的合成。易华西在研究氨基酸种类及外源添加物对细菌素合成量的影响时，发现只有半胱氨酸和甘氨酸可显著诱导细菌素Bac-J23的合成。目前，氨基酸在调节信号分子的产生及调控细菌素合成相关基因的表达等方面的报道还很有限，且氨基酸对细菌素加工和释放过程中的转运蛋白、信号肽及组氨酸蛋白激酶等具有诱导作用也仅处于猜测阶段。因此，氨基酸对乳酸菌细菌素的调控机理还有待于进一步的研究。

发明内容

发明目的：提供一种外源氨基酸在提高植物乳杆菌细菌素产量的应用和最适外源添加浓度。

本发明解决的技术问题：通过测定L.plantarum KLDS1.0391菌株在氨基酸胁迫下的生长及细菌素合成情况，并从基因水平上分析氨基酸对细菌素结构基因、群体感应相关基因及氨基酸代谢关键基因表达的影响，为进一步研究氨基酸对细菌素的调控作用奠定基础。

本发明公开了以下技术效果：本发明通过调节化学成分确定培养基中的氨基酸组成，探究氨基酸对植物乳杆菌生长及细菌素合成的影响。通过实时荧光定量聚合酶链式反应(polymerase chain reaction，PCR)，分析细菌素和氨基酸合成相关基因的表达。结果表明赖氨酸可正向诱导该菌细菌素合成，其可能作为细菌素合成底物发挥作用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图；

图1为L.plantarum KLDS1.0391在缺失单氨基酸的CDM培养基中的生长曲线；

图2为L.plantarum KLDS1.0391在氨基酸单缺失的CDM培养基中培养24h后的活菌数量及抑菌活性；

图3为L.plantarum KLDS1.0391在添加Lys的CDM培养基中培养24h后的菌数(A)及抑菌活性(B)；