耐受重金屬銅的乳酸菌的篩選及其銅結(jié)合性能的研究.pdf

1、現(xiàn)代社會(huì)由于人類(lèi)生產(chǎn)工業(yè)的規(guī)模和范圍不斷擴(kuò)大,加之治理不力,導(dǎo)致環(huán)境嚴(yán)重受到重金屬的污染,直接或間接對(duì)人體的健康造成很大的危害。乳酸桿菌是動(dòng)物腸道內(nèi)優(yōu)勢(shì)正常菌群,其中一些種群是公認(rèn)的安全益生菌,廣泛應(yīng)用于食品加工和生產(chǎn)、保健品開(kāi)發(fā)、疾病治療和微生態(tài)制劑等領(lǐng)域。近年來(lái),越來(lái)越多的學(xué)者發(fā)現(xiàn)乳酸菌具有金屬結(jié)合能力,且能有效清除液體中的重金屬,為乳酸菌對(duì)重金屬的解毒功能提供了可行性的思路。
　　本實(shí)驗(yàn)從喂養(yǎng)高銅高鋅飼料的仔豬糞便中分離出8

2、9株耐鋅和65株耐銅的疑似乳酸桿菌,通過(guò)對(duì)四種重金屬的最小抑菌濃度(MIC)的測(cè)定,篩選到8株高耐受重金屬的菌株,MIC分別為25mmol/L(銅)、150mmol/L(鋅)、>1.5g/L(鎘)和>10g/L(鉛)。比較本實(shí)驗(yàn)室保存的另外17株乳酸桿菌標(biāo)準(zhǔn)菌株,篩選的8株菌對(duì)重金屬銅鋅的抗性更強(qiáng),對(duì)鉛的耐受程度相當(dāng),而對(duì)鎘的抗性則較差,且金屬耐受性存在菌株和金屬的差異性。通過(guò)16S rDNA序列同源性分析得到篩選的8株高抗菌株與Gen

3、Bank中的乳桿菌屬(Lactobacillus sp.)同源性高達(dá)99％,初步鑒定主要為嗜酸乳桿菌、嗜淀粉乳桿菌和羅伊氏乳桿菌。
　　選取本實(shí)驗(yàn)室保存的發(fā)酵乳桿菌標(biāo)準(zhǔn)菌和篩選的2株高抗重金屬的菌株(嗜酸乳桿菌和羅伊氏乳桿菌)進(jìn)行銅離子結(jié)合實(shí)驗(yàn),考察了菌體濃度,初始離子濃度、pH、培養(yǎng)時(shí)間、培養(yǎng)溫度和菌體預(yù)處理6個(gè)因素對(duì)乳酸菌結(jié)合能力的影響。結(jié)果表明3株菌在結(jié)合中的變化趨勢(shì)比較相似,都對(duì)銅離子有很強(qiáng)的結(jié)合能力。菌體濃度太高對(duì)結(jié)合量

4、沒(méi)有幫助,當(dāng)菌體濃度為0.3g/L時(shí),3株菌對(duì)銅的結(jié)合性能較好;初始銅濃度的升高會(huì)使結(jié)合量不斷增大,但高濃度(100mg/L)的銅會(huì)抑制乳酸菌的生長(zhǎng)且對(duì)菌體有毒害,在中濃度(40mg/L)下,3株菌的結(jié)合率和生長(zhǎng)處于最佳狀態(tài);乳酸菌對(duì)低pH很敏感,pH6.0為結(jié)合的最佳pH;乳酸菌結(jié)合銅的過(guò)程快速,在2h基本達(dá)到最大值,隨后發(fā)生下降,在12h達(dá)到平衡狀態(tài);乳酸菌在30℃和37℃能正常生長(zhǎng),此時(shí)的結(jié)合能力比其他溫度更強(qiáng);熱滅活菌體的銅結(jié)合

5、量顯著高于活性菌體,在含有銅離子的培養(yǎng)液中的乳酸菌比銅離子水溶液的乳酸菌具有更強(qiáng)的銅離子結(jié)合能力。
　　利用FT-IR(傅里葉紅外光譜)和SEM(掃描電鏡)分析在不同銅濃度下生長(zhǎng)的發(fā)酵乳桿菌的細(xì)胞成分和外表微觀(guān)結(jié)構(gòu)的變化。隨著濃度的升高,紅外圖譜和電鏡圖像都顯示出細(xì)胞成分和形態(tài)有明顯區(qū)別,證明了細(xì)胞組成成分參與了銅離子的結(jié)合過(guò)程,且細(xì)胞結(jié)構(gòu)在高銅濃度(100mg/L)下受到嚴(yán)重的破壞。其中,紅外光譜顯示參與銅結(jié)合的官能團(tuán)有C—O、