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基因组改组选育植物乳杆菌及其对契达干酪促熟的影响

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摘要

1 引言

1.1 立题背景

1.2 干酪的成熟机理

1.2.1 蛋白质水解

1.2.2 乳糖降解

1.2.3 脂肪分解

1.3 干酪快速成熟方法的研究

1.3.1 提高成熟温度加速干酪成熟的方法

1.3.2 高压处理加速干酪成熟的方法

1.3.3 修饰发酵剂细胞加速干酪成熟的方法

1.3.4 附属发酵剂对契达干酪成熟的影响

1.4 基因组改组技术

1.4.1 菌种选育途径

1.4.2 基因组改组技术简介

1.4.3 基因组改组技术应用

1.4.4 基因组改组技术展望

1.5 国内外研究现状

1.6 研究目的和意义

1.7 本文研究的内容

2 材料与方法

2.1 材料与设备

2.1.1 试验菌种

2.1.2 原料与试剂

2.1.3 仪器设备

2.1.4 培养基和溶液的配制

2.2 试验方法

2.2.1 技术路线图

2.2.2 基因组改组诱变选育附属发酵剂菌株

2.2.3 菌株F-4对干酪浆中蛋白水解能力的研究

2.2.4 菌株F-4在契达干酪中的应用

2.2.5 数据分析

3 结果与分析

3.1 基因组改组诱变筛选附属发酵剂的结果

3.1.1 紫外照射致死率

3.1.2 原始菌株A-1经NTG处理的致死率

3.1.3 原生质体制备条件的研究结果

3.1.4 原生质体灭活条件的研究结果

3.1.5 基因组改组筛选结果

3.1.6 基因组改组菌F-4的稳定性结果

3.1.7 菌株F-4的部分生物学特性

3.2 菌株F-4对干酪浆中蛋白水解能力的研究

3.2.1 干酪浆组成成分分析

3.2.2 干酪浆成熟过程中pH值变化

3.2.3 干酪浆成熟过程中微生物的检测

3.2.4 pH4.6可溶性氮含量的测定

3.2.5 12%TCA-SN含量的测定

3.3 菌株F-4在契达干酪中的应用

3.3.1 干酪组成成分测定

3.3.2 微生物分析

3.3.3 pH4.6可溶性氮测定

3.3.4 12%TCA溶液中可溶性氮含量的测定

3.3.5 质构分析(TPA)

3.3.6 感官分析结果

4 讨论

4.1 基因组改组附属发酵剂的筛选

4.2 菌株F-4对干酪浆中蛋白质降解的研究

4.3 菌株F-4在契达干酪中的应用

5 结论

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

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摘要

附属发酵剂是为了缩短干酪成熟时间、改善干酪品质而加入到干酪中的外源微生物,是干酪中一种独特的微生物菌群。本文利用传统诱变方法和基因组改组技术相结合的方法对植物乳杆菌A-1进行处理,以自溶度、氨肽酶和产酸能力为筛选指标,筛选出高氨肽酶活力和高自溶度、且产酸能力低的植物乳杆菌作为附属发酵剂。并考察了原生质体形成和再生的影响因素。实验选取附属发酵剂干酪乳杆菌KLDS1.0351作为对照,制作干酪浆模型,对筛选菌株的蛋白水解特性进行研究。并最终应用到契达干酪中,探讨其对契达干酪促熟的影响。
   1.采用紫外线和亚硝基胍分别对植物乳杆菌A-1进行诱变,筛选获得5株氨肽酶活性及自溶度提高的突变菌株。通过单因素实验优化,获得原生质制备的最佳条件:用含1.2%甘氨酸的MRS液体培养基培养菌体,培养时间为4h,原生质体热灭活的最佳时间是90min,紫外灭活的最佳时间是30min。以经过诱变筛选的突变株作为出发菌株,应用灭活双亲原生质体融合后致死损伤得到的互补获得活性融合子的方法,经两轮基因组改组筛选获得1株遗传性能稳定的菌株,命名为F-4,其氨肽酶活力为34.01个酶活单位,比出发菌株提高了3.09倍,其自溶度为68.42%,比出发菌株提高了4.04倍,其产酸能力在0.54左右。菌株F-4的部分生物学特性研究结果表明:菌株F-4能够在pH4-6、3%-9%NaCl浓度的液体MRS培养基中生长,并能耐受契达干酪的低温成熟环境。
   2.在无菌条件下制作干酪浆模型,用能反应蛋白水解程度的pH4.6可溶性氮和12%TCA-SN作为干酪成熟的指标,来评价菌株F-4对干酪成熟的影响。在干酪浆成熟0d、2d、4d、6d、8d、10d时分别取样检测。结果表明,菌株F-4的添加对干酪浆的组成成分无显著影响(P>0.05);对pH4.6可溶性氮的影响与添加干酪乳杆菌KLDS1.0351、植物乳杆菌A-1和空白对照组相比无显著差异(P>0.05)。说明附属发酵剂F-4、干酪乳杆菌KLDS1.0351和植物乳杆菌A-1对干酪的初级水解无显著影响;对12%TCA-SN的研究结果表明,添加菌株F-4制备的干酪浆在成熟过程中12%TCA-SN浓度均高于其他三组,说明肽酶活性在干酪浆成熟过程中起重要作用。综合以上结果可知,菌株F-4对干酪的蛋白质水解有促进作用。
   3.菌株F-4作为附属发酵剂应用到契达干酪中,对契达干酪的成熟指标分析,结果显示菌株F-4的添加对契达干酪的组成成分无显著影响。在契达干酪成熟过程中,试验组契达干酪中菌株F-4浓度均高于其它对照组,呈现先增加后降低的趋势。添加附属发酵剂F-4菌株对契达干酪的快速成熟效果较好,成熟4周的契达干酪相当于空白对照成熟8周,使成熟期缩短了4周。菌株F-4对契达干酪的质构及感官有显著影响(P<0.05),使契达干酪的硬度下降,富有弹性,口感较好。综上所述,基因组改组方法在附属发酵剂筛选方面有较好的成效,它弥补了一些传统方法的缺陷,经契达干酪验证发现,这种方法筛选出的菌株对契达干酪有显著的促熟效果,并改善了契达干酪的质构及感官。

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