源自丹麥奶酪鹽水的天然漢森德巴利菌菌株生長曲線及抗真菌活性
霉菌污染是食品加工中的一個主要問題，它不僅會導致嚴重的經濟損失和食品浪費，而且可能影響食品安全。在乳制品行業(yè)，當奶酪與加工設備和空氣接觸時，霉菌污染會出現在整個奶酪生產過程中。霉菌生長在奶酪成熟、儲存和配送過程中尤為明顯，這會導致奶酪質量下降，包括可見和不可見的缺陷，例如霉菌定植、異味和霉菌毒素形成的潛在風險。因此，抗真菌化合物和潛在的生物防治劑越來越受到關注，以防止奶酪上污染霉菌的生長。由于其簡單的培養(yǎng)要求和有限的生物安全問題，酵母被認為與生物防治應用相關。許多酵母種類已被證明對霉菌具有拮抗活性，但主要用于控制果實采后病害。D.hansenii是一種嗜鹽酵母，在與大多數奶酪品種相關的酵母物種中占主導地位。之前的研究中D.hansenii菌株已被證明表現出不同的抗真菌作用，然而需要進一步深入研究來探索這些作用。
之前的研究已經確定了D.hansenii的獨特生長特征和NaCl耐受性然而，從丹麥奶酪鹽水中分離出的菌株，它們抑制乳制品環(huán)境中霉菌污染物的潛在能力尚未得到探索。本論文研究人員對丹麥奶酪鹽水中分離出的D.hansenii菌株對不同污染霉菌的抗真菌活性。研究人員使用OcelloScope微生物動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)對檢測了不同D.hansenii菌株對污染霉菌的萌發(fā)和生長的抑制能力，包括測定單一VOC的半數最大抑制濃度(IC 50)。
丹麥Biosense微生物生長動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的應用
200μL含有104孢子/mLMEB加100μL從每個D.hansenii菌株收集的無細胞上清液或100μL酵母蛋白胨（每升溶液里面含有5 g菌蛋白胨，3.0 g酵母提取物，將作為對照的40 g NaCl，pH 5.3)裝入到96微量滴定板中，使用oCelloScope微生物動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)在25°C下測量48小時的生長曲線來確定無細胞上清液對霉菌的抗真菌活性。使用了oCelloScope檢測系統(tǒng)。該系統(tǒng)的像距為4.90μm，光照曝光時間為2 ms。對流體樣品進行延時掃描顯微鏡檢查，從而每2小時在每個孔中生成一系列6張圖像。通過使用UniExplorer中的表面積分割和提取(SESA)算法自動生成生長曲線。
實驗結論
研究的結果表明D.hansenii的抗真菌活性是復雜的，并且可能是由幾種抑制性VOC的協(xié)同和/或相加作用產生的，而不是單一化合物的作用。同樣，已證明經證實的生物防治酵母W.anomalus BS91和M.pulcherrima MPR3對包裝新鮮水果中的采后病原霉菌的生長抑制是由VOC和CO 2的協(xié)同作用引起的。此外抑制鐮刀菌屬。在植物乳桿菌（以前稱為植物乳桿菌）的無細胞上清液中生長)已被證明不是由乳酸菌產生的乳酸單獨產生的。
圖1、在25°C下接種72小時后，添加4%(w/v)NaCl的MYGP肉湯的生長和D.hansenii菌株的pH變化。
圖2、來自D.hansenii菌株KU-9、KU-10、KU-11、KU-12、KU-27、KU-28、KU-29、KU-30、KU-72、KU-78和KU-80對使用oCelloScope TM測量為標準化SESA單位的五種霉菌的生長情況。(A)Cladosporium sinuosum，(B)鐮刀菌，(C)毛霉菌，(D)Cladosporium inversicolor，(E)Penicillium roqueforti。每個點代表三個獨立實驗的平均值，誤差條代表標準偏差。(F)oCelloScope監(jiān)測C.inversicolor（藍色）和P.roqueforti（紅色）在酵母蛋白胨培養(yǎng)基（對照）中或在D.hansenii菌株KU-27的無細胞上清液存在下24小時的生長測量實時圖像。這些研究結果表明D.hansenii無細胞上清液主要以霉菌物種依賴性方式影響萌發(fā)階段，而不是以D.hansenii菌株依賴性方式。
圖3、隨著時間的推移，在KNPS+精氨酸（紅色）、丙氨酸（綠色）或葡萄糖（藍色）中培養(yǎng)的婁地青霉菌的單個發(fā)芽分生孢子的像素中的Δ面積（面積t=x-面積t=1）。黑點顯示NPS+丙氨酸中正在發(fā)芽的A.niger分生孢子。
圖4、化合物的相對發(fā)芽率或菌絲生長速率與相對峰面積之間的spearman相關系數散點圖。(A)y軸:羅氏白僵菌發(fā)芽率;x軸:乙酸峰面積;(B)y軸:羅氏白僵菌發(fā)芽率;x軸:3-甲基丁酸的峰面積;(C)y軸:逆色芽萌發(fā)率;x軸:丙酮峰面積;(D)y軸:逆色芽孢桿菌的發(fā)芽率;x軸:2-戊烷的峰面積;(E)y軸:逆色芽孢桿菌的萌發(fā)率;x軸:2-苯乙醇的峰面積;(F)y軸:逆色偃麥草菌絲生長速率;x軸:2-苯乙醇的峰面積。
圖5、6、7天后五種VOCs對霉菌菌絲膜形成的抑制作用。為了確認IC 50結果以及評估暴露于不同濃度的目標VOC的長期影響，隨后在培養(yǎng)7天后通過目視檢查對菌絲體表皮形成的完全抑制進行評分。
總結
評估了從丹麥奶酪鹽水中分離出的天然漢森德巴利菌菌株對乳制品工業(yè)中的污染霉菌的拮抗活性。使用脈沖場凝膠電泳(PFGE)測定染色體多態(tài)性揭示了D.hansenii菌株之間的巨大遺傳異質性。應用oCelloScope微生物動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)測試了11種D.hansenii菌株抑制污染霉菌的發(fā)芽和生長的能力，這些霉菌經常出現在丹麥的奶牛場，即黑枝孢菌、中華絨毛孢菌、燕麥鐮刀菌、總狀毛霉和羅克福提青霉。研究表明從丹麥鹽水中分離出的D.hansenii本地菌株對特定的污染霉菌具有拮抗作用，并指出D.hansenii菌株作為生物保護培養(yǎng)物的發(fā)展，針對奶酪鹽水和奶酪表面。
相關新聞推薦
1、平湖紅曲黃酒釀造過程中真菌菌群動態(tài)、紅曲霉生長抑制因素（二）