夏雪娟,鄭 炯,2,,葉秀娟,吳金松,闞建全,2(.西 南大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院,重慶 40075;2.重慶市特色食品工程技術(shù)研究中心,重慶 40075)
實(shí)時(shí)熒光定量PCR技術(shù)監(jiān)測(cè)腌制麻竹筍中乳酸乳球菌動(dòng)態(tài)變化
夏雪娟1,鄭 炯1,2,*,葉秀娟1,吳金松1,闞建全1,2
(1.西 南大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院,重慶 400715;2.重慶市特色食品工程技術(shù)研究中心,重慶 400715)
采用實(shí)時(shí)熒光定量聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(quantitative real-time polymerase chain reaction,qRT-PCR)技術(shù)定量監(jiān)測(cè)6 g/100 mL鹽質(zhì)量濃度腌制麻竹筍中乳酸乳球菌(Lactococcus lactis)的動(dòng)態(tài)變化。經(jīng)乳酸乳球菌標(biāo)準(zhǔn)菌株基因組DNA提取、標(biāo)準(zhǔn)陽(yáng)性質(zhì)粒制備、標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制、各時(shí)期竹筍腌制發(fā)酵液中細(xì)菌基因組DNA提取和乳酸乳球菌qRTPCR特異性擴(kuò)增,對(duì)腌制液中乳酸乳球菌進(jìn)行定量檢測(cè)。結(jié)果表明,在腌制過(guò)程中(0~63 d),隨著腌制時(shí)間的延長(zhǎng),乳酸乳球菌含量逐漸升高,在腌制14 d時(shí)達(dá)到最大值(4.63×108copies/?L),與0 d(2.41×102copies/?L)相比增加了6 個(gè)數(shù)量級(jí),而后濃度緩慢降低,在腌制63 d時(shí)濃度為5.02×106copies/?L。qRT-PCR技術(shù)為定量監(jiān)測(cè)腌制麻竹筍中微生物的動(dòng)態(tài)變化提供了一條可靠、快速的有效途徑。
大葉麻竹筍;腌制;實(shí)時(shí)熒光定量PCR;乳酸乳球菌;動(dòng)態(tài)變化
大葉麻竹筍(Dendrocalamus latiflorus)是著名的高產(chǎn)型竹筍,廣泛分布于我國(guó)南亞熱帶和熱帶地區(qū)[1]。腌制大葉麻竹筍加工簡(jiǎn)易,成本低廉,易于保存,且具有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值、獨(dú)特的風(fēng)味,深受消費(fèi)者的喜愛(ài)[2]。在腌制發(fā)酵過(guò)程中,麻竹筍會(huì)形成多種風(fēng)味化合物,使其具有特殊的風(fēng)味和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值[3]。而在風(fēng)味形成過(guò)程中,除了其本身的風(fēng)味外,其他的風(fēng)味形成途徑均與微生物的發(fā)酵作用有關(guān)[4],因此,了解麻竹筍腌制過(guò)程中優(yōu)勢(shì)微生物的動(dòng)態(tài)變化對(duì)于研究腌制麻竹筍的風(fēng)味品質(zhì)變化具有重要作用。
乳酸菌具有良好的感官特性和防腐特性,在蔬菜發(fā)酵過(guò)程中發(fā)揮著重要作用[5]。其中,乳酸乳球菌(Lactococcus lactis)可形成檸檬酸,參與乙酰風(fēng)味化合物的合成,并參與發(fā)酵初始風(fēng)味的形成[6]。近年來(lái),國(guó)內(nèi)外諸多學(xué)者從腌制發(fā)酵蔬菜中分離鑒定出乳酸乳球菌,并對(duì)其益生作用進(jìn)行研究。如付琳琳等[7]采用聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)-變性梯度凝膠電泳技術(shù) 從不同家庭制作的成熟期的泡菜液中鑒定出乳酸乳球菌。尹軍霞等[8]研究了分離自酸菜汁的乳酸乳球菌的體外去除膽固醇特性。連元元等[9]從泡菜中提取并保存了一株泡菜乳酸乳球菌,并發(fā)現(xiàn)其具有較高的耐鎘能力。Seema等[10]從腌制山藥中分離出一株乳酸乳球菌并對(duì)其益生特性進(jìn)行初步研究。Aso等[11]從日本傳統(tǒng)“津田蕪菁”泡菜中分離出一株乳酸乳 球菌,并對(duì)其產(chǎn)Nisin Z的能力進(jìn)行探討。本課題組前期的研究也表明乳酸乳球菌是腌制麻竹筍中的優(yōu)勢(shì)菌群,但其 含量及在腌制加工過(guò)程中的動(dòng)態(tài)變化還有待進(jìn)一步研究[4]。
實(shí)時(shí)熒光定量聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(quantitative real-time polymerase chain reaction,qRT-PCR)技術(shù)可定量研究微生物菌落結(jié)構(gòu)組成及數(shù)量變化,為全面、快速、準(zhǔn)確地分析鑒定食品[12-15]中的各種微生物提供了一種嶄新的技術(shù)工具和平臺(tái)。近年來(lái),也有部分學(xué)者采用qRT-PCR技術(shù)對(duì)食品中的乳酸乳球菌進(jìn)行定量研究,如Grattepanche[6]和Achilleos[16]等分別采用qRT-PCR技術(shù)對(duì)混合發(fā)酵乳和芝士中的乳酸乳球菌進(jìn)行鑒定。而有關(guān)麻竹筍腌制過(guò)程中乳酸乳球菌的qRT-PCR研究尚未見(jiàn)報(bào)道。因此,本實(shí)驗(yàn)采用qRT-PCR技術(shù)對(duì)腌制麻竹筍中的乳酸乳球菌變化進(jìn)行定量監(jiān)測(cè),以期為腌制麻竹筍中風(fēng)味物質(zhì)的形成及變化機(jī)理研究提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。
1.1 材料與試劑
腌制麻竹筍:大葉麻竹筍原料采于重慶市北碚區(qū)施家梁鎮(zhèn)大葉麻竹筍種植基地,將麻竹筍洗凈、切分、漂燙、瀝干、冷卻后,按傳統(tǒng)加工方法加鹽(6 g/100 mL)在室溫條件下腌制。從腌制當(dāng)天開(kāi)始取樣,第3天取一次樣,之后每隔一周取一次樣,共取11 次樣(0、3、7、14、21、28、35、42、49、56 d和63 d),取樣完成時(shí)產(chǎn)品已基本成熟。樣品-20 ℃冰箱保存,至最后一次取樣完成后統(tǒng)一進(jìn)行DNA提取。
乳酸乳球菌乳亞種(Lactococcus lactis subsp. lactis)CGMCC1.1936 中國(guó)普通微生物菌種保藏管理中心。
MRS培養(yǎng)基用試劑及配制方法參照文獻(xiàn)[17];基因組DNA提取和克隆用試劑及配制方法參考文獻(xiàn)[18];細(xì)菌基因組DNA提取試劑盒(DP302)、溶菌酶、瓊脂糖、GeneGreen核酸染料(RT210)、瓊脂糖凝膠回收試劑盒(DP209)、pGM-T克隆試劑盒(VT202)、DH5α感受態(tài)細(xì)胞(CB101-03)、質(zhì)粒小提試劑盒(DP103) 天根生化科技(北京)有限公司;TaKaRa Taq擴(kuò)增體系套裝(R001A)、SYBR Premix Ex TaqTMⅡ(DRR820A) 寶生物工程(大連)有限公司;毛細(xì)管 上海大菱制塑有限公司;Lambda DNA/Hind ⅢMarker(NMW009)、100 bp ladder Ⅱ(NMW004)北京鼎國(guó)昌盛生物技術(shù)有限責(zé)任公司;實(shí)驗(yàn)所用引物由生工生物工程(上海)股份有限公司合成;化學(xué)試劑均為分析純。
1.2 儀器與設(shè)備
S1000伯樂(lè)1000系列高性能PCR儀、164-5050基礎(chǔ)電源電泳儀 美國(guó)Bio-Rad公司;Syngene GeneGenius凝膠成像系統(tǒng) 基因科技(上海)有限公司;LightScanner 32熒光定量PCR儀 美國(guó)Idaho公司;NanoDrop 2000微量紫外分光光度計(jì) 美國(guó)Thermo公司;SIM-F140AY65型制冰機(jī) 三洋電機(jī)國(guó)際貿(mào)易有限公司;SW-CJ-1F型單人雙面凈化工作臺(tái) 蘇州凈化設(shè)備有限公司;1-15PK小型臺(tái)式離心機(jī) 德國(guó)Sigma公司;ES-315高壓滅菌鍋日本Tomy公司;HWS-26電熱恒溫水浴鍋、DHP-9272電熱恒溫培養(yǎng)箱 上海齊欣科學(xué)儀器有限公司。
1.3 方法
1.3.1 標(biāo)準(zhǔn)品的制備及標(biāo)準(zhǔn)曲線的建立
1.3.1.1 標(biāo)準(zhǔn)菌株模板DNA的制備
將乳酸乳球菌按照標(biāo)準(zhǔn)菌株培養(yǎng)條件接種至MRS液體培養(yǎng)基中,30 ℃恒溫振蕩培養(yǎng)過(guò)夜,經(jīng)2 次活化后采用天根細(xì)菌基因組DNA提取試劑盒提取細(xì)菌基因組DNA。用溶菌酶對(duì)菌體進(jìn)行破壁處理,提取結(jié)束時(shí)用80 μL TE buffer將DNA溶出。經(jīng)0.8%瓊脂糖凝聚電泳,GeneGreen染色檢測(cè)后,-20 ℃保存?zhèn)溆?,目?biāo)片段應(yīng)在23 kb左右[19]。
1.3.1.2 目的片段的擴(kuò)增純化
采用特異性引物對(duì)標(biāo)準(zhǔn)菌株基因組DNA進(jìn)行常規(guī)PCR擴(kuò)增,用以制備標(biāo)準(zhǔn)陽(yáng)性質(zhì)粒[20]。正向引物L(fēng). lactis-F:5’-TGA AGA ATT GAT GGA ACT CG-3’,反向引物L(fēng). lactis-R:5’-CAT TGT GGT TCA CCG TTC-3’,目標(biāo)片段約為126 bp[16]。擴(kuò)增體系為:5 μL DNA模板,正向和反向引物各0.25 μL,10×PCR buffer(Mg2+plus)10 μL,dNTP Mixture 3 μL,Taq DNA聚合酶0.5 μL,滅菌超純水補(bǔ)足至50 μL。反應(yīng)程序?yàn)椋?4 ℃預(yù)變性5 min,94 ℃變性40 s,56 ℃退火40 s,72 ℃延伸1 min,35 個(gè)循環(huán),72 ℃延伸7 min,4 ℃保存。擴(kuò)增產(chǎn)物經(jīng)3%瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)后,用無(wú)菌手術(shù)刀在紫外燈下切取目標(biāo)片段,并采用瓊脂糖凝膠回收試劑盒對(duì)其進(jìn)行純化回收?;厥债a(chǎn)物經(jīng)瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)純度后-20 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>
1.3.1.3 標(biāo)準(zhǔn)陽(yáng)性質(zhì)粒的制備[21]
使用天根pGM-T克隆試劑盒將已純化標(biāo)準(zhǔn)菌株目的片段與質(zhì)粒進(jìn)行連接,并將4 ?L連接反應(yīng)物加入至50 ?L DH5α感受態(tài)細(xì)胞中進(jìn)行轉(zhuǎn)化。利用藍(lán)白斑篩選法挑選白色陽(yáng)性克隆菌落后采用質(zhì)粒小提試劑盒提取質(zhì)粒,具體操作詳見(jiàn)試劑盒說(shuō)明書(shū)。
為避免質(zhì)粒假陽(yáng)性,采用通用引物T7(5’-TAA TAC GAC TCA CTA TAG GG-3’)和SP6(5’-ATT TAG GTG ACA CTA TAG-3’)對(duì)提取質(zhì)粒進(jìn)行擴(kuò)增,擴(kuò)增產(chǎn)物用做熒光定量PCR反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)品以繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。擴(kuò)增體系同1.3.1.2節(jié),擴(kuò)增程序?yàn)椋?4 ℃預(yù)變性5 min,94 ℃變性40 s,55 ℃退火40 s,72 ℃延伸1 min,35 個(gè)循環(huán),72 ℃延伸7 min,4 ℃保存。擴(kuò)增產(chǎn)物用3%的瓊脂糖凝膠電泳和微量紫外分光光度計(jì)檢測(cè)其濃度與純度后,送至生工生物工程(上海)股份有限公司測(cè)序。
1.3.1.4 qRT-PCR條件優(yōu)化
以L. lactis-F和L. lactis-R為引物,以得到最小的Ct值(熒光信號(hào)達(dá)到設(shè)定閾值時(shí)所經(jīng)歷的循環(huán)數(shù))、最大的熒光值和熔解曲線不產(chǎn)生非特異性峰為指標(biāo),對(duì)乳酸乳球菌qRT-PCR的退火溫度、退火時(shí)間、引物濃度以及熒光數(shù)據(jù)收集溫度等條件進(jìn)行優(yōu)化,確定擴(kuò)增的最佳條件[22]。
1.3.1.5 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制[12,23]
由微量紫外分光光度計(jì)測(cè)定的標(biāo)準(zhǔn)陽(yáng)性質(zhì)粒PCR產(chǎn)物濃度,結(jié)合產(chǎn)物測(cè)序得到的片段大小,根據(jù)公式(1)計(jì)算出PCR產(chǎn)物中所含的初始拷貝數(shù)。
稀釋質(zhì)粒擴(kuò)增產(chǎn)物,觀察不同濃度模板對(duì)擴(kuò)增效率及熒光吸收強(qiáng)度的影響,從而確定合適的模板濃度范圍。在合適的濃度范圍內(nèi)以無(wú)菌超純水連續(xù)10 倍梯度稀釋?zhuān)瑢⑵渥鳛殛?yáng)性模板,按照優(yōu)化后的條件進(jìn)行熒光定量PCR反應(yīng),得到不同濃度梯度模板的PCR擴(kuò)增曲線圖。再以不同濃度陽(yáng)性模板的拷貝數(shù)對(duì)數(shù)為橫坐標(biāo),Ct值為縱坐標(biāo)繪制出標(biāo)準(zhǔn)曲線,得到標(biāo)準(zhǔn)菌株的線性回歸方程及相關(guān)系數(shù)(R2)。
1.3.2 各時(shí)期竹筍腌制發(fā)酵液中乳酸乳球菌含量的qRT-PCR檢測(cè)
取3 mL各時(shí)期竹筍腌制發(fā)酵液,10 000 r/min離心1 min,棄上清液,加入180 ?L 20 mg/mL的溶菌酶,37 ℃處理2 h后采用天根細(xì)菌基因組DNA提取試劑盒提取細(xì)菌基因組DNA。DNA用80 μL TE buffer溶出后置于-20 ℃冰箱保存?zhèn)溆?。采用?yōu)化好的qRT-PCR條件和體系對(duì)各時(shí)期竹筍腌制發(fā)酵液細(xì)菌基因組DNA中乳酸乳球菌含量進(jìn)行檢測(cè)。
1.4 數(shù)據(jù)處理
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Origin(Version 8.6)和Excel(Version 2013)軟件進(jìn)行處理與分析。
2.1 實(shí)時(shí)熒光定量PCR方法的建立
2.1.1 標(biāo)準(zhǔn)菌株模板DNA提取結(jié)果
乳酸乳球菌標(biāo)準(zhǔn)菌株基因組DNA電泳結(jié)果見(jiàn)圖1,菌株基因組DNA在目標(biāo)位置處有亮帶,且無(wú)拖尾,說(shuō)明基因組質(zhì)量較好。
圖1 乳酸乳球菌DNA凝膠電泳圖Fig.1 Agarose gel electrophoresis of L. lactis genomic DNA
2.1.2 標(biāo)準(zhǔn)陽(yáng)性質(zhì)粒制備結(jié)果
圖2 乳酸乳球菌常規(guī)PCR及陽(yáng)性質(zhì)粒PCR產(chǎn)物電泳圖Fig.2 Agarose gel electrophoresis of PCR amplified products of L. lactis and its positive plasmids
以提取的乳酸乳球菌基因組DNA為模板,經(jīng)特異性引物常規(guī)PCR擴(kuò)增后,對(duì)目的片段進(jìn)行連接、轉(zhuǎn)化、克隆,再采用通用引物T7和SP6對(duì)質(zhì)粒進(jìn)行擴(kuò)增。常規(guī)PCR產(chǎn)物和質(zhì)粒PCR產(chǎn)物的瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)結(jié)果如圖2所示。
由圖2可知,常規(guī)PCR和質(zhì)粒PCR擴(kuò)增產(chǎn)物條帶均清晰,無(wú)雜帶、無(wú)拖尾,且常規(guī)PCR產(chǎn)物片段大小在126 bp左右,與預(yù)期結(jié)果一致。由于質(zhì)粒擴(kuò)增得到的片段是目的片段與pGM-T載體的部分序列(約145 bp)的連接產(chǎn)物,因此菌株的陽(yáng)性質(zhì)粒擴(kuò)增產(chǎn)物大小約為271 bp,與圖中一致。
經(jīng)紫外分光光度計(jì)檢測(cè),菌株陽(yáng)性質(zhì)粒擴(kuò)增產(chǎn)物的OD260nm為5.266±0.220,OD280nm為2.846±0.072,O D260nm/O D280nm為1.8 5±0.0 3,質(zhì)量濃度為(263.3±11.0) ng/μL,質(zhì)量較好。經(jīng)序列分析,除去兩端質(zhì)粒片段,得到127 bp的目的片段,與預(yù)期結(jié)果相一致。且經(jīng)BLAST比對(duì)(http://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast. cgi)所得序列與乳酸乳球菌乳亞種(Lactococcus lactis subsp. lactis)的核苷酸序列同源性為100%,說(shuō)明所構(gòu)建的重組質(zhì)粒含有目的片段,可作為標(biāo)準(zhǔn)品用于qRT-PCR中。2.1.3 qRT-PCR反應(yīng)條件優(yōu)化結(jié)果經(jīng)優(yōu)化,擴(kuò)增采用25 ?L的反應(yīng)體系,反應(yīng)體系見(jiàn)表1。
表1 qRT-PCR反應(yīng)體系Table 1 Reaction system for qRT-PCR amplification
利用SYBR Green Ⅰ染料法進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),選擇兩步法PCR擴(kuò)增程序進(jìn)行擴(kuò)增。反應(yīng)程序?yàn)椋旱谝徊剑?5 ℃預(yù)變性30 s,20 ℃/s,1 個(gè)循環(huán),不采集信號(hào);第二步:95 ℃變性5 s,20 ℃/s,60 ℃退火20 s,20 ℃/s,每個(gè)循環(huán)采集熒光信號(hào),50 個(gè)循環(huán)。熔解程序?yàn)椋?5 ℃、0 s,20 ℃/s;65 ℃、15 s,20 ℃/s;95 ℃、0 s,0.1 ℃/s,持續(xù)采集信號(hào);50 ℃冷卻30 s,20 ℃/s。
2.1.4 標(biāo)準(zhǔn)曲線的建立
對(duì)陽(yáng)性標(biāo)準(zhǔn)品進(jìn)行系列稀釋?zhuān)?0-2、10-4、10-6、10-8、10-10),采用優(yōu)化的條件進(jìn)行qRT-PCR,不同濃度梯度陽(yáng)性模板的PCR擴(kuò)增熒光曲線圖如圖3A所示,其熔解曲線見(jiàn)圖3B。由圖3可知,各濃度擴(kuò)增產(chǎn)物均在(78.7±0.4) ℃出現(xiàn)熒光峰值,無(wú)雜峰,說(shuō)明產(chǎn)物均一性良好,無(wú)非特異擴(kuò)增[24]。以相對(duì)拷貝數(shù)的對(duì)數(shù)為橫坐標(biāo),以Ct值為縱坐標(biāo),得出菌株標(biāo)準(zhǔn)曲線?;貧w方程為:y=-3.868x+45.142,R2=0.998 5,線性關(guān)系良好。
圖3 乳酸乳球菌熒光定量PCR熒光曲線(A)與熔解曲線(B)Fig.3 Quantitative PCR fluorescence and melting curves for Lactococcus lactis
2.2 各時(shí)期竹筍腌制發(fā)酵液中乳酸乳球菌含量檢測(cè)結(jié)果
由于3 mL腌制發(fā)酵液中細(xì)菌較少,細(xì)菌基因組DNA條帶較暗,故未提供其電泳結(jié)果。采用優(yōu)化好的qRTPCR條件和體系對(duì)各時(shí)期竹筍腌制發(fā)酵液中乳酸乳球菌含量進(jìn)行檢測(cè),根據(jù)熔解曲線分析PCR產(chǎn)物的特異性,根據(jù)樣品的擴(kuò)增曲線可計(jì)算得出Ct值,再帶入標(biāo)準(zhǔn)曲線方程中,可得各樣品中乳酸乳球菌的拷貝數(shù)對(duì)數(shù)值(lgC)見(jiàn)圖4。使用Power函數(shù)對(duì)縱坐標(biāo)進(jìn)行換算,得出各時(shí)期竹筍腌制發(fā)酵液中乳酸乳球菌的拷貝數(shù),在腌制0~3 d時(shí),乳酸乳球菌含量略有上升,但濃度較低(分別為2.41×102copies/?L和1.78×103copies/?L)。隨著腌制時(shí)間的延長(zhǎng),乳酸乳球菌濃度迅速升高,在腌制7 d時(shí)濃度為3.47×105copies/?L,而在腌制14 d時(shí)達(dá)到最大值,含量為4.63×108copies/?L,與腌制0 d相比增加了6 個(gè)數(shù)量級(jí)。之后濃度緩慢下降,在腌制21~63 d期間,乳酸乳球菌濃度從1.40×108copies/?L波動(dòng)下降至5.02×106copies/?L。
圖4 麻竹筍腌制液中乳酸乳球菌的動(dòng)態(tài)變化Fig.4 Changes in of Lactococcus lactis concentration in pickled ma bamboo shoots during pickling
本研究采用qRT-PCR技術(shù)對(duì)6 g/100 mL鹽質(zhì)量濃度腌制麻竹筍發(fā)酵液中乳酸乳球菌含量的動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行監(jiān)控。經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)菌株基因組DNA提取、擴(kuò)增、克隆、制備出標(biāo)準(zhǔn)陽(yáng)性質(zhì)粒,再經(jīng)擴(kuò)增獲得陽(yáng)性模板,再用優(yōu)化后的qRT-PCR技術(shù)制備出標(biāo)準(zhǔn)曲線。提取各時(shí)期竹筍腌制發(fā)酵液中細(xì)菌基因組DNA,對(duì)其中乳酸乳球菌的含量進(jìn)行qRT-PCR定量檢測(cè)。結(jié)果表明,隨著腌制時(shí)間的延長(zhǎng),乳酸乳球菌的含量逐漸升高,在腌制14 d時(shí)達(dá)到最大值(4.63×108copies/?L),而后濃度緩慢降低,在腌制63 d時(shí)濃度為5.02×106copies/?L。
乳酸乳球菌(L. l a c t i s)歸屬于硬壁菌門(mén)(F i r m i c u t e s)桿菌綱(B a c i l l i)乳桿菌目(Lactobacillales)鏈球菌科(Streptococcaceae)乳球菌屬(Lactococcus)[25]。Aso[11]和Harri[26]等研究表明乳酸乳球菌能在發(fā)酵初期產(chǎn)生細(xì)菌素Nisin,抑制存在于鹽水中的一些食源性致病菌和一些革蘭氏陰性菌生長(zhǎng),且乳酸乳球菌為同型發(fā)酵,通過(guò)糖酵解途徑產(chǎn)生乳酸。Xiong Tao等[27]研究表明,乳酸乳球菌在酸菜腌制過(guò)程中生長(zhǎng)速度快,且產(chǎn)酸能力強(qiáng),但耐酸能力差。本課題組之前的研究也表明,隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng),麻竹筍發(fā)酵液pH值逐漸降低[2]。因此,可推測(cè)本研究中乳酸乳球菌濃度先升高再降低的原因是由于發(fā)酵開(kāi)始時(shí)乳酸乳球菌產(chǎn)酸、產(chǎn)細(xì)菌素,抑制了其他細(xì)菌的生長(zhǎng),使得它的濃度迅速升高,而隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng),發(fā)酵液pH值降低,乳酸乳球菌活力下降。Xiong Tao等[28]研究表明,在泡菜發(fā)酵過(guò)程中,乳酸乳球菌在發(fā)酵初期慢慢出現(xiàn),在后期死亡,與本研究相一致。
綜上所述,qRT-PCR技術(shù)為腌制麻竹筍中的微生物動(dòng)態(tài)變化的定量監(jiān)測(cè)提供了一條可靠、快速的有效途徑。本實(shí)驗(yàn)僅對(duì)腌制大葉麻竹筍中乳酸乳球菌的定量變化進(jìn)行了檢測(cè),進(jìn)一步的研究可對(duì)腌制麻竹筍中不同微生物進(jìn)行定量檢測(cè),以探討腌制發(fā)酵液中微生物的交互作用對(duì)其風(fēng)味物質(zhì)的形成作用,為麻竹筍的風(fēng)味形成機(jī)理和腌制工藝的改進(jìn)提供一定的參考依據(jù)。
[1] SANTOSH S, LALIT M B, POONAM S, et al. Bamboo shoot processing: food quality and safety aspect[J]. Trends in Food Science and Technology, 2010, 21(4): 181-189. DOI:10.1016/ j.tifs.2009.11.002.
[2] 陳光靜, 汪莉莎, 鄭炯, 等. 食鹽質(zhì)量濃度對(duì)大葉麻竹筍腌制過(guò)程中品質(zhì)特性的影響[J]. 食品科學(xué), 2013, 34(15): 48-52. DOI:10.7506/ spkx1002-6630-201315010.
[3] 鄭炯, 宋家芯, 陳光靜, 等. 頂空-固相微萃取-氣質(zhì)聯(lián)用法分析腌制麻竹筍揮發(fā)性成分[J]. 食品科學(xué), 2013, 34(18): 193-196. DOI:10.7506/spkx1002-6630-201318039.
[4] 鄭炯, 夏雪娟, 葉秀娟, 等. PCR-DGGE技術(shù)分析腌制麻竹筍中微生物多樣性[J]. 食品科學(xué), 2014, 35(21): 170-174. DOI:10.7506/ spkx1002-6630-201421033.
[5] HOLZAPFEL W. Use of starter cultures in fermentation on a household scale[J]. Food Control, 1997, 8(5): 241-258. DOI:10.1016/ S0956-7135(97)00017-0.
[6] GRATTEPANCHE F, LACROIX C, AUDET P, et al. Quantification by real-time PCR of Lactococcus lactis subsp cremoris in milk fermented by a mixed culture[J]. Applied Microbiology and Biotechnology, 2005, 66(4): 414-421. DOI:10.1007/s00253-004-1822-0.
[7] 付琳琳, 曹郁生, 李海星, 等. 應(yīng)用PCR-DGGE技術(shù)分析泡菜中乳酸菌的多樣性[J]. 食品與發(fā)酵工業(yè), 2005, 31(12): 103-105. DOI:10.3321/j.issn:0253-990X.2005.12.027.
[8] 尹軍霞, 沈國(guó)娟, 謝亞芳. 分離自酸菜汁的乳酸乳球菌體外去除膽固醇特性[J]. 食品與生物技術(shù)學(xué)報(bào), 2009, 28(6): 850-853. DOI:10.3321/j.issn:1673-1689.2009.06.025.
[9] 連元元, 王穎, 李晨, 等. 鎘脅迫下泡菜乳酸乳球菌的形態(tài)變化[J]. 食品科學(xué), 2015, 36(1): 124-127. DOI:10.7506/spkx1002-6630-201501024.
[10] SEEMA B, ARASHDEEP S, ABHIJIT G. Probiotic characterization of potential hydrolases producing Lactococcus lactis subsp. lactis isolated from pickled yam[J]. International Journal of Food Sciences and Nutrition, 2014, 65(1): 53-61. DOI:10.3109/09637486.2013.832175.
[11] ASO Y, TAKEDA A, SATO M, et al. Characterization of lactic acid bacteria coexisting with a nisin Z producer in Tsuda-turnip pickles[J]. Current Microbiology, 2008, 57(1): 89-94. DOI:10.1007/s00284-008-9161-5.
[12] XU W, HUANG Z Y, ZHANG X J, et al. Monitoring the microbial community during solid-state acetic acid fermentation of Zhenjiang aromatic vinegar[J]. Food Microbiology, 2011, 28(6): 1175-1181. DOI:10.1016/j.fm.2011.03.011.
[13] ZHANG W J, CAI Q, GUAN X, et al. Detection of peanut (Arachis hypogaea) allergen by real-time PCR method with internal amplification control[J]. Food Chemistry, 2015, 174: 547-552. DOI:10.1016/j.foodchem.2014.11.091.
[14] ZHAO Y W, WU Z F, SHEN X Q, et al. Bacteria community analysis by quantitative real-time PCR of fermenting wax gourd and its changes of organic acids[J]. Journal of Food Processing and Preservation, 2014, 38(4): 1653-1659. DOI:10.1111/jfpp.12127.
[15] ROSANNA T, MARIA S, GIORGIA P, et al. Development and application of a real-time PCR-based assay to enumerate total yeasts and Pichia anomala, Pichia guillermondii and Pichia kluyveri in fermented table olives[J]. Food Control, 2012, 23(2): 356-362. DOI:10.1016/j.foodcont.2011.07.032.
[16] ACHILLEOS C, BERTHIER F. Quantitative PCR for the specific quantification of Lactococcus lactis and Lactobacillus paracasei and its interest for Lactococcus lactis in cheese samples[J]. Food Microbiology, 2013, 36(2): 286-295. DOI:10.1016/j.fm.2013.06.024.
[17] 李平蘭, 賀稚非. 食品微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)原理與技術(shù)[M]. 北京: 中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社, 2005: 264.
[18] 薩姆布魯克 J, 拉塞爾 D W. 分子克隆實(shí)驗(yàn)指南[M]. 2版. 黃培堂,譯. 北京: 科學(xué)出版社, 2002: 1564-1594.
[19] 夏雪娟, 陳芝蘭, 陳宗道, 等. 16S rDNA序列分析法快速鑒定西藏地區(qū)傳統(tǒng)乳制品中的乳酸菌[J]. 食品科學(xué), 2013, 34(14): 245-249. DOI:10.7506/spkx1002-6630-201314050.
[20] XU W T, LI L Y, LU J, et al. Analysis of caecal microbiota in rats fed with genetically modified rice by real-time quantitative PCR[J]. Journal of Food Science, 2011, 76(1): M88-M93. DOI:10.1111/1750-3841.12604.
[21] LIU J X, FENG Y M, CHEN Q S. The distribution of somatostatin precursor 1 and preproenkephalin mRNA in chicken intestinal nerve of Remak[J]. Acta Zoologica Sinica, 2007, 53(2): 294-302. DOI:10.3969/ j.issn.1674-5507.2007.02.014.
[22] 趙雪濤. 熒光定量PCR測(cè)定食品中臘樣芽孢桿菌[D]. 上海: 復(fù)旦大學(xué), 2006.
[23] KAMILA O S, OLGA K R, ADLEY C C. Development of realtime pcr assays for detection and quantification of Bacillus cereus group species: differentiation of B. weihenstephanensis and rhizoid B. pseudomycoides isolates from milk[J]. Applied and Environmental Microbiology, 2011, 77(1): 80-88. DOI:10.1128/AEM.01581-10.
[24] 騫宇. 抗消化淀粉對(duì)實(shí)驗(yàn)鼠腸道生理環(huán)境和胃腸功能性作用的影響[D]. 重慶: 西南大學(xué), 2013.
[25] 張家超, 王芳, 徐海燕, 等. 6 種區(qū)分乳酸乳球菌乳酸亞種和乳酸乳球菌乳脂亞種的分子生物學(xué)方法比較[J]. 微生物學(xué)報(bào), 2010, 50(12): 1670-1676. DOI:10.13343/j.cnki.wsxb.2010.12.007.
[26] HARRI L J, FLEMING H P, KLAENHAMMER T R. Characterization of 2 nisin-producing Lactococcus-lactis subsp. lactis strains isolated from a commercial sauerkraut fermentation[J]. Applied and Environmental Microbiology, 1992, 58(5): 1477-1483.
[27] XIONG T, LI X, GUAN Q Q, et al. Starter culture fermentation of Chinese sauerkraut: growth, acidification and metabolic analyses[J]. Food Control, 2014, 41: 122-127. DOI:10.1016/ j.foodcont.2013.12.033.
[28] XIONG T, GUAN Q Q, SONG S H, et al. Dynamic changes of lactic acid bacteria flora during Chinese sauerkraut fermentation[J]. Food Control, 2012, 26(1): 178-181. DOI:10.1016/j.foodcont.2012.01.027.
Detection of Lactococcus lactis in Pickled Ma Bamboo Shoots by Quantitative Real-time PCR
XIA Xuejuan1, ZHENG Jiong1,2,*, YE Xiujuan1, WU Jinsong1, KAN Jianquan1,2
(1. College of Food Science, Southwest University, Chongqing 400715, China; 2. Chongqing Engineering Research Center of Regional Food, Chongqing 400715, China)
The dynamic changes of Lactococcus lactis in pickled Ma bamboo shoots with 6 g/100 mL salt concentration were studied by quanti tative real-time polymerase chain reaction (qRT-PCR). After the DNA extraction from standard Lactococcus lactis, preparation of positive plasmids, protraction of standard curve, DNA extraction from samples at different fermentation stages and qRT-PCR, and quantitative detection were performed. The results showed that during fermentation (0–63 days), the concentration of Lactococcus lactis increased gradually from 2.41 × 102copies/?L (day 0) to the maximum value of 4.63 × 108copies/?L (day 14), an increase by six orders of magnitude, followed by a slow decrease to 5.02 × 106copies/?L at day 63. In conclusion, qRT-PCR technology provides a reliable, fast and effective way for the quantitative analysis of bacteria in pickled Ma bamboo shoots.
Ma bamboo shoots (Dendrocalamus latiflorus); pickling; quantitative real-time polymerase chain reaction (qRT-PCR); Lactococcus lactis; dynamic changes
10.7506/spkx1002-6630-201604016
TS201.3
A
1002-6630(2016)04-0088-05
夏雪娟, 鄭炯, 葉秀娟, 等. 實(shí)時(shí)熒光定量PCR技術(shù)監(jiān)測(cè)腌制麻竹筍中乳酸乳球菌動(dòng)態(tài)變化[J]. 食品科學(xué), 2016, 37(4): 88-92. DOI:10.7506/spkx1002-6630-201604016. http://www.spkx.net.cn
XIA Xuejuan, ZHENG Jiong, YE Xiujuan, et al. Detection of Lactococcus lactis in pickled ma bamboo shoots by quantitative real-time PCR[J]. Food Science, 2016, 37(4): 88-92. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-201604016. http://www.spkx.net.cn
2015-03-29
中央高?;究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專(zhuān)項(xiàng)(XDJK2013C131);重慶市特色食品工程技術(shù)研究中心能力提升項(xiàng)目(cstc2014pt-gc8001)
夏雪娟(1988—),女,博士研究生,研究方向?yàn)槭称坊瘜W(xué)與營(yíng)養(yǎng)學(xué)。E-mail:xiaxuej1989@163.com
*通信作者:鄭炯(1982—),男,講師,博士,研究方向?yàn)楣呒庸づc質(zhì)量控制。E-mail:zhengjiong_swu@126.com