低温贮藏对冷鲜鸡腐败菌菌群变化的影响

低温贮藏对冷鲜鸡腐败菌菌群变化的影响
低温贮藏对冷鲜鸡腐败菌菌群变化的影响

低温贮藏对冷鲜鸡腐败菌菌群变化的影响

吴海虹,刘朏,刘芳,卞欢,诸永志,王道营,张牧焓,徐为民

(江苏省农业科学院农产品加工研究所,江苏南京 210014)

摘要:利用传统平板培养和变性梯度凝胶电泳(DGGE )指纹图谱相结合的方法,对冷鲜鸡低温贮藏期间的腐败菌菌群变化进行了分析。传统培养结果显示,冷鲜鸡的初始菌群主要为肠道菌、乳酸菌和葡萄球菌;4 ℃贮藏条件时微生物生长速度高于0 ℃和-1.5 ℃;贮藏6 d 后,4 ℃贮藏样品的优势菌群为假单胞菌,0 ℃和-1.5 ℃贮藏下样品的优势菌群为葡萄球菌。通过变性梯度凝胶电泳法直接对冷鲜鸡中的菌群变化进行了分析,发现不动杆菌、伯克霍尔德氏菌、假单胞菌、肠杆菌,腐生葡萄球菌及乳球菌是样品中的主要污染菌;4 ℃贮藏时,假单胞菌条带逐渐变亮,0 ℃和-1.5 ℃条件下菌群的条带亮度变化不明显。本研究发现贮藏温度对样品中菌群多样性的变化影响较大,冰点温度下贮藏更利于冷鲜鸡中嗜冷菌的控制和产品的保鲜。

关键词:冷鲜鸡;嗜冷菌;假单胞菌;PCR-DGGE

文章篇号:1673-9078(2016)4-177-181 DOI: 10.13982/j.mfst.1673-9078.2016.4.029

Effect of Storage Temperature on Changes in Spoilage Bacterial Community

in Chilled Chicken

WU Hai-hong, LIU Fei, LIU Fang, BIAN Huan, ZHU Y ong-zhi, W ANG Dao-ying, ZHANG Mu-han, XU Wei-min (Institute of Agricultural Products Processing, Jiangsu Academy of Agricultural Sciences, Nanjing 210014, China)

Abstract : The traditional plate culture and polymerase chain reaction (PCR)-denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE) methods were used to monitor changes in the bacterial community causing spoilage of chicken at different storage temperatures. The traditional culture results showed that initial flora in chilled chicken samples consisted mainly of intestinal bacteria, lactic acid bacteria, and Staphylococcus sp .; the growth rate of microorganisms was higher in samples stored at 4 ℃ than those stored at 0 ℃ and -1.5 ℃. After six days of storage, Pseudomonas sp . was predominant in samples stored at 4 ℃, while Staphylococcus sp. was predominant in samples stored at 0 ℃ and -1.5 ℃. PCR-DGGE results showed that Acinetobacter sp ., Burkholderia sp., Pseudomonas sp., Enterobacter sp., Staphylococcus saprophyticus , and Lactococcus sp. constituted major contaminants. When the sample was stored at 4 ℃, the band representing Pseudomonas sp . gradually became brighter and there was no significant change in band brightness for samples stored at 0 ℃ and -1.5 ℃. The results of this study show that storage temperature has a significant effect on bacterial diversity. Additionally, freezing temperature provides better control of psychrophiles and is more favorable for preservation of chicken products.

Key words : chilled chicken; psychrophile; Pseudomonas ; polymerase chain reaction/denaturing gradient gel electrophoresis

我国是鸡肉生产和消费大国,目前我国城市居民生鲜鸡肉的消费形式主要有热鲜鸡、冷鲜鸡和冻鸡。冷鲜鸡,是指对屠宰后的活鸡胴体进行严格执行兽医检验检疫制度和无公害管理,迅速冷却在2 h 内降低胴体温度至0 ~℃4 ℃,并在后续加工,流通及销售过程中保持0 ℃~4 ℃范围内的生鲜鸡[1]。随着近年来禽流感的不断爆发,冷鲜鸡逐渐取代热鲜鸡,并成

177

收稿日期:2015-06-25

基金项目:国家自然科学基金(31371802);江苏省农业科技自主创新资金(CX(14)5061)

作者简介:吴海虹(1976-),女,硕士,助理研究员,肉品加工与质量控制研究

通讯作者:刘芳(1982-),女,副博士,研究员,肉品加工与质量控制研究

为鸡肉消费的主要趋势。相比热鲜鸡而言,冷鲜鸡有

卫生安全、营养价值高且风味好的特点,越来越受广大消费者的认可,是生鲜鸡肉未来的发展趋势,具有广阔的发展前景。

冷鲜鸡在冷藏条件下一些微生物生长受到抑制,但由于鸡肉营养丰富,适于大多数细菌生长繁殖。在低温环境下仍会受到一些嗜冷微生物的污染,从而腐败变质,导致冷鲜鸡的货架期缩短[2]。传统冷鲜肉的贮藏温度为0 ℃~4 ℃,保鲜时间为6~7 d 。近年来,国内外对冰温保鲜的研究逐渐增多,Jeremiah 和Gibson 研究了贮藏温度对新鲜零售牛肉货架期的影响,结果表明与传统0~4 ℃保鲜相比,冰温(-1.5 ℃)条件下贮藏可以将零售牛肉的货架期延长2倍多[3];

178

凌萍华等研究冰温贮藏对南美白对虾保鲜效果的影响,得出冰温贮藏的南美白对虾货架期可达8 d ,常规

冷藏仅为4 d [4]。

由此可以看出冰温贮藏能显著延长物料的货架期。目前在肉制品方面特别是在鸡肉上,虽有研究但整体较少,针对不同贮藏温度下冷鲜鸡中的腐败菌的变化规律的相关研究报道较少。

本研究针对目前国内冷鲜鸡肉保鲜技术水平低,产品卫生品质量差以及货架期短的现状,利用传统微生物分离和DGGE 分子生物技术相结合的方法,分析低温贮藏下不同温度对鸡肉样品的细菌群落结构组成和细菌群体动态变化的影响,为生产过程中采取针对性措施控制微生物污染及延长冷鲜鸡货架期提供了依据。

1 材料与方法 1.1 材料

1.1.1 样品来源和处理

冷鲜鸡由宿迁市倌儿食记食品有限公司提供。随机挑选27只冷鲜鸡,托盘包装后于冰盒中冷藏运输至实验室(<2 h ),分成3份分别置于4 ℃、0 ℃和-1.5 ℃温度下贮藏。贮藏1、3、6 d 时,随机抽取3只冷鲜鸡,无菌条件下分别收集每只冷鲜鸡的鸡肉(取鸡腿、腹、背、翅及颈肉,剪碎混合)作为试验样品,进行细菌测定和总DNA 的提取。

1.1.2 试剂

细菌基因组提取试剂盒购于天根生化科技有限公司;PCR 引物的合成以及DNA 序列的测定由上海生物工程技术服务有限公司完成;PCA 、MRS 、PSA 、MSA 及VRBA 琼脂购于北京陆桥公司;Taq DNA 聚合酶购于宝生物工程(大连)有限公司;其余试剂为分析纯。

1.2 方法 1.

2.1 微生物测定

无菌条件下取25 g 样品加入225 mL 灭菌生理盐水,摇床振摇30 min 。取1 mL 上清液依次进行10倍递增稀释,选3个合适的稀释度,每个稀释度2个重复,倾注于不同的培养基中。PCA 和MRS 培养基分别于37 ℃和30 ℃培养48 h ,计算菌落数量。每个样品菌落总数取平均值后的对数值(N )[5]。

1.2.2 细菌总DNA 的提取

无菌条件下取样品10 g 于50 mL 灭菌生理盐水

中,摇床振摇30 min 。4 ℃ 3000 g 离心10 min ,取上清液于4 ℃下10000 g 离心15 min ,取沉淀置于1.5 mL

离心管,然后利用天根公司的细菌DNA 提取试剂盒提取总细菌DNA 。

1.2.3 变性梯度凝胶电泳分析

1.2.3.1 PCR-DGGE 的V3可变区PCR 扩增

选取细菌16S rDNA 的V3可变区引物338f (5′-CGC CCG CCG CGC GCG GCG GGC GGG GCG GGG GCA CGG GGG GAC TCC TAC GGG AGG CAG CAG-3′)和反向引物518r (5′-A TT ACC GCG GCT GCT GG-3′)进行扩增[6]。其中25 μL 反应体系为:PCRmix12.5 μL ,引物各1 μL (10 μM ),细菌总DNA 3 μL ,然后用ddH 2O 补足25 μL 。PCR 扩增程序为:94 ℃预变性3 min ,94 ℃变性30 s ,56 ℃退火30 s ,72 ℃延伸1 min ,30个循环,72 ℃延伸10 min 后冷却到4 ℃,-20 ℃贮存备用。

1.2.3.2 变性梯度凝胶电泳

选择浓度为8%的聚丙烯酰胺凝胶,选择变性梯度范围为35%~50%将V3区段的扩增产物进行DGGE 分析。DNA 扩增产物上样量为10 μL 。采用CBS 系统(DGGE-1001)进行电泳,电泳缓冲液为1×TAE 缓冲液,60 ℃条件下130 V 电泳5 h 左右,电泳完毕后用EB 染色,弃去浸泡液,再在ddH 2O 中浸泡冲洗5 min ,利用凝胶图像分析仪照相。

1.2.3.3 DNA 的回收测序

在紫外灯下切下DGGE 胶上不同位置的条带,置于20 μl 无菌纯净水中4 ℃过夜。用518 r 与不含GC 夹子的引物338f 2(5′-ACT CCT ACG GGA GGC AGC AG-3′)再次扩增16S rDNA V 3可变区序列,PCR 产物用2%琼脂糖凝胶电泳检测,然后委托生工生物工程(上海)有限公司测序,将测序获得的DNA 序列采用BLAST 程序进行分析。

1.2.4 数据分析

实验数据以平均值±标准误表示,采用SPSS18.0进行one-way ANOV A 分析和相关性分析,采用Excel 2003软件进行数据图表绘制。

2 结果与分析

2.1 不同冷藏温度下冷鲜鸡中细菌总数的变化分析

从图1可以看出,三个冷藏温度下样品初始菌菌数都在105 CFU/g 左右,随着冷藏时间的延长,不同冷藏温度下冷鲜鸡的菌落总数逐渐增多。4 ℃冷藏6 d

菌落总数达到107 CFU/g 。

一般认为冷却肉的细菌总数为106 CFU/g 时为警戒线,

达到107CFU/g 时冷却肉外

观有明显的腐败现象[7],以此为标准判断4 ℃条件下,冷鲜鸡货架期不超过6 d。0℃冷藏0 d~3 d内菌落总数变化不显著(p>0.05),3 d~6 d逐渐上升到106 CFU/g。-1.5℃冷藏时,0 d~6 d菌落总数变化不显著,保持在104~105 CFU/g之间。由此可知在0℃和-1.5℃下,货架期在6 d以上。综上结果表明,0℃以下贮藏冷鲜鸡,能有效的抑制微生物的增长,延长冷鲜鸡的货架期。这与周梁等研究猪肉冰温贮藏过程中的品质变化,得出冰温贮藏较低温贮藏更能有效地控制微生物的增长结果相一致[8]。

图1 冷鲜鸡不同冷藏温度下细菌总数的变化 Fig.1 Changes in the total viable bacteria in chilled chicken at

different storage temperatures

2.2 不同冷藏温度下冷鲜鸡菌群变化的分析

图2 冷鲜鸡在不同冷藏温度下肠道菌、乳酸菌、假单胞菌及葡

萄球菌的变化规律

Fig.2 Changes in numbers of Enterobacter sp., Pseudomonas,

lactic acid bacteria (LAB), and Staphylococcus in chilled chicken

samples stored at different temperatures

4 ℃和0 ℃冷藏条件下,冷鲜鸡的肠道菌显著上

升(p<0.05),且温度越高,冷鲜鸡肠道菌菌数越多。

-1.5℃条件下,肠道菌菌数变化不显著(p>0.05);冷

鲜鸡中乳酸菌菌数在冷藏3 d内变化不显著(p>0.05),

数量级在3.33~3.66之间;3 d~6 d,4℃条件下乳酸

菌数量显著上升,0℃和-1.5℃条件下变化不显著

(p>0.05),可得出乳酸菌菌株虽然是各种肉及肉制品

的主要腐败菌,但在0℃以下乳酸菌增殖速度会受到

抑制。假单胞菌菌数在4℃冷藏条件下显著上升

(p<0.05),在第6 d数量级增至7.32,接近此温度6 d

时细菌总数值7.36。0℃、-1.5℃条件下假单胞菌数

量略有升高但差异不显著(p>0.05)。本研究发现假单

胞菌在4 ℃贮藏后期呈现显著增长,而在其他两个冷

藏温度下增长不显著,这与前人报道该菌在4~43℃

下都能生长的特性相一致[9]。在三个冷藏温度下,冷

鲜鸡中葡萄球菌数量均显著升高(p<0.05),但不同

冷藏温度之间冷鲜鸡葡萄球菌数升高差异不显著

(p>0.05)。

对冷鲜鸡贮藏前期和未期的菌群结构进行分析,

结果如图3所示,冷鲜鸡的初始菌群主要由肠道菌、

假单胞菌、乳酸菌和葡萄球菌组成,其中优势菌主要

是肠道菌,其次是乳酸菌、萄葡球菌,假单胞菌菌数

最少。在三个温度下冷藏6 d时,相较于新鲜鸡肉,

冷鲜鸡中肠道菌和乳酸菌所占比重均降低,假单胞菌

数量占比重升高。4℃条件下贮藏6 d冷鲜鸡菌群结

构组成中假单胞菌成为绝对腐败菌,占主要优势菌数

量总数的86.79%。0℃、-1.5℃条件下冷鲜鸡优势腐

败菌主要为葡萄球菌,分别占优势菌数量总数的

69.76%、78.31%。乳酸菌在货架期终点时所占比重非

常低,属于弱势腐败菌。

图3 冷鲜鸡初始及冷藏6d时的菌群结构

Fig.3 Microbial community structure in chilled chicken from day 0

to day 6 of the storage period

2.3 DGGE图谱分析

在贮藏期内直接提取冷鲜鸡中的细菌总DNA进

行PCR-DGGE分析,结果如图4。对DGGE图谱上

分离的条带1-13进行割胶、扩增、测序,在NCBI上

用BLAST软件在GenBank中与参考序列进行相似性

比对,分析结果如表1。

图4中PCR-DGGE图谱显示,鸡肉样品在4℃、

0℃和-1.5℃贮藏过程中细菌菌落结构构成和细菌菌

179

落结构动态变化差异明显,且随着温度的降低,样品中菌落多样性差别越来越小。

180

图4 不同冷藏温度下冷鲜鸡细菌总DNA 的PCR-DGGE 图谱 Fig.4 DGGE profiles of PCR products obtained from microbial DNA directly extracted from chilled chickens at different

refrigeration temperatures

注: a-0、3、6表示冷鲜鸡4 ℃冷藏第0、3、6 d 的DGGE 图谱;b-0、3、6表示冷鲜鸡0 ℃低温冷藏的第0、3、6 d 的DGGE 图谱;c-0、3、6表示冷鲜鸡-1.5℃低温冷藏的第0、3、6d 的DGGE 图谱。图中用数字标记了DGGE 图谱中的亮带。

由图4可以看出,4 ℃贮藏温度下,鸡肉的初始菌相并不复杂,有4条亮带,随着贮藏时间的延长,初始条带1(不动杆菌Acinetobacter sp.)、2(洋葱伯克霍尔德菌Burkholderia sp.)保持亮度,初始的亮带4(乳球菌Lactococcus sp.)在3 d 时变暗,到达6 d 时消失不见,初始的暗带3(假单胞菌Pseudomonas sp.)、5(腐生葡萄球菌Staphylococcus saprophyticus )

逐渐变亮,说明4 ℃贮藏条件下冷鲜鸡菌相变化明显。样品的初始菌群并不是冷鲜鸡贮藏后期优势腐败菌,原因是能在低温条件下繁殖的嗜冷菌才是最终导致冷鲜鸡腐败的优势菌。

0 ℃和-1.5 ℃贮藏条件下冷鲜鸡菌相变化较4 ℃简单,这可能与部分微生物不耐低温及有氧培养条件有关。说明低温可以抑制冷鲜鸡内部细菌的生长,达到延长货架期的作用。0 ℃和-1.5 ℃贮藏温度环境中,在货架期6 d 内条带1、2、5、6(肠杆菌Enterobacter sp.)亮度几乎无变化。三个不同温度下贮藏期中DGGE 菌相变化,说明温度对样品中菌群多样性影响较大,尤其4 ℃贮藏环境中冷鲜鸡菌种多样性明显高于0℃和-1.5 ℃。此结果与传统培养方法得到的冷鲜鸡中微生物多样性结果一致。

Bekaert 等利用了PCR-DGGE 方法确定了挪威龙虾在2 ℃贮藏后期的主要污染微生物是假单胞菌,说明在高于0 ℃的贮藏环境中假单胞菌仍能在肉制品中生长繁殖[10]。Liang 等通过DGGE 对当地不同屠宰厂家的冰鲜鸡肉的菌群组成进行了研究,发现来源于不同厂家的冷鲜鸡中污染的菌群不同,其中环丝菌、假单胞菌和肉食杆菌是主要的污染菌[11]。因此,在高于0 ℃的低温贮藏条件下,假单胞菌是冷鲜鸡制品中的主要污染菌。研究发现,肉制品来源的一些假单胞菌已对多种抗生素产生了抗性[12~13],因此应该加强对此类细菌的控制。

表1 PCR-DGGE 胶中分离条带测序结果

T able 1 Sequencing results for the bands extracted from the gel after PCR-DGGE

条带号 GenBank 登陆号 亲缘关系最近的菌种 相似度/% 1 gb|KC166141.1|Acinetobacter sp.(不动杆菌) 96 2 gb|FJ784707.1

Burkholderia sp.(洋葱伯克霍尔德菌)

94 3 gb|KJ742898.1|

Pseudomonas sp.(假单胞菌) 99 3 gb|KJ127239.1|Pseudomonas fluorescens (荧光假单胞菌) 99 3 gb|KJ817445.1|

Pseudomonas fragi (草莓假单胞菌属菌株)

95 4 gb|KM490370.1Lactococcus s p.(乳球菌)

94 5 gb|KC502909.1|Staphylococcus saprophyticus (腐生葡萄球菌)

96 6

gb|HQ641260.1

Enterobacter sp.(肠杆菌)

93

3 结论

3.1 传统培养结果显示,冷鲜鸡在4 ℃冷藏条件下微生物的生长速度显著高于0 ℃和-1.5 ℃。冷鲜鸡的初始菌群主要为肠道菌、乳酸菌和葡萄球菌。当冷鲜鸡冷藏至6 d 时,4 ℃冷藏条件下假单胞菌为主要腐败菌,0 ℃和-1.5 ℃条件下则为葡萄球菌;

3.2 通过变性梯度凝胶电泳法直接对冷鲜鸡中的菌

群变化进行了分析,发现不动杆菌、伯克霍尔德氏菌、假单胞菌、肠杆菌,腐生葡萄球菌及乳球菌是样品中的主要污染菌; 3.3 4 ℃冷藏条件下样品的菌群多样性明显高于0 ℃和-1.5 ℃贮藏条件,冷鲜鸡冰点温度贮藏更有利于微生物的控制和产品的保鲜。

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181

肠道菌群小知识

1代谢作用 ? 提供热量 ? 生产短链脂肪酸 ? 合成维生素K 和叶酸 ? 胆汁酸的分泌 ? 参与药物代谢 2. 免疫效果:正常菌群能刺激宿主产生免疫及清除功能 ? 刺激免疫球蛋白A (IgA )的生产 ? 促进抗炎细胞因子的分泌和下调促炎细胞因子 ? 诱导调节性T 细胞 3. 预防病原体入侵:正常菌群在人体某一特定位粘附,定植和繁殖,形成一层菌膜屏障。通过菌群间存在的生物拮抗作用,抑制并排斥病原体的入侵和群集,调整人体与微生物之间的平衡状态 人类肠道菌群 什么是肠道菌群? 人的肠道内寄居着种类 繁多的微生物,这些微生物 称为肠道菌群。肠道菌群按 一定的比例组合,各种菌间 互相制约,互相依存,它们 与宿主存在着共生关系,共 同维护着宿主的生理平衡。 肠道菌群并非是生来就 有的,当胎儿还在母体子宫 内时,胎儿所处的环境几乎 是无菌的,因此胎儿肠道内 是无菌的,婴儿出生时迅速暴露在母体阴道或皮肤的微 生物下,随着从婴儿到老年 的发展变化,我们的肠道菌 群在出生后几个月迅速增多, 多样性增加,到成年后达到 稳定状态,之后老年时期多 样性渐渐减少[1]。这些微小 的生物群体就这样不知不觉 伴随着我们的一生。 肠道菌群的数量和分类 据推测,正常健康成人 肠道菌群总数高达1×1014, 种类超过1000种,而一个成 年人自身的细胞数量约为 1×1013个,也就是说居住在 我们肠道内的菌群数量是人 体细胞总和的10倍。在胃和 小肠中,细菌的种类相对较少。结肠中,每克肠道内容 物存在1012个细菌细胞,细 菌种类达300-1000种,而其中99%的细菌来自于其中30-40种[2] 。 正常人肠道中包括四种主要的细菌门类:厚壁菌门 Firmicutes (约50-75%,包 括梭菌属),拟杆菌门Bacteroidetes (约10-50%, 包括拟杆菌属、普氏菌属和卟啉单胞菌属),放线菌门 Fusobacteria (约1-10%,包括双歧杆菌),变形菌门 Proteobacteria (常常约少于1%,包括大肠杆菌),其中厚壁菌门和拟杆菌门是人类肠道菌群的主要组成部分。大多数细菌属于拟杆菌属、梭菌属、真杆菌属、瘤胃球菌属、消化球菌属、消化链球菌属、双歧杆菌属。其他属,如埃希氏菌属和乳杆菌属较少。拟杆菌属约占肠道中所有细菌的30%[][3]。 我国科学家在健康年轻人体内观察到的9个属的细菌广泛存在,分别为厚壁菌门的考拉杆菌属、罗氏菌属、Blautia 、 Faecalibacterium 、梭菌属、Subdoligranulum 、瘤胃球菌属和粪球菌属以及来自拟杆菌门的拟杆菌属。这9个属的细菌均具有在人体肠道内发酵产生短链脂肪酸的能力,而短链脂肪酸具有维持人体健康的多重作用,例如充当肠道上皮特殊营养和能量组分,保护肠道黏膜屏障,降低人体炎症水平和增强胃肠道运动机能等[4] 。 Phylum Proporti on (%) [3] 厚壁菌门 Firmicutes 50-75% 拟杆菌门 Bacteroidetes 10-50% 放线菌门 Fusobacteria 1-10% 变形菌门Proteobacteri a 少于1% 肠道菌群的作用 正常肠道菌群具有重要 的自我平衡功能[5]。 肠型 未来某一天,当你走进 医院的时候,医生可能不仅 会询问你的过敏史、血型, 还会问到你的肠型。 来自德国海德堡欧洲分 子生物学实验室(EMBL ) 的科学家们提出了这个概念 ——肠型,他们通过全球性实验国际人体肠道元基因组研究计划,发现以肠道内的 细菌种类和数量划分,人类拥有三种肠型,研究人员把这3种肠型命名为拟杆菌型 (Bacteroides )(肠型Ⅰ)、普雷沃氏菌型(Prevotella )(肠型Ⅱ)和瘤胃球菌型 (Ruminococcus )(肠型Ⅲ),

消化道菌群分布

消化道微生物群落分布及构成具有空间特异性。纵向来看,食管、胃、十二指肠、回肠、空肠和结肠的细菌群落构成及菌量存在差异,各部位细菌数目分别为101~2、104~5、106~7、107~8和1010~12CFU/ml;横向来看,胃液与胃黏膜菌群、粪便与大肠黏膜的菌群构成及数量不尽相同。 消化道真菌群落虽然含量远远低于细菌群落,但同样是消化道微生物群落的重要组成部分。正常情况下,粪便中真菌细胞数为10~103个/g,相应细菌群落含量较高,为1011~1012个/g。人类出生后数天或数周消化道内即出现真菌定植。早期基于培养方法的研究认为,70%健康人消化道内存在真菌,其中大部分为念珠菌和酵母菌等。因受到分类和鉴定方法的限制,有大量与人体相关的真菌仍然未知。 一、食管 早期基于细菌培养的研究认为,食管无菌或仅有少量暂住菌。目前少量针对食管细菌群落高通量测序分析的研究报道,正常食管菌群主要以链球菌属、普里沃菌属和韦荣球菌属为主,多来自于口咽部的定植细菌;食管菌群构成虽复杂但相对稳定,大部分食管内细菌已知并可培养。 有学者将食管菌群构成分两型:Ⅰ型,见于正常食管黏膜,以链球菌属为主;Ⅱ型,见于食管炎和Barrett's食管,以普里沃菌属、拟杆菌属、嗜血菌属和韦荣球菌属等革兰阴性厌氧菌/微需氧菌为主。Ⅰ型至Ⅱ型的转变可能导致食管炎症和肠化。 二、胃、十二指肠 胃酸的酸度很高(pH2-3),以前认为胃内基本无活菌。但是目前少量基于微生物高通量测序的研究证实,胃内除幽门螺杆菌()之外仍有大量其他细菌种属,常见有链球菌、奈瑟球菌和乳酸菌属等。与胃内其他菌群相互影响、相互作用,如乳杆菌、双歧杆菌和酵母菌属等益生菌种可以阻止在胃黏膜的定植、黏附和生长。十二指肠内的细菌与胃类似。 三、结肠、直肠 结肠和直肠则有大量细菌,主要是类杆菌(Bacteroides)、双歧杆菌(Bifidobacterium)、大肠埃希氏菌、乳杆菌、铜绿假单胞菌、变形杆菌(Proteus)、梭菌(Clostridium)等。1克干粪含菌总数在4千亿个左右,约占粪重的40%,其中99%以上是厌氧菌。肠道菌群受饮食、年龄等因素影响很大。多食蛋白质的人,大肠埃希氏菌生长旺盛;以吃淀粉为主的人,乳杆菌较多。哺乳期婴儿的肠道菌群主要是双歧杆菌,占总菌数的90%左右;随着成长,双歧杆菌下降,类杆菌、乳杆菌、梭菌等逐渐增多。婴儿刚出生时肠道是无菌的,1-2小时后就有菌出现。开始时菌种和数量少,随后逐步增多。先定殖的是需氧菌,然后是厌氧菌。因前者生长繁殖需消耗周围微环境中的游离氧,这有利于厌氧菌的繁殖。此过程约1周左右。

肠道菌群研究的主要方法

肠道菌群研究的主要方法 长期以来,为了研究肠道菌群的成员及其功能,科学家们建立和发展了众多技术 手段。经典的微生物学研究方法主要通过对细菌进行纯培养,然后在不同的培养条件下对细菌的生理活性进行研究。而随着分子生物学技术的飞速发展,在对环境中的复 杂微生物群落进行研究时,科学家们越来越多地运用不依赖于培养的方法,全面分析 各种微生物在环境中的活动和对环境的影响。 基于分离培养的方法 在肠道微生物学研究中,科学家们通常使用一定的选择性液体或固体培养基,对 粪便或肠道粘膜、肠道内容物等样本进行培养和富集,并对培养得到的细菌种类进行分析。根据肠道细菌的特性,对肠道菌进行培养通常需要在厌氧的条件下进行,严格 的厌氧和培养基的选择对于肠道菌的分离和生长非常重要。但是,局限于纯培养的方法具有很多不足之处。首先,体外培养体系难以模拟微生物在肠道中自然生长繁殖的条件,因此绝大多数的肠道微生物都还不能通过纯培养的方法得到分离;其次,仅仅依靠形态学和生理生化检测也不能对菌株进行准确的鉴定。因此,在研究肠道菌群结构和功能的研究中,研究者们通常结合分离培养方法和分子生物学方法,对感兴趣的细菌种类进行研究。 二.分子生态学研究方法 分子生态学方法通常以环境中各种微生物的基因组核酸(DNA 或RNA)为研究 对象。在以肠道菌群为对象的分子生态学研究中,研究者们最常使用核糖体小亚基 RNA 基因(细菌中的16S r RNA 基因)的全部或部分序列作为分子标签来代表物种,以基 因序列的多样性代表物种的多样性,从而对菌群的组成结构进行分析。细菌16S r RNA 基因具有广泛性、进化变异小、具备高保守区和高变区(V 区)等特点,同时序列还具有信息 量巨大且更新迅速的公开数据库,如Database Project(RDP)、SILVA 、Greengenes 等等,研究者们可以方便地将自己研究中的16S r RNA基因序列与数据库进行比对,确定细菌的分类地位。类似的,为了对肠道菌群中具有特定功能的类群进行检测,研究者们也建立了以功能基因片段为分子标签的分析方法。 常用的分子生态学分析方法分为两大类:基于DNA 指纹图谱的分析方法和基于DNA 测序技术的分析方法。除此之外,可用于实时定量的荧光定量PCR(Real time quantitative PCR)和荧光原位杂交技术(Fluorescence in situ hybridization, FISH)也是常用的分析手段。DNA 指纹图谱技术依据分子大小、核酸序列等特征的不同,将代表微生物群落中各物种的 DNA 分子标记物在凝胶上进行电泳分离,使代表不同物种的分子标记迁移到胶上的不同位置,最终得到的电泳图谱用于显示群落的组成结构。DNA 指纹图谱的最大优点是方便、快速、直观,常用于检测微生物群落结构的动态变化或比较不同群落之间的结构差异。最常用的DNA 指纹图谱技术包括变性梯度凝胶电泳(Denatured gradient gel electrophoresis,DGGE)和末端片段长度多态性(Terminal restriction fragment length polymorphism, T-RFLP)等。 不同于指纹图谱技术,DNA 测序技术的目的在于通过直接获取序列核酸信息的方法, 对群落中各物种的进化地位作出判断。基于单克隆质粒、转化细胞构建和桑格(Sanger)双脱氧法测序的16S r RNA 基因克隆文库长期以来广泛用于研究群落中微生物组成的方法,已被多次应用于人体肠道菌群的多样性分析,并获得了在物种检测深度和物种鉴定水平上均远远优于DNA 指纹图谱技术的结果 肠道菌群与健康相关研究中的应用

微生物菌群的选择及培养(含总结)

微生物菌群的选择与培养 针对所学的关于水污染治理的有关理念,加之对环境微生物这门课程的理解,此次环境微生物这门课程的设计我选用的微生物菌群是对保健、水产、养殖、种植甚至环保等方面都有益的菌群。 一、有益微生物的概念(“EM”菌群) “EM”是英语Effective和microorganisms的缩写,意为有益微生物群,是日本琉球大学的比嘉夫教授于1983年研制成功的微生物工程技术中综合性最强的新创造。有益微生物群由整个生态系统都存在的五大类微生物(光合细菌、乳酸菌、放线菌、酵母菌、发酵型丝状菌)中的多种有益微生物组成。 这些微生物组合在一个统一体中互相促进,共同组成一个复杂而稳定的具有多元功能的微生物生态系统,在水族箱使用后,可抑制有害微生物,特别是病原菌和腐败菌的活动,从而改善水质,并改善鱼类消化道细菌群落,促进鱼类健康快速生长。其功能要超过硝化细菌和光合细菌。 二、有益微生物群的主要成分 1、光合菌群(好氧型和厌氧型)如光合细菌和蓝藻类。属于独立营养微生物,菌体本身含60%以上的蛋白质,且富含多种维生素,还含有辅酶Q10、抗病毒物质和促生长因子;它以土壤接受的光和热为能源,将土壤中的硫氢和碳氢化合物中的氢分离出来,变有害物质为无害物质,并以植物根部的分泌物、土壤中的有机物、有害气体(硫化氢等)及二氧化碳、氮等为基质,合成糖类、氨基酸类、维生素类、氮素化合物、抗病毒物质和生理活性物质等,是肥沃土壤和促进动植物生长的主要力量。光合菌群的代谢物质可以被植物直接吸收,还可以成为其它微生物繁殖的养分。 2、乳酸菌群(厌氧型)以嗜酸乳杆菌为主导。它靠摄取光合细菌、酵母菌产生的糖类形成乳酸。乳酸具有很强的杀菌能力,能有效抑制有害微生物的活动和有机物的急剧腐败分解。乳酸菌能够分解在常态下不易分解的木质素和纤维素,并使有机物发酵分解。乳酸菌还能够抑制连作障碍产生的致病菌增殖。 3、酵母菌群(好氧型)它利用植物根部产生的分泌物、光合菌合成的氨基酸、糖类及其它有机物质产生发酵力,合成促进根系生长及细胞分裂的活性化物质。酵母菌在有益微生物群中对于促进其它有效微生物(如乳酸菌、放线菌)增殖所需要的基质(食物)提供重要的给养保障。此外,酵母菌产生的单细胞蛋白是动物不可缺少的养分。 4、革兰氏阳性放线菌群(好氧型)它从光合细菌中获取氨基酸、氮素等作为基质,产生出各种抗生物质、维生素及酶,可以直接抑制病原菌。它提前获取有害霉菌和细菌增殖所需要的基质,从而抑制它们的增殖,并创造出其它有益微生物增殖的生存环境。放线菌和光合细菌混合后的净菌作用比放线菌单兵作战的杀伤力要大得多。它对难分解的物质,如木质素、纤维素、甲壳素等具有降解作用,并容易被动植物吸收,增强动植物对各种病害的抵抗力和免疫力。放线菌也会促进固氮菌和VA菌根菌增殖。

食品工艺学导论试卷答案

《食品工艺学导论》试卷 一、名词解释 1.栅栏效应:影响食品保藏的各个栅栏因子单独或相互作用,形成特有的防止食品腐烂变质的“栅栏”使食品中的微生物在这些因子的作用下被杀灭或抑制,这就是所谓的栅栏效应。2.干耗:冻结食品冻藏过程中因温度的变化造成水蒸气压差,出现冰结晶的升华作用引起的食品表面干燥,质量减少的现象称为干耗。 3.热力致死时间:是指在特定热力致死温度下,将食品中的某种微生物恰好全部杀死所需要的时间。 4.胀罐:正常情况下罐头底盖平坦或呈内凹状,由于物理、化学和微生物等因素致使罐头出现凸状,这种现象称为胀罐或胖听。 5.复水比:是复水后沥干质量与干制品质量的比值。 6.渗透:溶剂从浓度较低的溶液一侧经过半透膜向浓度较高的一侧扩散的过程。 7.发酵:是指酵母菌在无氧条件下利用果汁或麦芽谷物进行酒精发酵产生CO2并引起翻动的现象。 8.固态发酵:是指微生物在固态培养基上的发酵过程。 9.固定化酶:是指在一定空间内呈闭锁状态存在的酶,能连续地进行反应,反应后的酶可以回收重复利用。 10.食品辐射保藏:是利用原子能射线的辐射能量照射食品或原材料,进行杀菌、杀虫、消毒、防霉等加工处理,抑制根类食品的发芽和延迟新鲜食物生理过程,以达到延长食品保藏期的方法和技术。 二、填空 1.食品按其加工处理的方法可以分为低温保藏食品、罐藏食品、干藏食品、腌制食品、烟熏食品和辐射食品。根据原料的不同可以分为果蔬制品、粮油制品、肉禽制品、乳制品等。 2.引起食品变质腐败的微生物种类很多,一般可以分为细菌、酵母菌和霉菌三大类。。 3.影响微生物生长发育的主要因子由pH值、氧气、水分、营养成分和温度等。 4.脂肪自动氧化过程可以分为三个阶段,即诱发期、增殖期和终止期。 5.食品的保藏原理有无生机原理、假死原理、生机原理和完全生机原理。 6.化学药剂的杀菌作用按其作用方式可以分为两类,即抑菌和杀菌。 7.在食品的加工和保藏过程中,食品将可能发生四中褐变反应,分别是美拉德反应、焦糖化、抗坏血酸氧化和酶促褐变。 8.食品加工中抑制酶活性的方法主要有加热处理、控制pH值、控制水分活度。 9.在食品的冷却与冷藏过程中,冷却速度及其最终冷却温度是抑制食品本身升华变化和微生物繁殖活动的决定因素。 10.在食品的冷却过程中,通常采用的方法有空气冷却法、冷水冷却法、碎冰冷却法、真空冷却法。 11.食品在冻藏过程中的质量变化包括冰晶的成长和重结晶、干耗、冻结烧、化学变化和汁液流失。 12.食品罐藏的基本工艺过程包括原料的预处理、装罐、排气、密封、杀菌与冷却。 13.食品的干制过程包括两个基本方面,即热量交换和质量交换,因而也称作湿热传递过程。14.辐射干燥法是利用电磁波作为热源使食品脱水的方法。根据使用的电磁波的频率、辐射干燥法可以分为红外线干燥和微波干燥两种方法。 15.油脂中常用的抗氧化剂有:BHA、BHT、VE、TBHQ。 16.食品冷却常用的方法有:冷风冷却、冷水冷却、接触冰冷却、真空冷却。 17.食品常用的腌制方法有:干腌、湿腌、动脉或肌肉注射法、混合腌制法。 三、判断题 (√)1.肉被烹饪后产生的风味主要来源于脂肪,而水果的风味主要来源于糖水化合物。(√)2.根据细菌、霉菌和酵母菌的生长发育程度和pH值得关系,对于耐酸性而言,霉菌>酵母菌>细菌,酸性越强,抑制细菌生长发育的作用越显著。 (×)3.糖在低浓度时不能抑制微生物的生长活动,故传统的糖制品要达到较长的储藏期,一般要求糖的浓度在50%以上。 (√)4.两种食品的绝对水分可以相同,水分与食品结合的程度或游离的程度不一定相同,水分活度也就不同。 (×)5.一般在水分活度高时,酶的稳定性较高,这也说明,酶在干热条件下比在湿热条件下更容易失活。 (√)6.酶失活涉及到酶活力的损失,取决于酶活性部位的本质,有的酶失活需要完全变性,而有的在很少变性的情况下就导致酶失活。 (×)7.物化因素引起的变质会使食品失去食用价值,感官质量下降,包括外观和口感。(×)8.如果超过保质期,在一定时间内食品仍然具有食用价值,只是质量有所下降,但是超过保存期时间过长,食品可能严重变质而丧失商业价值。 (√)9.视频的储藏期是食品储藏温度的函数,在保证食品不至于冻结的情况下,冷藏温度越接近冻结温度则储藏期越长。 (√)10.肉类在冷却时如发生寒冷收缩,其肉质变硬、嫩度差,如果再经冻结,在解冻后会出现大量的汁液流失。 (×)11.要达到同样的杀菌效果,含蛋白质少的食品要比含蛋白质多的食品进行更大程度的热处理才行。 (×)12.干制食品复水性下降,有些是胶体中物理变化和化学变化的结果,但更多的还是细胞核毛细管萎缩和变形等物理变化的结果。 (×)13.在食品加热过程中,时常根据多酚氧化镁是否失活来判断巴氏杀菌和热烫是否充

鱼类腐败菌研究进展

研究生课程论文 题目鱼类特定腐败菌及其应用研究进展课程 课程号 学生姓名 学号 所在班级 专业 任课教师

鱼类特定腐败菌及其应用研究进展 摘要:鱼类腐败是个极其复杂的过程,而微生物活动是引起腐败变质的主要原因。不同条件下鱼类的SSO不同,本文重点就SSO的确定,即鱼类优势腐败菌筛选及其腐败能力的研究现状进行概述。在此基础上,对鱼类SSO 生长动态模型预测产品剩余货架期的方法,靶向控制以延长鱼类鲜品货架期等应用研究进行了总结,旨在说明鱼源SSO的研究价值,并对SSO未来研究方向进行了展望。关键词:鱼类;特定腐败菌;腐败能力;生长动态模型;应用;货架期 Advances and Applications in Specific Spoilage Organisms of Fish Abstract: Fish corruption is an extremely complex process, and microbial activity is the main cause spoilage.Fish SSO is different in different conditions, this paper mainly on the determination of SSO, where fish corruption screening and its ability to corrupt the research status are summarized. On this basis, the dynamic model for the growth of fish SSO prediction methods of remaining shelf life products targeted control to extend the shelf life of fish, some samples, such as applied research are summarized, showing that the research value, fish source SSO and the SSO future research direction was prospected. Keywords: fish;specific spoilage organisms (SSOs);corruption capacity; kinetic model; applications; shelf-life 鱼肉是人类最重要的优质动物蛋白源之一。新鲜鱼肌肉中水分含量高、组织脆弱、天然免疫物质少、不饱和脂肪酸易氧化以及可溶性蛋白质含量高,因此比一般的动物肉组织更容易腐败。国外学者通过对鱼类食品腐败微生物长期研究发现,鱼类食品所含微生物中只有部分微生物参与腐败过程,因此提出了特定腐败菌(specific spoilage organism,SSO)的概念[1]。因此对SSO进行确定,并进行靶向抑制将是研究鱼肉保鲜的重点。本文对鱼产品在不同条件下的SSO分类,就鱼类优势腐败菌筛选及其腐败能力分析,以确定不同鱼类的SSO,最后就SSO生长预测,靶向控制以延长鱼类产品货架期等应用研究进行了总结,为了解SSO的腐败特性及鱼类产品品质控制提供依据。 1.鱼类特定腐败菌的种类 鱼的种类、捕获方式、栖息水域、季节和贮藏条件等差异决定了SSO 类的差异性

食品技术原理试卷及答案1

课程代码: 座位号: 《食品技术原理》试卷A 姓名: 学号: 专业: 学院: 班级: 第一部分 选择题(共10分) 一、单项选择题(本大题共 10 小题,每题只有一个正确答案,答对一题得 1 分,共10 分) 1、热致死微生物的主要机理是 【B 】 A.加热方式 B.蛋白质变性 C.热处理温度 D.水分 2、高酸性食品中常见腐败菌是 【B 】 A.嗜热菌 B. 酵母 C. 耐酸芽孢菌 D. 嗜温厌氧菌 3、20g/L 的味精和20g/L 的核甘酸共存时,会使鲜味明显增强,增强的程度超过20g/L 味精单独存在鲜味与20g/L 核甘酸单独存在鲜味的加合。这称作 【 A 】 A.相乘作用 B.对比增强现象 C. 对比减弱现象 D.变调现象 4、酸黄瓜罐头杀菌时【 】为其加热的主要问题。 【 B 】 A.腐败菌 B.酶的钝化 C.杀菌温度 D.加热时间

5、对象菌Z=100C,F121=10min,则F131= 【A 】 A.1min B.0.1min C.100min D.1000min 6、解冻中品质变化以【】为主要。【B 】 A.微生物繁殖 B.汁液流失 C.酶促反应 D.非酶促反应 7、水分活度在【】以下,绝大多数的微生物都不能生长。【D 】 A.0.88 B. 0.91 C. 0.60 D. 0.75 8、以13位的EAN-13码为例,头三位代表国家,由国际物品编码组织分配,中国 大陆地区是 【C 】 A.590-594 B.390-394 C. 690-694 D.790-794 9、【】的照射可以达到辅照处理的目的,而不会损伤食品本身的组织,加工出来的食品质量好。【B 】 A.高剂量率、长时间 B. 高剂量率、短时间 C. 低剂量率、长时间 D. 低剂量率、短时间 10、当区别两个同类样品间是否存在感官差异,如成品检验和异味检验,使用【C】 A.成对比较检验 B.三点检验 C. 二-三点检验法 D.分类检验法 第二部分非选择题(共90分) 二、判断题(本大题共10 小题,每题1分,共10 分,答A表示说法 正确.答B表示说法不正确,本题只需指出正确与错误,不需要修改) 11、食品杀菌时减少原始菌数到最低程度极为重要。(A) 12、细菌一般在微酸性至中性范围内其耐热性最强。(A ) 13、细菌的芽孢和营养细胞在微酸性至中性范围内,对加热的反应都十分稳定。(A) 14、F值可用于比较Z值不同的细菌的耐热性。(B) 15、高酸性食品加热杀菌时,酶的钝化为其杀菌的主要问题。(A ) 16、香蕉的冷藏温度低于120C时,会产生冷害。(A ) 17、要达到相同的渗透压,盐制时需要的溶液浓度就要比糖制时高得多。(B) 18、烟熏的主要目的是增加风味和色泽。(A )

不同酸性食品种类中常见腐败菌

不同酸性食品种类中常见腐败菌 食品按酸性的不同可分为以下三种:低酸性和中酸性食品(pH4.5以上)、酸性食品(pH3.7~4.5)、高酸性食品(pH3.7以下)。 一、低酸性和中酸性食品(pH4.5以上) 腐败菌温度习性为嗜热性腐败菌,腐败菌类型由以下五种:嗜热脂肪芽孢杆菌、嗜热解糖梭菌、致黑梭菌、肉毒梭菌和生芽孢梭菌。罐头食品腐败类型又分为:平盖酸败、高温耐氧发酵、致黑(或硫臭)腐败、厌氧腐败。 嗜热脂肪芽孢杆菌的腐特征为产酸(乳酸、甲酸、醋酸)不产气或微量产气;不胀罐,食品有酸味。耐热性D121.1=4.0~5.0min。腐败对象有青豆、青刀豆、芦笋、蘑菇、红烧肉、猪肝酱、卤猪舌等。 嗜热解糖梭菌的腐败特征为产气(氧气、氢气),不产硫化氢,产酸(酪酸);胀罐,食品有酪酸味。而热性D121.1=3.0~4.0min,偶而有到达50min。腐败对象为芦笋、蘑菇、蛤等。 致黑梭菌的腐败特征为产硫化氢,平盖或胀罐(轻胀),有硫臭味,食品和罐壁变黑。耐热性能为 D121.1℃=2.0~3.0min。致黑梭菌的腐败对象有青豆、玉米等。 肉毒梭菌的腐败特征为产毒素,产酸(酪酸),产气和硫化氢;胀罐,食品有酪酸味。耐热性能为 D121.1℃=0.1~0.2min。内毒梭菌的腐败对象有肉类、油浸鱼、青刀豆、芦笋、青豆、蘑菇、肠制品等。生芽孢梭菌的腐败特征为不产毒素、产酸、产气和硫化氢;明显胀罐,有臭味。耐热性能为 D121.1℃=0.1~1.5min。生芽孢梭菌的腐败对象有肉类、鱼类等。这种腐败菌不常见。 二、酸性食品(pH3.7~4.5) 腐败菌温度习性为嗜热性腐败菌。腐败菌类型为:凝结芽孢杆菌(或耐酸热芽孢杆菌)、巴氏固氮梭菌、酪酸梭菌、多粘芽孢杆菌、软化芽孢杆菌。罐头食品腐败类型又分为:平盖酸败、厌氧发酵、发酵变质。 结芽孢杆菌(或耐酸热芽孢杆菌)的腐败特征为产酸(乳酸)不产气;不胀罐变味。耐热性能为 D121.1℃=0.01~0.07min。腐败对象为番茄和番茄制品(番茄汁)。 巴氏固氮梭菌、酪酸梭菌的腐败特征为产酸(酪酸),产气(氧气、氢气);胀罐,有酪酸味。耐热性能为 D121.1℃=0.0-0.5min。腐败对象有菠萝、番茄等。 多粘芽孢杆菌、软化芽孢杆菌的腐败特征为产气、产酸,也产丙酮和乙醇;胀罐。耐热性能为 D65.6℃=0.5~1.0min。腐败对象有水果及水果制品(桃番茄)。 三、高酸性食品(pH3.7以下) 腐败菌温度习性为嗜温性非芽孢菌。腐败菌温度习性为嗜温性非芽孢菌。腐败菌类型分为:乳杆菌明串珠菌、酵母、霉菌、纯黄丝衣霉雪白丝衣霉。罐头食品腐败类型为发酵变质。 乳杆菌明串珠菌的腐败特征为产酸(乳酸),产气(二氧化碳),胀罐。耐热性能为D65.6℃=0.5~1.0min。腐败对象为水果、梨番茄制品果汁(粘质)。 酵母的腐败特征为产乙酸,产气(二氧化碳);有膜状酵母在食品表面上产膜状物。耐热性能为 D65.6℃=0.5~1.0min。腐败对象有果汁、酸渍食品。 霉菌的腐败特征为食品表面长霉。耐热性能为D65.6℃=0.5~1.0min。腐败对象有果酱、糖浆水果。 纯黄丝衣霉雪白丝衣霉的腐败特征为分解果胶,引起果实裂解,发酵产气(二氧化碳);胀罐。耐热性能为 D40℃=1.0~2.0 min。腐败对象为水果。

炎症性肠病的肠道菌群变化_杨海静

国际消化病杂志 2013年4月 第33卷 第2期 Int J Dig  Dis,April 25,2013,Vol.33,No.2·综述· 炎症性肠病的肠道菌群变化 杨海静 钟 良 摘要:炎症性肠病(IBD)是一种慢性非特异性肠道炎性疾病,其确切病因及发病机制至今仍不清楚。近年来肠道菌群与IBD发病的关系日益受到关注,多项证据表明IBD患者存在肠道菌群紊乱。此文就IBD患者肠道菌群变化及益生菌在IBD中治疗作用的研究进展作一综述。 关键词:炎症性肠病;肠道菌群;益生菌 DOI:10.3969/j.issn.1673-534X.2013.02.016 作者单位: 200040 上海,复旦大学附属华山医院消化内科 通信作者:钟良,Email:zhongniping @163.com 炎症性肠病( IBD)是一类病因和发病机制尚不十分清楚的肠道炎性疾病,包括溃疡性结肠炎(UC)和克罗恩病(CD)。IBD的发病机制涉及遗传易感性、免疫异常、环境因素和肠道菌群改变等多个方面。至今为止,尽管很多研究着眼于调查一些微生物与IBD的关系,但并未证明引起IBD的特定病原体,尚未发现特异的细菌与IBD的发病有直接关系。目前研究的重点放到了肠道菌群的动态变化上。 1 肠道菌群的基本情况及其生理作用 消化道内的所有菌群在一定范围内波动并保 持着相对稳定的平衡状态,称为肠道微生态平衡[ 1] 。胃、十二指肠及空肠内细菌的种类和数量较少,而结肠内菌群最多;这些肠道菌群由厌氧菌、兼性厌氧菌和需氧菌组成,乳酸杆菌和双歧杆菌约占肠道细菌总数的90%以上, 是肠道菌群的主要成员,并与宿主终生相伴[ 2] 。胃肠道正常菌群对宿主的作用是:(1 )营养作用。肠道中的正常菌群能合成某些维生素,还能产生某些酶类,参与营养物质代谢[ 3] 。(2 )防御作用。正常菌群定植在胃肠道黏膜和肠道内容物中,形成微生态平衡,有效阻止病菌和病毒 等外界微生物的入侵和繁殖[4,5] 。(3) 免疫调节作用。(4)促进生长、抗衰老及抑制肿瘤作用。由此可见,胃肠道正常菌群参与人体的生理、生化、病理和药理过程,与人体形成相互依存、相互受益、相互协调又相互制约的动态平衡统一体,实际上已成为宿主生命必须的组成部分。 2 IBD的菌群变化 研究发现,IBD患者的粪便和肠道黏膜菌群组成与正常人有显著不同。在正常对照组肠道组织中,菌群的多样性较高 [6] ,优势菌群占到了全部菌群 的90%;而在IBD组的肠道中, 菌群多样性较低,且病原菌的比例较高,几乎占30%[2,7]。更有研究[8 ] 指出,CD患者肠道菌群的多样性远比UC患者更低。IBD患者的肠道菌群总数量也发生了变化, 目前相关研究并未得到统一的结果。Ott等[9]研究显 示,UC组肠道菌群总数量较正常对照组下降; 而Fy derek等[10] 研究则显示,IBD组的黏膜相关细菌总数高于正常对照组(P=0.049)。IBD患者肠道 发生了微生态失衡,即有害菌超过有益菌,IBD患者肠黏膜的黏附细菌浓度≥109 /ml ,以脆弱类杆菌和肠杆菌为主,占60%以上,而真杆菌则不到30%[11] 。进一步研究发现,IBD患者的肠道免疫系 统对肠道内已发生变化的菌群不能耐受。肠屏障 功能受损,通透性增高,肠腔内的抗原、内毒素等促炎物质进入肠黏膜固有层, 可诱发免疫反应,最终引起IBD的发生[1 2] 。2.1 肠道菌群在IBD发病中的作用 IBD的发病涉及环境、遗传易感性和免疫异常,发病的触发点可能是肠道内致病菌与正常细菌比例失调。诱发肠道炎性反应的因素有:(1)肠道内致病菌增多,分泌的肠毒素使肠上皮通透性增高;(2 )致病菌分泌免疫抑制性蛋白,导致黏膜免疫失调;(3)致病菌直接侵袭、损伤肠上皮细胞;(4)某些过度生长的细菌影响肠上皮细胞的能量代谢,导致 上皮细胞损伤[13] 。免疫缺陷IBD模型在肠道无菌环境下不发生肠道炎性反应[ 14] ,但在恢复正常肠道菌群状态时则出现肠道炎性反应[15,16] ;大量研究证 明,IBD患者的炎性病变通常优先发生于细菌含量 较多的肠段[17,18] ;这些均表明肠道菌群是形成IBD 的必需条件。 2.2 UC的肠道菌群变化 越来越多的研究认为,免疫调节紊乱是UC关 键的直接发病机制, 而肠道菌群是这种免疫损伤过程的重要激发因素。UC患者的肠道菌群发生了重 · 421·

调节肠道菌群的功能性食品

调节肠道菌群的功能性食品 内容 1.肠道主要有益菌及其作用 2.具有调节肠道菌群功能的物质 第一节概述 人体和动植物体一样,按生态学(ecology)规律在一定的生态环境(ecological environment)中生活,机体与机体外环境生态间或与机体内定居的微生物群之间的关系,分别属于外生物态学或宏观生态学(macroecology)和内生态学或微观生态学(microecology)。为着本文的目的,我们只讨论微观生态学的一些方面。 一、肠道微生态 1. 肠道微生态简介 在长期的进化过程中,宿主与其体内寄生的微生物之间,形成了相互依存互相制约的最佳生理状态,双方保持着物质、能量和信息的流转,因而机体携带的微生物与其自身的生理、营养、消化、吸收、免疫及生物拮抗等有密切关系。 有学者曾提出,一个健康人全身寄生的微生物(主要是细菌)有1271g之多,其中眼1g、鼻1g、口腔20g、肺20g、阴道20g、皮肤200g,当然最多的还是肠道,达1000g,总数为100万亿个(1014),相当于人体细胞数(1013)的10倍。在人体微生态系统中,肠道微生态是主要的,最活跃的,一般情况下也是对人体健康有更加显著影响的。 2.人体肠道菌群及其构成 人类肠道菌群约有100余种菌属,400余菌种,菌数约为1012~1013个/g粪便,占干粪便重1/3以上,其中以厌氧和兼性厌氧菌为主,需氧菌比较少。形态上有拟杆菌、球菌、拟球菌和梭菌。这些细菌产生各种酶,起着对人体有益、无关和有害的作用,有的是肠道定植菌,有的只是一时的过路菌。肠道是一个细菌的寄宿地或者说是一个发酵车间。在人体功能与饮食或药物影响下产生的肠道环境条件的改变,肠道菌群的构成与数量也随之而变化。从而也对机体健康,首先是肠道功能产生重要影响。因而人们要研究并力求保持对人体健康最佳的肠道菌群构成,这便是本节及有关章节的阐述的主要问题。 婴儿在出生之前的肠道是无菌的。在出生同时,各种菌开始在婴儿的肠道内繁殖。最初是大肠菌和肠球菌、梭菌占主体,出生后5天左右,双歧杆菌开始占优势。在婴儿期双歧杆菌保持者绝对优势的状态,母乳喂养儿之所以抗病力强,其理由之一即为肠道内双歧杆菌占绝对优势而起到防御感染的作用。 在婴幼儿期占绝对优势的双歧杆菌从断奶开始直到成年期渐渐显示出减少的趋势,类杆

肠道菌群与粘膜免疫系统

肠道菌群与粘膜免疫系统 Michael H.Chapman , Ian R.Sanderson 英国伦敦大学Barts & The London,圣玛丽医院成人及儿童胃肠病科, Turner Street, 伦敦 E1 2AD ,英国 前言 出生时胃肠道是无菌的,但很快有种类繁多的细菌定植,因此成为人体接触病原微生物的首要部位,甚至90%的微生物是通过胃肠道进入人体的。胃肠道最主要的功能在于摄取营养和维持体液的平衡以驱除有害的微生物和其它一些毒素物质。我们就胃肠道粘膜免疫系统的基本组成及病原微生物如何与其和肠道功能的其它方面相互作用进行综述。 肠道的正常菌丛 出生时胃肠道的粘膜免疫系统的活性较低,与成年人比较淋巴细胞和Payer斑都较少。出生后经口菌群定植很快发生。肠道菌群在不断地发生变化直到成年才变得稳定,且会随着饮食结构的改变而发生变化。例如,母乳中IgA水平在婴儿期就起着非常重要的作用。 胃肠道的菌群总量是非常大的,近50%的粪便是细菌,约为1012/克。随着胃肠道的长度发生变化,其细菌数目和种类也不同。除口腔外,菌落随着胃肠道的延伸而逐渐增多,而胃和近端小肠却只有少量的以革兰氏阳性为主的细菌。菌群在小肠远端和结肠变成一个非常复杂的微生物环境。这些区域也正是炎性肠疾病(IBD)最容易受累的部位,这使我们推测粘膜免疫系统对胃肠道菌群的无效或不正常的反应在这些疾病的发病机制中扮演了非常重要的角色。 胃肠道的菌群总量是非常大的,粪便中近50%是细菌,约为1012/克粪便 由于许多方面的原因定义正常的肠道菌群是非常困难的。已知有超过500种不同种类的微生菌群在肠道定植,在回肠末端及结肠部的主要定植菌群包括乳酸杆菌、双歧杆菌、肠球菌和拟杆菌[1-2]。由于许多菌群无法在体外进行培养因而对其研究也一度受到阻碍,近来,借助于新的研究方法如变性梯度凝胶电泳(DGGE)和荧光原位杂交(FISH,利用菌群特异性探针对其进行组织定位)使对这些菌群研究取得重大进展。肠腔和其相关联的粘膜上微生物菌群的数量和类型也是有差别的[3]。粘膜相关菌

肠道菌群失调症的研究进展

肠道菌群失调症的研究进展 王晓华1a,夏文涵1b,王晓刚2,黄广萍2 (1.南昌市卫生学校a.免疫及微生物教研组; b.解剖教研组,南昌330006; 2.南昌市第一医院检验科,南昌330008) 关键词:肠道菌群;肠道菌群失调症;研究进展 中图分类号:R446.5 文献标识码:A 文章编号:1009-8194(2007)08-0136-03 健康人群的胃肠道内寄居着种类繁多的微生物,这些微生物被统称为肠道菌群[1]。种类不同的肠道菌群按一定的比例组合,各菌间互相拮抗,互相协同,在质和量上形成一种动态生物平衡,一般情况下,肠道菌群与人体和外部环境保持着一个平衡状态,对人体的健康起着重要作用。但在某些情况下,这种平衡可被打破形成肠道菌群失调,引发疾病或者加重病情,引起并发症甚至发生多器官功能障碍综合征和多器官功能衰竭[2]。这种由于敏感肠菌被抑制,未被抑制的细菌便乘机繁殖,从而引起菌群失调,导致其正常生理组合被破坏,产生病理性组合,引起临床症状就称为肠道菌群失调症[3](alteration of intestina flor a)。近年来因肠道菌群失调而导致临床发病的机率约为2%~3%。为更好的预防和治疗因肠道菌群失调而致的不良后果,本文针对肠道菌群的特点与机能、肠道菌群失调症病因病理学改变、分类、检查、治疗和预后等相关研究作如下综述。 1 肠道菌群特点 肠道内的细菌是一个巨大而复杂的生态系统,一个人的结肠内就有400个以上的菌种,从口腔进入胃的细菌绝大多数被胃酸消灭,剩下的主要是革兰阳性需氧菌[4],胃内细菌浓度<103 10-3CF U/L(CFU:colony form ing unit菌落形成单位)。小肠菌的构成则介于胃和结肠之间。学者们为了将研究更为细致化,按照Dubos法将主要菌种如类杆菌属,双歧菌属和真杆菌属等根据其存在模式分成三大类:(1)与宿主共生状态的原住菌(autochlho no us m icrobio ta);(2)普遍存在于某种环境的普通菌(nor mal m icrobito ta);(3)偶然进入宿主的病原菌(pathog ens)。依照肠道菌群所持有合成维生素,协助营养素的消化和吸收,产生糖皮质激素作用增强因子,产生过氧化氢、硫化氢及其各种酸、抗生素等物质并结合其对宿主免疫机能的影响力,在机体感染防御中起积极作用这一生理学机能,我们不难理解肠道菌群具有相互影响的特点,任何打破其内外环境的举措都可导致菌群的失调。 2 肠道菌群失调症的发病机制 2.1 病因学 1) 饮食因素:运用测定细菌酶类的方法研究菌丛代谢活性的结果表明,饮食可使粪便菌丛发生明显改变。无纤维食物能促进细菌易位。G unffip等[5]用大鼠作试验研究,结果表明食物纤维能维持肠道菌群正常生态平衡,且细菌代谢纤维的终产物对小肠上皮有营养作用,纤维能维持肠黏膜细胞的正常代谢和细胞动力学。M acF ie[6]报道加入纤维的低渣饮食对保存肠的结构和功能有好的效果,纤维的保护作用是否通过直接刺激肠黏膜或诱导释放营养性胃肠激素尚不清楚。食物纤维能减少细菌易位,但不能使屏障功能恢复至正常。 2) 菌丛的变化因素:菌丛组成可因个体不同而存在差异,但对同一个人来说,在相当长的时期内菌丛组成十分稳定。每个菌种的生态学地位由宿主的生理状态、细菌间的相互作用和环境的影响所确定[7]。在平衡状态下,所有的生态学地位都被占据。细菌的暂时栖生可使生态平衡发生改变。 3) 药物的代谢因素:肠道菌丛在许多药物的代谢中起重要作用[8],包括乳果糖、水杨酸偶氮磺胺吡啶、左旋多巴等。任何抗生素都可导致结肠菌丛的改变,其取决于药物的抗菌谱及其在肠腔内的浓度。氯林可霉素和氨苄青霉素可造成大肠内生态学真空状态,使艰难梭菌增殖。应用甲氰咪胍等H2 受体拮抗剂可导致药物性低胃酸和胃内细菌增殖。 4) 年龄因素[9]:随着年龄的增高,肠道菌群的平衡可发生改变,双歧菌减少,产气荚膜梭菌增加,前者有可能减弱对免疫机能的刺激,后者导致毒素增加使免疫受到抑制。老年人如能维持年青时的肠道菌群平衡,也许能够提高免疫能力。 5) 胃肠道免疫功能障碍因素[10]:胃肠道正常免疫功能来自黏膜固有层的浆细胞,浆细胞能产生大量的免疫球蛋白,即分泌型IgA,此为胃肠道防止细菌侵入的主要物质。一旦胃肠道黏膜合成单体,或双体Ig A,或合成分泌片功能发生障碍,致使胃肠道分泌液中缺乏分泌型Ig A,则可引起小肠内需氧菌与厌氧菌过度繁殖,从而造成菌群失调,引起慢性腹泻。无症状的Ig A缺乏者,小肠内菌群亦可过度繁殖。新生儿期菌群失调发生率较高,亦可能与免疫系统发育未成熟或不完善有关。 2.2 病理改变 1) 细菌生长过盛:胃肠道的解剖和生理学异常会导致近段小肠内结肠型丛增殖,而出现各种代谢紊乱[11],包括脂肪泻,维生素缺乏和碳水化合物吸收不良。并可伴发生于小 收稿日期:2007-06-04

食品中腐败菌的分离纯化及生物学性状观察

微生物学大实验 食品中腐败菌的分离纯化及生物学性状观察 (标题小四黑体,正文小四宋体,段前、段后0,行距20磅)

专业 班级 姓名 同组人 日期 0 前言 食品腐败变质是指食品受到各种内外因素(例如温度,气体等)的影响,造成其原有物理性质或化学性质发生变化,降低或失去其营养价值和商品价值的过程。食品腐败变质的过程实质上是食品中碳水化合物、蛋白质、脂肪在污染微生物的作用下分界变化、产生有害物质的过程。 本次实验以略微腐烂的苹果、栗子、香蕉,饮料为材料,运用三区划线、倾注、点植、涂布等方法从中分离出腐败菌,观察和分析其菌种及菌落形态。 1 试验材料和仪器设备 1.1试验材料 食材:土豆、苹果、栗子、香蕉、饮料。 试剂:营养琼脂粉、麦芽粉、琼脂粉、葡萄糖、牛肉膏、蛋白胨、氯化钠、磷酸氢二钠、溴麝香草酚兰溶液、草酸结晶紫、碘液、95%酒精、沙黄、生理盐水、0.1%吕氏碱性美蓝染液、自来水等。

1.2仪器设备 试验仪器:显微镜、蒸汽灭菌锅、恒温培养箱、试管、酒精灯、接种针(环)、针、培养皿、盖玻片、载玻片、三角玻璃涂布棒等。 2 试验方法 2.1培养基的制备 2.1.1营养琼脂培养基 称取4.5克营养琼脂粉,加入100ml水加热溶解,分装,在121℃下蒸汽灭菌。20min后取出导入无菌平皿中冷却凝固。 2.1.2土豆培养基 将去皮土豆200g切成2cm左右小块加入1000ml水煮沸10min,过滤补充水份,加入20g琼脂粉,20g葡萄糖,加热溶化,分装,121℃下蒸汽灭菌20min。 2.1.3麦芽汁培养基 称取5g麦芽粉加入100ml和2g琼脂,在115℃下蒸汽灭菌20min。 2.1.4糖发酵培养基的制备 2.1.4.1葡萄糖发酵管 取0.25g葡萄糖加入100ml的已配置好的糖溶液混合均匀即可. 2.1.4.2葡萄糖发酵管 取0.25g乳糖加入100ml已配置好的糖溶液混合均匀即可. 2.1.4.3麦芽糖发酵管 取0.25g麦芽糖加入100ml已配置好的糖溶液混合均匀即可. 2.1.4.4蔗糖发酵管

肠道菌群的重塑

两篇Nature:饮食快速改变肠道菌群,第二基因组可在24h 内重塑 来自生物探索 俗话说得好,你吃什么决定了你是怎样的人,然而,新的证据表明,你的饮食决定了你的肠道菌群。哈弗大学曾在《Nature》杂志上揭示了饮食可在一天之内改变肠道菌群的数量及基因表达种类,但该结果出自于动物模型,改变饮食对人类肠道菌群的影响以及这种影响在不同人群中有何差异尚未清楚。 日前,《Nature Reviews Microbiology》报道了改变饮食对人类肠道菌群的影响。研究者Peter Turnbaugh表示,“在此项研究中,我们首次看到了在一天之内,一种新的饮食方式可重塑微生物群落,且这种变化具有一致性和可逆性。 改变饮食对肠道菌群的影响比想象的快 越来越多的证据表明肠道微生物不仅起消化作用,还对整体健康有影响,本文第一作者、前哈弗大学研究员现任杜克大学助理教授Lawrence David表示,操纵这些微生物可为某些疾病的治疗提供新思路。“这项研究最令人兴奋之处是揭示了改变饮食对人类肠道菌群的影响比想象的更快,这表明通过宿主的行为来改变肠道菌群是可行的。” 在本次研究中,研究人员招募了11名志愿者,收集了每名志愿者不同时期的肠道微生物组。志愿者在四天基线期内正常饮食,研究人员详细记录每名志愿者的饮食。基线期过后,每名志愿者在五天内连续食用素食,包括燕麦、大米、洋葱、番茄、南瓜、大蒜、豌豆、扁豆、香蕉、芒果、木瓜。与正常饮食期一致,研究人员记录志愿者的每日饮食及肠道菌群的变化情况。五日之后,志愿者回归正常饮食经历一个六日“清除期”,以确定食物消化引起的肠道菌群变化如何迅速恢复。随后,每名志愿者连续五日食用动物制品:早餐食用熏肉和鸡蛋,午餐食用排骨和牛腩,晚餐选择性食用意大利腊肠、火腿和奶酪,零食

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