肠膜明串珠菌 :用于发酵乳制品等的菌种

更新时间:2023-09-25 12:51

肠膜明串珠菌(Leuconostoc mesenteroides)是乳酸菌科明串珠菌属的一种重要菌种。这种菌株能在低盐度和低温环境下进行发酵,特别是在乳制品的制作过程中发挥关键作用。此外,它还能在蔬菜储存时产生软腐、黏液和异味等问题。肠膜明串珠菌是一种革兰氏阳性细菌,其细胞大小约为0.5至0.7微米宽,长度为0.7至1.2微米。它的菌落通常呈现灰白色,直径不超过1毫米。肠膜明串珠菌是一种兼性厌氧菌,非运动型,且不会形成芽孢。它可以形成双球状、卵圆形或短杆状的细胞,有时会形成长链。肠膜明串珠菌的最佳生长温度为30摄氏度,但在10至30摄氏度范围内也能生存。其最适宜的pH值为5.5,但仍能在4.5至7.0的pH值范围内生长。

形态特征

肠膜明串珠菌的菌落形态呈圆形或豆形,菌落直径小于1.0 mm,表面光滑,乳白色,不产生任何色素;细胞形态呈球形、豆形或短秆形,有些成对或以短链排列、不运动、无芽孢;革兰氏染色呈阳性;微好氧性,厌氧培养生长良好;生长温度范围2℃ ~53℃,最适生长温度3O℃ ~40℃;耐酸性强,生长最适pH为5.5~6.2,在pH≤5的环境中可以生长,而在中性或初始碱性条件下生长速率降低。肠膜明串珠菌自身合成氨基酸的能力极弱,需要从外界补充19种氨基酸和维生素才能生长。

生理特性

肠膜明串珠菌是一种异源DL-乳酸发酵菌,主要利用葡萄糖作为代谢底物,同时也可利用其他糖类如蔗糖和果糖。在发酵过程中,会产生乙醇、乳酸和二氧化碳。当在蔗糖溶液中生长时,肠膜明串珠菌会将蔗糖转化为含有α-1,6键合的葡聚糖,同时还可能包含α-1,2、α-1,3和α-1,4键合。

分布环境

肠膜明串珠菌主要分布在植物表面,尤其是水果和蔬菜的皮层。常见的培养基包括MRS琼脂番茄汁琼脂、MRS肉汤和脱脂牛奶。这些培养基虽然可用于培养,但为了获得高密度的菌株,需要特殊的培养基。肠膜明串珠菌常用于腌制黄瓜卷心菜等蔬菜,生产酸菜、韩国泡菜和酸菜等发酵食品。它也是奶酪工业中常用的微生物,因为它能产生DL-乳酸和其他代谢产物,如丙酮酸二氧化碳。后者对于某些奶酪品种的眼部形成至关重要。肠膜明串珠菌最适合在10至30摄氏度的温度下生长,最佳温度为30摄氏度。它可以在4.5至7.0的pH值范围内存活,最适pH值为5.5至6.2。肠膜明串珠菌的倍增时间为每小时0.6次。

基因组学

肠膜明串珠菌的基因组已经成功测序,平均基因组大小为1.90138兆核苷酸碱基对,编码1762个蛋白质基因,G+C含量为37.8%。属于厚壁菌门,乳酸菌科的一员。这一特性使它能够在周围环境中产生DL-乳酸,从而抑制其他竞争性食物腐败菌的生长,因为它们无法适应酸性环境。

危害风险

肠膜明串珠菌肠膜亚种(Leuconostoc mesenteroides subsp. mesenteroides)在罕见情况下表现出致病性。1985年首次发现人类感染病例,2004年医院爆发了48例感染,其中发现苄青霉素和庆大霉素可用作抗菌治疗。患者样本中分离出了该菌株。

应用价值

风味剂

肠膜明串珠菌因其独特的发酵特性,被广泛用作风味剂。通过与植物乳杆菌等菌株的混合共栖发酵,可以产生更加丰富的风味。针对榨菜叶发酵酸菜的实验表明,最优的混合发酵剂配比为肠膜明串珠菌3%、短乳杆菌1%、植物乳杆菌1%,生产的酸菜不仅口感和风味出色,而且发酵周期从传统的15天显著缩短至约5天。

血浆替代品

肠膜明串珠菌产生的荚膜物质葡聚糖是制造血浆替代品右旋糖酐的关键原料。膜明串珠菌可以通过人工控制条件,发酵蔗糖合成大量葡聚糖。国内主要采用高浓度蔗糖为基础的培养基,通过肠膜明串珠菌发酵生产右旋糖酐。

微生态制剂

肠膜明串珠菌作为一种益生菌,有望发展成为新型微生态制剂。

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