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文档简介

项目编号山东大学大学生科技创新基金项目申 请 书项 目 名 称: 高抑菌活性乳酸菌的筛选及其生物学特性研究 申 请 者: 闫鹏程 指 导 教 师: 孔健 教授 所 在 学 院: 生命科学院 申 请 金 额: 2000元 申 请 日 期: 2006.6 联 系 电 话: 88365408 电 子 信 箱: 山东大学大学生科技创新基金项目立项组织工作办公室二六年六月制一、基本情况1、项目情况项目名称高抑菌活性乳酸菌的筛选及其生物学特性研究项目性质小发明、小创作、小设计等 基础性研究 应用性研究开放实验室 创新性研究 社会调研 其它科技实践项目国家级重点实验室项目 省部级重点实验室项目合作情况个人项目 集体项目项目类别文学类 理学类 工学类 医学类项目来源自主选题 教师指导选题 教师课题子项目 企事业单位委托课题起止时间自 2006 年 6 月 至 2007 年 6 月申请金额¥ 2000 元2、申请者(集体项目代表)情况姓名闫鹏程性别男年龄21民族汉学院生命科学院年级2004专业生物科学兼职电话883654083、项目组成员情况姓名性别年级专业分工每周工作时间签字闫鹏程男2004生物科学菌种分离20小时王清涛男2004生命基地抑菌活性测定20小时黄彬男2004生物科学菌种培养 20小时4、指导教师情况姓名孔健职称教授专业微生物学E-学院生命科学院电8401签字二、研究方案1、研究目的和意义:乳酸菌一般指的是革兰氏染色阳性,过氧化氢酶反应阴性,可发酵碳水化合物主要产乳酸,兼性或专性厌氧菌。乳酸菌可以产生多种抑菌活性物质,包括细菌素,PHA,环肽化合物等,特别是乳酸菌细菌素以其安全、高效、无毒副作用和无抗药性等优点,引起广大从事食品防腐剂、饲料添加剂以及医药开发人员的研究热情,成为国内外研究的热点。但在细菌素的研究中仍存在许多有待解决的问题,主要有:(1)细菌素的产量普遍较低;(2)细菌素的抑菌谱较窄,大部分细菌素只对革兰氏阳性菌有作用,而对革兰氏阴性菌、酵母菌和霉菌没有抑制作用;(3)细菌素在不同食品介质中的溶解性和稳定性各异,而且只有在偏酸的环境中才有活性。因此,筛选具有抑菌活性高,抑菌谱宽的细菌素产生菌株仍然是国内外细菌素研究的主要内容之一,具有重要的理论和实践意义。申请小组要申请的项目就是从乳酸菌的自然生境(如泡菜、动物肠道、西红柿表皮和奶制品等)中筛选乳酸菌,再从中筛选产高活性,宽抑菌谱的抑菌物质的菌株。并对其抑菌物质进行分离纯化。对乳酸菌的基础理论研究和防腐剂的改良等实践应用都有重要的现实意义。2、 研究内容与方法:研究内容:从乳酸菌的自然生境(如泡菜、动物肠道、西红柿表皮和奶制品等)中筛选乳酸菌,再从中筛选产高活性,宽抑菌谱的抑菌物质的菌株。并对其抑菌物质进行分离纯化。研究方法:从自然生境(如泡菜、动物肠道、西红柿表皮和奶制品等)中取菌种先在MRS液体培养基中进行富集培养然后采用改良的MRS固体培养基进行稀释平扳法分离,挑取适合菌落按常规划线法进行纯化,获得纯苗。利用指示菌对纯化得到的菌种进行抑菌实验,验证其抑菌活性,从中筛选出高活性,广抑菌谱的菌株。最后对其产生的抑菌物质进行分离纯化。3、 研究目标与结果:第一 筛选出产高活性,宽抑菌谱的抑菌物质的乳酸菌的菌株。第二 得到乳酸菌抑菌活性物质的纯化物。4、 研究进度及安排:2006.072006.11 进行菌种的培育和筛选2006.112007.6 进行抑菌物质的提取与纯化5、经费来源及使用计划:经费主要来源于学校的项目基金,部分来源于指导老师。经费主要花销于军中的培育筛选和抑菌物质的提取纯化。三、当前国内外同类课题研究水平概述 乳酸菌是存在于人和禽畜肠道、许多食品、物料及少数临床样品中的一大类能发酵糖产生大量乳酸的兼性厌氧菌。 广泛应用于医药、食品等工业。主要包括乳杆菌(Lactobacillus)、乳球菌(LactococcuS)、明串珠菌(LeuCOYIOStOC)、片球菌(Pediococcus)、链球菌(StreptoCOCCUS)、肠球菌(Enterococcus)、双歧杆菌(Bifidobacterium)和肉食杆菌(Carnobacterium)等属。许多乳酸菌除产生乳酸、乙酸和双乙酰外,还可产生一些具有抑菌或杀菌作用的细菌素。乳酸菌细菌素以其安全、高效、无毒副作用和无抗药性等优点,已经引起广大从事食品防腐剂、饲料添加剂以及医药开发人员的研究热情,成为国内外研究的热点。但随着其应用的推广,以及不同行业对细菌素性质要求的不断提高,在细菌素的研究中仍存在许多有待解决的问题,主要有:(1)细菌素的产量普遍较低;(2)细菌素的抑菌谱较窄,大部分细菌素只对革兰氏阳性菌有作用,而对革兰氏阴性菌、酵母菌和霉菌没有抑制作用;(3)细菌素在不同食品介质中的溶解性和稳定性各异,而且只有在偏酸的环境中才有活性。因此,今后乳酸菌细菌素研究开发的重点可能集中在以下几方面为:(1)筛选细菌素的高产和广谱菌株;(2)细菌素在医疗保健方面的应用;(3)对各类细菌素的免疫机制、作用机理以及结构和功能之间关系的研究;(4)利用基因工程技术对产细菌素菌株进行改良,使之适应不同环境不同作物的生物防治;(5)通过蛋白质工程构建新的细菌素,改进细菌素的稳定性和杀菌谱等特性,以适于工业化生产和实际应用; (6) 根据已知的细菌素结构设计全新的氨基酸系列,人工合成新型的细菌素,或对现有的细菌素进行改造,扩大细菌素的应用范围。乳酸菌素的分类目前主要有2种分类方法: 一是基于分子量、热敏感性和是否含修饰性氨基酸将乳酸菌素大致分为4类: 小分子热稳定肽 大分子热不稳定蛋白 羊毛硫抗生素 新近又在乳球菌LM G2081中发现了新的细菌素。该细菌素由2个独立存在、高度疏水的热稳定小肽分子组成,其最大抑菌作用依赖于这2个小肽分子的协同作用,这明显不同于其他细菌素,因此单独列为第4类细菌素,即依赖于2个或2个以上小肽分子协同作用的细菌素,二是根据乳酸菌的种属不同而将其所产的细菌素分为6类: 乳球菌属细菌素 片球菌属细菌素 明串珠菌属细菌素, 乳杆菌属细菌素 其他乳酸菌细菌素。乳酸菌素的应用由于多方面:一 在食品方面的应用在乳制品中的应用,牛奶在生产、贮存、加工过程中很容易受到污染。乳酸链球菌素已成功地用于干酪、巴氏灭菌干酪、巴氏灭菌奶、罐藏浓缩牛奶、高温灭菌奶、高温处理风味奶、酸奶等。它能有效抑制肉毒梭菌的生长和毒素产生,延长产品的保质期并使其在常温下保存在肉制品中的应用,使用乳酸链球菌索的肉制品有罐装火腿、熏猪肉成猪肉、香肠、真空包装的新鲜牛肉等。乳酸菌素还能抑制杂菌生长。乳酸菌素加小肉制品中,可降低pH值,较低pH值能减少残留的亚硝酸盐,避免对人的危害。保证肉制加工品安全。在啤酒及果汁饮料中的应用,有效控制乳酸菌和啤酒中的片球菌引起的腐败,不影响啤酒的外观、风味等特性 而且对于生长和发酵阶段的啤酒酵母活率没有影响,在低pH值、酒花物质的环境,Nisin活性不受影响却能够有效的抑制啤酒中已发现的几乎所有的革兰氏阳性腐败菌从而提高啤酒的生物稳定性。此外利用乳酸菌素还可以避免巴氏杀菌所带来的“杀菌味”和“老化昧”从而保持啤酒的新鲜度。随着纯生啤酒的悄然兴起和人们保健需求愈加强烈,利用天然的食品防腐剂正受到人们的青睐,乳酸菌素以其微生物、生理及技术上的优势将会越来越受到酿酒帅们的关注二 乳酸菌素在医药方面的应用1. 抑茵作用,用于治疗临床上因消化不良引起的腹胀、腹泻、胃肠炎等。抑菌实验表明,它们不仅对革兰氏性细菌有抑制作用。而且对革兰氏阴性细菌特别是致病的一些革兰氏阳性细菌及阴性细菌,如大肠杆菌、单孢增生利斯特菌、金黄色葡萄球菌、绿脓杆菌、福氏志贺氏菌均有不同程度的抑制作用,故可治疗胃炎、肠炎。乳酸菌素能促进胃液分泌增强胃肠蠕动促进事物消化,故对消化不良引起的腹胀、腹泻也有明显效果。2 改善肠道环境。乳酸菌素是多肽物质,食用后,在消化道很快被蛋白水解酶水解。因而不会影响肠道内的正常菌体存活。乳酸菌素能选择性杀死肠道致病菌,保护和促进有益菌的生长,调节肠粘膜电解质、水分平衡调节胃肠道菌群平衡,改善肠道微环境。3.提高免疫力。微生态制剂乳酸菌素具有免疫调节作用,增强机体的特异性与非特异性免疫能力,激活吞噬细胞酶,选择性杀死肠道致病菌,促进有益菌的生长。刺激肠道产生IgA ,增强机体的细胞免疫和体液免疫,提高肠道免疫力。特别是乳酸菌素中的双歧杆菌是一种重要的生理性细菌。对人体有增强免疫力,抗感染,延缓衰老的功能它能抑制有害微生物的生长从而促进人体的健康 。4 妇科阴道用药.近年来。随着人们对乳酸菌的进一步研究乳酸菌素在妇科用药方面也有新的用途。含乳酸菌活菌的阴道用制剂(如定菌生栓剂)。其代谢产物乳酸和过氧化氢等物质能保持阴道正常酸性环境 乳酸菌可直接补充阴道内正常生理细菌 调节阴道内菌群平衡。抑制并消除阴道中的有害细菌的生长。固可用于由菌群紊乱而引起的细菌性阴道病的治疗据临床观察效果显著 。综上所述,乳酸菌细菌素有很多特点,已经引起广大从事乳酸菌、食品添加剂、益生素及开发新药等领域研究人员的极大兴趣,出现了研究热潮。近年来新的乳酸菌细菌素不断出现,报道乳酸菌细菌索的文献资料和专利数量也越来越多。 目前的研究主要集中于新菌株和高产菌株的筛选以及对已知乳酸菌细菌素遗传因子的鉴定及结构基因的克隆和排序上我国是一个乳酸菌资源非常丰富的国家但对乳酸菌细菌素的研究起步较晚除Nisin外对其他乳酸菌细菌素还没有进行很好的基础研究和开发应用研究, 因而大力进行乳酸菌细菌素的研究尤

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