乳酸菌降解亚硝酸盐的影响因素研究

1、 6乳酸菌降解亚硝酸盐的影响因素研究龚钢明1,管世敏1,21.上海应用技术学院 香料香精技术学院 (上海 200235;2.上海师范大学生命与环境科学学院 (上海 200234摘要研究影响乳酸菌降解亚硝酸盐的因素包括温度、pH、接种量和亚硝酸盐浓度。结果表明:三株乳酸菌降解亚硝酸盐的适宜温度范围为2535,30时降解效率最高,pH范围为5.56.5,在pH5.5时降解效率最高。适宜的接种量为0.5%。亚硝酸盐浓度的影响是:乳酸菌h2和j3在亚硝酸盐浓度为400 g/mL 时,降解效率最高。而乳酸菌c2对亚硝酸盐的耐受性较高,在亚硝酸盐浓度高于600 g/mL时,仍能有较高降解效率。关键词乳酸菌

2、;亚硝酸盐;影响因素Study on Influencing Factors of Degradating Nitrite by Lactic Acid BacteriaGong Gang-ming 1,Guang Si-min 1,21.School of Perfume and Aroma Technology, Shanghai Institute of Technology (Shanghai 200235;2.College of life and Enviroment Science, Shanghai Normal University (Shanghai 200234Abstr

3、act Effect of different cultural conditions on degradation of nitrite from media by lactic acid bacteria was studied. The results indicated degradation capability of nitrite of the 3 lactic acid bacterium was related to culture temperature, pH, inoculums size, nitrite concentration. The optimum temp

4、erature, pH, were 2535 and 5.56.5. The optimum inoculums size was 0.5%. when nitrite concentration was 400 g/mL, The degradation capability of nitrite for lactic acid bacteria h2和j3 were the strongest. When nitrite concentration was more than 600 g/mL, the degradation capability of nitrite for lacti

5、c acid bacteria c2 was still highter.Keywords nitrite ;lactic acid bacteria ;in uencing factor 我国部分腌菜、肉制品和饲料存在亚硝酸盐残留过高。胡萍等119902003对我国21个省市共13013份市售肉制品检样中,发现亚硝酸盐年均检出率和超标率竟达52.6%和26.2%。14年来各地平均检出率和超标率竟达61.4%和27.3%,总监测不合格率接近30%。食品中亚硝酸盐超标存在两种危害 2-3: (1亚硝酸盐可使正常的血红蛋白中Fe 2+氧化成Fe 3+,使血红蛋白失去携氧功能。(2亚硝酸盐能与蛋白质

6、分解中间产物仲胺反应形成亚硝胺,后者可诱发多种癌症如肝癌、胃癌、食道癌和咽癌。赵玉斌4等研究了大葱清除亚硝酸盐的作用,刘世民5研究了洋葱对亚硝酸盐清除的作用。结果显示大葱和洋葱对清除亚硝酸盐有一定的作用。张庆芳6等研究表明乳酸菌具有降解亚硝酸能力。Hashimoto等7研究发现酱腌菜中高浓度的亚硝酸盐异常积累可以通过添加乳酸菌来有效抑制。本文对影响乳酸菌降解亚硝酸盐的一些因素进行研究,以为乳酸菌在食品和饲料等中降解亚硝酸盐的实际应用提供参考依据。1 材料1.1 菌种:使用株菌均由本研究室分离并保藏,编号为c2,h2,j3。三株菌种经鉴定均为乳酸菌8。培养基:MRS液、固体培养基。1.2 试剂:

7、盐酸萘乙二胺,NaNO 2,对氨基苯磺酸等试剂均为分析纯,国药集团上海化学试剂有限公司。2 方法2.1 亚硝酸盐分析方法 按GB/TS0090.33-2003测定。2.2 不同条件对乳酸菌降解亚硝酸盐的影响2.2.1 温度对降解亚硝酸盐的影响将菌株c2,h2,j3活化后,按0.1%的接种量,分别接种于200 mL含125 g/mL NaNO 2的MRS液体培养基( pH为6.0中。分别于15,20,25,30,35和40下厌氧培养。分别培养15 h和25 h后取样,检测NaNO 2含量。同时做不接种对照实验。2.2.2 起始pH对降解亚硝酸盐的影响将菌株c2,h2,j3活化后,按0.1%的接种

8、量,分别接种于200 mL含125 g/mL NaNO 2,MRS培养基,各培养基的pH分别为4.0,4.5,5.0,5.5,6.0,6.5,于30厌氧培养。分别培养15 h和25 h后取样,检测NaNO 2含量。同时做不接种的对照实验。2.2.3 接种量对降解亚硝酸盐的影响将菌株c2,h2,j3活化后,按0.1%,0.5%,1%,1.5%,2%,3%,5%,7%的接种量,分别接种于200 mL含125 g/mL NaNO 2的液体培养基基础研究(pH为6.0中,厌氧30培养。分别在培养15 h 7和25 h后取样,检测NaNO 2含量。同时做不接种的对照实验。2.1.4 底物浓度对降解亚硝酸

9、盐的影响将菌株c2,h2,j3活化后,分别按0.5%接种量,分别接种于200 mL NaNO 2浓度为100 g/mL,200 g/mL,300 g/mL,400 g/mL,500 g/mL,600 g/mL的MRS液体培养基(pH为6.0中,于30厌氧培养。分别培养12 h和19 h后取样,检测NaNO 2含量。同时做不接种对照试验。3 结果与讨论3.1 不同温度对乳酸菌降解亚硝酸盐的影响不同温度对乳酸菌降解亚硝酸盐的影响如图1图3所示.由图中看出,在不同培养温度下,三株乳酸菌对亚硝酸盐的降解情况有所不同。菌株h2不论是15 h还是24 h,均在30下显示出最大降解作用,温度对降解亚硝酸盐的

10、正面影响顺序为:302535402015;菌株c2在培养时间为15 h 和24 h也在30显示最大的亚硝酸盐降解力,仅影响顺序与h2略有不同,实验结果为:303525402015;j3在培养时间为15 h和24 h 时,同样在30出现最大的亚硝酸盐降解量,温度影响顺序与c 2相同。总体来看,三个菌株降解亚硝酸盐影响都为在30下对亚硝酸盐的降解率最高。3.2 pH值对乳酸菌降解亚硝酸盐的影响不同初始pH对三株乳酸菌降解亚硝酸盐的影响如图4图6所示。从图中看出,在不同的初始pH条件下,菌株h2、c2和j3对亚硝酸盐的降解能力均有显著的不同。菌株h2在培养时间为15 h和25 h时,在pH 6.0,

11、pH5.5和pH5.0时较高,其中在pH5.5时达到最高;菌株c2在培养时间为15 h时,也在pH 6.0,pH5.5时较高, pH5.5时达到最高。而培养时间为25 h时,在pH5.5, pH6.0 pH6.5时的降解量较高。菌株j3在培养时间为15 h和25 h时,pH 对亚硝酸盐的降解能力的影响与菌株h2基本相同。上述结果表明,乳酸菌对亚硝酸盐的降解速率受培养基pH的影响较大,最适pH 为5.5,最适范围为6.54.5。3.3 接种量对乳酸菌降解亚硝酸盐的影响不同接种量对三株菌乳酸菌解亚硝酸盐的影响如图7图9所示。由图7看出:在培养时间为12 h时和18 h两个时间段,菌株h2对亚硝酸盐

12、的降解量均随着接种量的增加而增大,在18 h培养时,5%接种量时出现一个拐点,之后趋于平缓;由图8看出c2在培养时间为12 h时,随着接种量的增大,亚硝酸盐的降解量也逐渐增大,当培养时间为20 h时,除了0.1%接种量的实验对亚硝酸盐的降解量相对较小外,其余的接种量(0.5%,1%,1.5%,2%,3%,5%,7%对亚硝酸盐的降解量影响差别不太大,这可能随着菌的生长,不同接种量中的菌基本到达生长稳定期,菌数基本相同,对亚硝酸盐的降解量也趋于一致。由图9看出菌株j3在培养时间为12 h时,在接种量3%以前亚硝酸盐的降解量增加不明显,但接种量增加到3%时,降解量出现明显的增大,而随着接种量的再增加

13、降解量逐渐缓慢增大。当培养时间为18 h时,亚硝酸盐的降解量随接种量加大呈现先升后缓慢下降再升的现象,这与其他实验中的降解量随接种量加大而加大的情况不同其原因有待进一步研究。从以上三株乳酸菌的总的降解量与接种量关系看,在短时间内,增大接种量可以增大亚硝酸盐被降解的量,但在长时间来看,不同接种量之间的差别不图1 温度对菌株h2降解亚硝酸盐的影响图2 温度对菌株j3降解亚硝酸盐的影响图3 温度对菌株c2降解亚硝酸盐的影响图4 pH 对菌株h2降解亚硝酸盐的影响图5 pH 对菌株c2降解亚硝酸盐的影响图6 pH 对菌株j3降解亚硝酸盐的影响基础研究是很大。 8 3.4 亚硝酸盐浓度对降解亚硝酸盐的影

14、响不同亚硝酸盐浓度对三株乳酸菌降解亚硝酸盐的影响如图10图12所示。从图10中看出,菌株h2在培养时间为12 h时,随着亚硝酸盐浓度的增大,其对亚硝酸盐的降解量没有明显的变化,当培养时间为19 h时,在400 g/mL亚硝酸盐的降解量最高,然后缓慢下降。这说明菌株h2在亚硝酸盐浓度为400 g/mL 时,对亚硝酸盐的降解速率最快,高于此浓度可能影 响菌株的生长,从而降低降解速率。图10 亚硝酸盐浓度对菌株h2降解亚硝酸盐的影响从图11中看出菌株c2在培养时间为12 h和19 h 时,对亚硝酸盐的降解量均随着底物浓度的增加而增加,在(100600 g/mL范围内,没有出现下降的趋势,这说明菌株c

15、2对亚硝酸盐的耐受性较高,可在高浓度的亚硝酸盐环境下,快速的对其进行降解;从图12中看出菌株j3在12 h和19 h两个时间段对亚硝酸盐的降解量均显示出正态分布的特征,亚硝酸盐浓度为(0400 g/mL时,降解量逐渐增大,(400600 g/mL范围内,降解量又递减。这说明菌株j3对亚硝酸盐的耐受性较差,在底物浓度为400 g/mL时,表现出较高的降解速率。4 结论实验所选三株乳酸菌降解亚硝酸盐的适宜温度范围为2535,30时降解效率最高,pH范围为5.56.5,在pH5.5时降解效率最高。适宜的接种量为0.5%。亚硝酸盐浓度的影响是:乳酸菌h2和j3在亚硝酸盐浓度为400 g/mL时,降解效

16、率最高。而乳酸菌c2对亚硝酸盐的耐受性较高,在亚硝酸盐浓度高于600 g/mL时,仍能有较高降解效率。参考文献1 胡萍,余少文,尹婉婷,等. 中国21个省市食品中亚硝酸盐监测状况分析J. 深圳大学学报:理工版,2004, 22,(21:13-120.2 Mayne ST, Risch HA, Dubrow R,et al. Nutrient intake and risk of subtypes of Esophageal and gastric cancerJ. Cancer Epidemiol Biomarkers Prev,2001,10(10:1055-1062.3 Sun J,Aok

17、e K,Wang W, et al .Sodium nitrite-induced c y t o t o x i c i t y i n c u l t u r e d h u m a n g a s t r i c e p i t h e l i a l c e l l s .T o x i c o l In Vitro,2006,20(7:1133-1138.4赵玉斌,胡樱樱,王增珍.大葱清除亚硝酸盐的实验研究J.食品科学,2001(5:76-77.5 刘世民.洋葱对亚硝酸盐清除作用的研究J.食品工业科技,2004,25(2:81-82.6 张庆芳,迟乃玉,郑燕,等.乳酸菌降解亚硝酸盐机理的研究J.食品与发酵工业,2002,28(08:55-60.7 Hashimoto T. The cause on the abnormal accumul