乳酸菌降解亞硝酸鹽的影響因素研究

1、 6乳酸菌降解亞硝酸鹽的影響因素研究龔鋼明1,管世敏1,21.上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 香料香精技術(shù)學(xué)院 (上海 200235;2.上海師范大學(xué)生命與環(huán)境科學(xué)學(xué)院 (上海 200234摘要研究影響乳酸菌降解亞硝酸鹽的因素包括溫度、pH、接種量和亞硝酸鹽濃度。結(jié)果表明:三株乳酸菌降解亞硝酸鹽的適宜溫度范圍為2535,30時(shí)降解效率最高,pH范圍為5.56.5,在pH5.5時(shí)降解效率最高。適宜的接種量為0.5%。亞硝酸鹽濃度的影響是:乳酸菌h2和j3在亞硝酸鹽濃度為400 g/mL 時(shí),降解效率最高。而乳酸菌c2對(duì)亞硝酸鹽的耐受性較高,在亞硝酸鹽濃度高于600 g/mL時(shí),仍能有較高降解效率。關(guān)鍵詞乳酸菌

2、;亞硝酸鹽;影響因素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 我國(guó)部分腌菜、肉制品和飼料存在亞硝酸鹽殘留過(guò)高。胡萍等119902003對(duì)我國(guó)21個(gè)省市共13013份市售肉制品檢樣中,發(fā)現(xiàn)亞硝酸鹽年均檢出率和超標(biāo)率竟達(dá)52.6%和26.2%。14年來(lái)各地平均檢出率和超標(biāo)率竟達(dá)61.4%和27.3%,總監(jiān)測(cè)不合格率接近30%。食品中亞硝酸鹽超標(biāo)存在兩種危害 2-3: (1亞硝酸鹽可使正常的血紅蛋白中Fe 2+氧化成Fe 3+,使血紅蛋白失去攜氧功能。(2亞硝酸鹽能與蛋白質(zhì)

6、分解中間產(chǎn)物仲胺反應(yīng)形成亞硝胺,后者可誘發(fā)多種癌癥如肝癌、胃癌、食道癌和咽癌。趙玉斌4等研究了大蔥清除亞硝酸鹽的作用,劉世民5研究了洋蔥對(duì)亞硝酸鹽清除的作用。結(jié)果顯示大蔥和洋蔥對(duì)清除亞硝酸鹽有一定的作用。張慶芳6等研究表明乳酸菌具有降解亞硝酸能力。Hashimoto等7研究發(fā)現(xiàn)醬腌菜中高濃度的亞硝酸鹽異常積累可以通過(guò)添加乳酸菌來(lái)有效抑制。本文對(duì)影響乳酸菌降解亞硝酸鹽的一些因素進(jìn)行研究,以為乳酸菌在食品和飼料等中降解亞硝酸鹽的實(shí)際應(yīng)用提供參考依據(jù)。1 材料1.1 菌種:使用株菌均由本研究室分離并保藏,編號(hào)為c2,h2,j3。三株菌種經(jīng)鑒定均為乳酸菌8。培養(yǎng)基:MRS液、固體培養(yǎng)基。1.2 試劑:

7、鹽酸萘乙二胺,NaNO 2,對(duì)氨基苯磺酸等試劑均為分析純,國(guó)藥集團(tuán)上?；瘜W(xué)試劑有限公司。2 方法2.1 亞硝酸鹽分析方法 按GB/TS0090.33-2003測(cè)定。2.2 不同條件對(duì)乳酸菌降解亞硝酸鹽的影響2.2.1 溫度對(duì)降解亞硝酸鹽的影響將菌株c2,h2,j3活化后,按0.1%的接種量,分別接種于200 mL含125 g/mL NaNO 2的MRS液體培養(yǎng)基( pH為6.0中。分別于15,20,25,30,35和40下厭氧培養(yǎng)。分別培養(yǎng)15 h和25 h后取樣,檢測(cè)NaNO 2含量。同時(shí)做不接種對(duì)照實(shí)驗(yàn)。2.2.2 起始pH對(duì)降解亞硝酸鹽的影響將菌株c2,h2,j3活化后,按0.1%的接種

8、量,分別接種于200 mL含125 g/mL NaNO 2,MRS培養(yǎng)基,各培養(yǎng)基的pH分別為4.0,4.5,5.0,5.5,6.0,6.5,于30厭氧培養(yǎng)。分別培養(yǎng)15 h和25 h后取樣,檢測(cè)NaNO 2含量。同時(shí)做不接種的對(duì)照實(shí)驗(yàn)。2.2.3 接種量對(duì)降解亞硝酸鹽的影響將菌株c2,h2,j3活化后,按0.1%,0.5%,1%,1.5%,2%,3%,5%,7%的接種量,分別接種于200 mL含125 g/mL NaNO 2的液體培養(yǎng)基基礎(chǔ)研究(pH為6.0中,厭氧30培養(yǎng)。分別在培養(yǎng)15 h 7和25 h后取樣,檢測(cè)NaNO 2含量。同時(shí)做不接種的對(duì)照實(shí)驗(yàn)。2.1.4 底物濃度對(duì)降解亞硝酸

9、鹽的影響將菌株c2,h2,j3活化后,分別按0.5%接種量,分別接種于200 mL NaNO 2濃度為100 g/mL,200 g/mL,300 g/mL,400 g/mL,500 g/mL,600 g/mL的MRS液體培養(yǎng)基(pH為6.0中,于30厭氧培養(yǎng)。分別培養(yǎng)12 h和19 h后取樣,檢測(cè)NaNO 2含量。同時(shí)做不接種對(duì)照試驗(yàn)。3 結(jié)果與討論3.1 不同溫度對(duì)乳酸菌降解亞硝酸鹽的影響不同溫度對(duì)乳酸菌降解亞硝酸鹽的影響如圖1圖3所示.由圖中看出,在不同培養(yǎng)溫度下,三株乳酸菌對(duì)亞硝酸鹽的降解情況有所不同。菌株h2不論是15 h還是24 h,均在30下顯示出最大降解作用,溫度對(duì)降解亞硝酸鹽的

10、正面影響順序?yàn)?30>25>35>40>20>15;菌株c2在培養(yǎng)時(shí)間為15 h 和24 h也在30顯示最大的亞硝酸鹽降解力,僅影響順序與h2略有不同,實(shí)驗(yàn)結(jié)果為:30>35>25>40>20>15;j3在培養(yǎng)時(shí)間為15 h和24 h 時(shí),同樣在30出現(xiàn)最大的亞硝酸鹽降解量,溫度影響順序與c 2相同?？傮w來(lái)看,三個(gè)菌株降解亞硝酸鹽影響都為在30下對(duì)亞硝酸鹽的降解率最高。3.2 pH值對(duì)乳酸菌降解亞硝酸鹽的影響不同初始pH對(duì)三株乳酸菌降解亞硝酸鹽的影響如圖4圖6所示。從圖中看出,在不同的初始pH條件下,菌株h2、c2和j3對(duì)亞硝酸鹽的降

11、解能力均有顯著的不同。菌株h2在培養(yǎng)時(shí)間為15 h和25 h時(shí),在pH 6.0,pH5.5和pH5.0時(shí)較高,其中在pH5.5時(shí)達(dá)到最高;菌株c2在培養(yǎng)時(shí)間為15 h時(shí),也在pH 6.0,pH5.5時(shí)較高, pH5.5時(shí)達(dá)到最高。而培養(yǎng)時(shí)間為25 h時(shí),在pH5.5, pH6.0 pH6.5時(shí)的降解量較高。菌株j3在培養(yǎng)時(shí)間為15 h和25 h時(shí),pH 對(duì)亞硝酸鹽的降解能力的影響與菌株h2基本相同。上述結(jié)果表明,乳酸菌對(duì)亞硝酸鹽的降解速率受培養(yǎng)基pH的影響較大,最適pH 為5.5,最適范圍為6.54.5。3.3 接種量對(duì)乳酸菌降解亞硝酸鹽的影響不同接種量對(duì)三株菌乳酸菌解亞硝酸鹽的影響如圖7圖9

12、所示。由圖7看出:在培養(yǎng)時(shí)間為12 h時(shí)和18 h兩個(gè)時(shí)間段,菌株h2對(duì)亞硝酸鹽的降解量均隨著接種量的增加而增大,在18 h培養(yǎng)時(shí),5%接種量時(shí)出現(xiàn)一個(gè)拐點(diǎn),之后趨于平緩;由圖8看出c2在培養(yǎng)時(shí)間為12 h時(shí),隨著接種量的增大,亞硝酸鹽的降解量也逐漸增大,當(dāng)培養(yǎng)時(shí)間為20 h時(shí),除了0.1%接種量的實(shí)驗(yàn)對(duì)亞硝酸鹽的降解量相對(duì)較小外,其余的接種量(0.5%,1%,1.5%,2%,3%,5%,7%對(duì)亞硝酸鹽的降解量影響差別不太大,這可能隨著菌的生長(zhǎng),不同接種量中的菌基本到達(dá)生長(zhǎng)穩(wěn)定期,菌數(shù)基本相同,對(duì)亞硝酸鹽的降解量也趨于一致。由圖9看出菌株j3在培養(yǎng)時(shí)間為12 h時(shí),在接種量3%以前亞硝酸鹽的降

13、解量增加不明顯,但接種量增加到3%時(shí),降解量出現(xiàn)明顯的增大,而隨著接種量的再增加降解量逐漸緩慢增大。當(dāng)培養(yǎng)時(shí)間為18 h時(shí),亞硝酸鹽的降解量隨接種量加大呈現(xiàn)先升后緩慢下降再升的現(xiàn)象,這與其他實(shí)驗(yàn)中的降解量隨接種量加大而加大的情況不同其原因有待進(jìn)一步研究。從以上三株乳酸菌的總的降解量與接種量關(guān)系看,在短時(shí)間內(nèi),增大接種量可以增大亞硝酸鹽被降解的量,但在長(zhǎng)時(shí)間來(lái)看,不同接種量之間的差別不圖1 溫度對(duì)菌株h2降解亞硝酸鹽的影響圖2 溫度對(duì)菌株j3降解亞硝酸鹽的影響圖3 溫度對(duì)菌株c2降解亞硝酸鹽的影響圖4 pH 對(duì)菌株h2降解亞硝酸鹽的影響圖5 pH 對(duì)菌株c2降解亞硝酸鹽的影響圖6 pH 對(duì)菌株j

14、3降解亞硝酸鹽的影響基礎(chǔ)研究是很大。 8 3.4 亞硝酸鹽濃度對(duì)降解亞硝酸鹽的影響不同亞硝酸鹽濃度對(duì)三株乳酸菌降解亞硝酸鹽的影響如圖10圖12所示。從圖10中看出,菌株h2在培養(yǎng)時(shí)間為12 h時(shí),隨著亞硝酸鹽濃度的增大,其對(duì)亞硝酸鹽的降解量沒(méi)有明顯的變化,當(dāng)培養(yǎng)時(shí)間為19 h時(shí),在400 g/mL亞硝酸鹽的降解量最高,然后緩慢下降。這說(shuō)明菌株h2在亞硝酸鹽濃度為400 g/mL 時(shí),對(duì)亞硝酸鹽的降解速率最快,高于此濃度可能影 響菌株的生長(zhǎng),從而降低降解速率。圖10 亞硝酸鹽濃度對(duì)菌株h2降解亞硝酸鹽的影響從圖11中看出菌株c2在培養(yǎng)時(shí)間為12 h和19 h 時(shí),對(duì)亞硝酸鹽的降解量均隨著底物濃度

15、的增加而增加,在(100600 g/mL范圍內(nèi),沒(méi)有出現(xiàn)下降的趨勢(shì),這說(shuō)明菌株c2對(duì)亞硝酸鹽的耐受性較高,可在高濃度的亞硝酸鹽環(huán)境下,快速的對(duì)其進(jìn)行降解;從圖12中看出菌株j3在12 h和19 h兩個(gè)時(shí)間段對(duì)亞硝酸鹽的降解量均顯示出正態(tài)分布的特征,亞硝酸鹽濃度為(0400 g/mL時(shí),降解量逐漸增大,(400600 g/mL范圍內(nèi),降解量又遞減。這說(shuō)明菌株j3對(duì)亞硝酸鹽的耐受性較差,在底物濃度為400 g/mL時(shí),表現(xiàn)出較高的降解速率。4 結(jié)論實(shí)驗(yàn)所選三株乳酸菌降解亞硝酸鹽的適宜溫度范圍為2535,30時(shí)降解效率最高,pH范圍為5.56.5,在pH5.5時(shí)降解效率最高。適宜的接種量為0.5%。

16、亞硝酸鹽濃度的影響是:乳酸菌h2和j3在亞硝酸鹽濃度為400 g/mL時(shí),降解效率最高。而乳酸菌c2對(duì)亞硝酸鹽的耐受性較高,在亞硝酸鹽濃度高于600 g/mL時(shí),仍能有較高降解效率。參考文獻(xiàn)1 胡萍,余少文,尹婉婷,等. 中國(guó)21個(gè)省市食品中亞硝酸鹽監(jiān)測(cè)狀況分析J. 深圳大學(xué)學(xué)報(bào):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 Biomarke

17、rs Prev,2001,10(10:1055-1062.3 Sun J,Aoke 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趙玉斌,胡櫻櫻,王增珍.大蔥清除亞硝酸鹽的實(shí)驗(yàn)研究J.食品科學(xué),2001(5:76-77.5 劉世民.洋蔥對(duì)亞硝酸鹽清除作用的研究J.食品工業(yè)科技,2004,25(2:81-82.6 張慶芳,遲乃玉,鄭燕,等.乳酸菌降解亞硝酸鹽機(jī)理的研究J.食品與發(fā)酵工業(yè),2002,28(08:55-60.7 Hashimoto T. The cause on the abnormal accum