乳酸菌对霉菌生长及产毒的影响

096 乳酸菌对霉菌生长及产毒的影响

徐 进,计 融

(卫生部食品卫生监督检验所, 北京 100021)

摘要: 乳酸菌广泛应用于多种发酵食品中。黄曲霉和寄生曲霉及其毒素,即黄曲霉毒素是乳制品中主要的食源性致病物,现有资料表明某些乳酸菌可抑制曲霉生长及产毒。本文就乳酸菌抑制曲霉生长及产毒和可能的机制进行综述。

关键词: 乳酸菌;曲霉;黄曲霉毒素

中图分类号: Q939111+7;TS20113 文献标识码: A 文章编号: 1001-1226(2001)04-0237-04

审校者:罗雪云

收稿日期:2000-12-26;修回日期:2001-03-23

黄曲霉毒素(aflatoxin)是黄曲霉(As -p ergillus flavus )与寄生曲霉(A .parasiticus )的二次代谢产物,黄曲霉毒素被认为有致癌性、诱变性和致畸性[1,2]

,大量试验证明黄曲霉毒

素B 1可致许多动物发生肝癌[3]

。

乳酸菌是能利用可发酵糖产生大量乳酸的细菌的通称,广泛应用于发酵乳制品中。因乳酸菌在发酵时产生大量乳酸,同时还产生一些抗微生物存活的物质,使得发酵食品中因有乳酸或其它代谢产物的存在而抑制了腐败和P 或致病微生物的存活。现有资料表明,有些乳酸菌可抑制霉菌的生长及毒素的产生,从而有助于延长发酵乳制品的货架期,降低对人体的危害。1 对霉菌生长的影响

Jordano 等[4]

在调查进口与国产乳酪时发现,污染乳酪的主要潜在产毒真菌为青霉属(Penicillium s pp .)、黄曲霉(A .f lavus )和赭曲

霉(A .ochraceus )。Wiseman 等[5]

研究了乳酸乳球菌乳亚种(Lactococcus lactis subsp .lactis )对寄生曲霉生长及毒素产生的影响。当寄生曲霉的孢子接种到培养了3d 的乳酸乳球菌乳亚种培养物或两种菌种同时接种时,寄生曲霉的生长受到抑制。作者认为这可能是乳

酸乳球菌培养物中有乳酸存在的缘故。当乳

酸乳球菌接种到培养了3d 的寄生曲霉培养物时,则促进寄生曲霉的生长,这可能是因为酸度不够和P 或乳酸乳球菌产生了刺激寄生曲霉生长的代谢产物[6]

。El Gendy 和Mart -h [7]

在研究寄生曲霉和干酪乳杆菌(Lactoba -cillus casei )的相互作用时发现:当二者同时接种到培养基时,干酪乳杆菌刺激寄生曲霉的生长;寄生曲霉接种到培养了3d 的干酪乳杆菌培养物时,寄生曲霉的生长受到抑制。作者认为这种抑制作用可能是由于干酪乳杆菌的生长引起了培养基中营养成分变化的缘

故。Batish 等[8]

对有抑制寄生曲霉和烟曲霉(A .fumigatus )作用的乳酸乳球菌二乙酰乳酸DRC1亚种(Lactococcus lactis subs p .diacetylac -tis DRC1)和嗜热链球菌(Streptococcus ther -mophilus 489)进行筛选时发现,二者均显示最强的抑制霉菌生长的活性,并发现烟曲霉对乳酸菌比较敏感。作者还发现,乳酸乳球菌二乙酰乳酸DRC1亚种在30e 培养48h 或72h 对烟曲霉的抑制效果最强。Karunaratne 等[9]研究了嗜酸乳杆菌(L .acido philus )、保加利亚乳杆菌(L .bulgaricus )和植物乳杆菌(L .plantarum )对寄生曲霉的影响。作者使用了3种培养基:液体培养基、液体半合成培养基、玉米及大米固体培养基。结果表明:乳杆菌的液体培养物抑制了寄生曲霉的生长;但在玉米及大米固体培养基上寄生曲霉的生

长则不受影响。作者认为抑制作用可能是微生物间的生长竞争和低pH值作用。Gourama 等[10]研究发现,嗜酸乳杆菌、保加利亚乳杆菌和植物乳杆菌细胞可抑制寄生曲霉的孢子萌发,而乳杆菌培养物的非细胞悬液对孢子的萌发仅有轻微的影响。Batish等[11]在另一项研究中发现:嗜酸乳杆菌产生抗真菌物质的最适培养条件为30e培养48h,pH为618 ~716[12,13],延长培养时间会降低抗真菌活性,作者认为可能是由于活性物质受到了酶解作用。此外,在培养嗜酸乳杆菌的基础培养基中加入1%~215%酪蛋白水解物、2%胰蛋白胨、1%葡萄糖及1%酵母膏均有利于抗真菌物质的产生。高浓度的酵母膏与葡萄糖则会抑制抗真菌物质的产生。

一般认为,乳酸菌对霉菌孢子萌发或生长的抑制是由于乳酸菌的代谢过程中产生了大量的乳酸,使霉菌生长环境中的pH值降低,再加上微生物间可能的竞争作用,从而抑制了霉菌的生长。

2pH值与霉菌生长和产毒

目前看来,pH值对霉菌生长及产毒的作用是相互矛盾的。对霉菌生长及产毒的影响因素除pH值外,还有培养基的组成、培养时间、霉菌的种类及是否有竞争性微生物存在。尽管在许多发酵乳制品中,乳酸是一种主要的存在形式,但霉菌仍能在发酵食品中生长和产毒。Coallier及Idziak[14]报道,乳酸并不能抑制黄曲霉毒素的生物合成。作者用乳酸调节黄曲霉培养基的酸度(乳酸用量相当于乳酸菌培养16h,培养物中pH值为413),实验组与对照组黄曲霉毒素产生的量并无显著性差异。

E-l Gazzar等[15]研究了不同乳酸水平对寄生曲霉NRRL2999的生长及产毒的影响。作者将培养基中乳酸浓度调整为0~2%之间,初始pH值为415或315。结果表明:低pH值并没有显著抑制寄生曲霉的生长;当pH值为415时,可显著刺激黄曲霉毒素B1的产生;当pH值为315时,黄曲霉毒素G1与B1的量均显著增加。作者解释为:当pH值为315时,乳酸大部分是以非解离状态存在(乳酸pKa为3108),能进入霉菌细胞膜,在菌丝体内转变为乳酸盐,它能做为合成黄曲霉毒素的前体而被霉菌利用。但作者认为, 10%的乳酸浓度可显著抑制霉菌的生长,但发酵乳制品中乳酸浓度不会达到这么高。Gourama等[10]认为乳杆菌抑制霉菌生长主要是因为低pH和微生物间的竞争作用,然而黄曲霉毒素生物合成受到抑制则不能完全归结于上述因素。Luchesse和Harrigan[16]研究认为,黄曲霉毒素生物合成受培养基的组分及初始pH值影响,低pH值会促进黄曲霉毒素的生物合成。作者用盐酸或乳酸调节LTB 培养基pH值为4.2,可增加黄曲霉毒素的合成。目前人们对细胞内pH值如何影响霉菌生长及代谢活动还不清楚,弄清细胞内部pH 值的生物作用有助于了解培养基中酸与pH 值对霉菌生长和毒素产生的影响。尽管研究结果不尽一致,但一般认为,低pH值有利于黄曲霉毒素的生物合成,但是可抑制霉菌的生长。

3对黄曲霉毒素生物合成的抑制及可能的作用机制

有研究显示,乳酸菌的某些代谢产物能够影响黄曲霉毒素生物合成。Coallier和Idziak[14]在研究乳酸乳球菌和黄曲霉产毒之间相互关系时发现:将二者混合在一起,在孢子萌发的初期,乳酸乳球菌在消耗葡萄糖时并无黄曲霉毒素的产生。作者推测,这种效应的产生是由于在乳酸乳球菌生长的指数期产生了抑制复合物。Karunaratne等[9]发现,乳杆菌在一定条件下发酵后通过离心去除乳杆菌活细胞,其无细胞的培养液可抑制黄曲霉毒素的产生,故作者推测:抑制作用是由于有抑制代谢产物生成。Gourama[10]将嗜酸乳杆菌、保加利亚乳杆菌和植物乳杆菌的混合物放入不同分子量截流限量的透析袋,然后