文档介绍：上海交通大学
硕士学位论文
植物乳杆菌热应激研究
姓名:廖庆
申请学位级别:硕士
专业:生物化学与分子生物学
指导教师:杨虹
20091201
上海交通大学硕士学位论文
植物乳杆菌热应激研究

摘要

益生菌产品的加工过程稳定性和贮藏稳定性问题是目前益生菌产业的技术
瓶颈之一,通过热应激、酸应激、盐应激等处理手段来提高益生菌产品的稳定性
已成为研究热点。本研究主要针对益生菌植物乳杆菌株的热应激展开,比较研究
了不同菌株、不同生长阶段和不同条件下耐热性和热应激的差异,以揭示影响植
物乳杆菌热应激性的因素和其内在机理。首先本研究确定了热适应处理条件为
45℃ 30 min,致死评价条件为 55℃ 15 min,并相继针对实验室两株植物乳杆菌
Lp529 和 LP-Onlly 进行对数中期和平台期菌液的耐热性和热应激性研究。结果
表明植物乳杆菌 Lp529 的耐热性明显优于 LP-Onlly,而 LP-Onlly 更易受到热诱
导。随后针对 LP-Onlly 菌株不同生长阶段和条件下的热应激进行系统的研究发
现,植物乳杆菌 LP-Onlly 对数中期菌液比平台期菌液更易被热诱导,并首次发
现主要影响平台期热应激性的因素有细胞密度、pH 等条件。调节平台期菌液的
pH 从到后热适应,LP-Onlly 热应激性能显著的提高。pH 被确定为最
佳的热应激 pH,在此条件下热适应后的 LP-Onlly 平台期细胞,其耐热性和长期
保藏稳定性相比对照组分别提高了 2700 倍和 6 倍,并显著优于未调节 pH 的热
适应组。此外热适应处理 LP-Onlly 种子液、对数中期和平台期菌液后继续培养
至发酵终点,其终点细胞的耐热性较未经过前期处理的对照分别提高了 11 倍,
38 倍和 11 倍,表明热应激具有传代性,而种子液热适应处理具有重要的应用价
值。利用分子生物学手段对于 Lp529 和 LP-Onlly 潜在的热休克蛋白基因进行鉴
定,确定了 Lp529 和 LP-Onlly 具有关键热休克蛋白(HSPs)基因 dnak、dnaJ、
grpE、groES、groEL,序列分析表明这些基因均高度保守。利用逆转录荧光定量
PCR 对 LP-Onlly 菌株的上述基因在热应激中的表达进行定量分析,结果表明对
I
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数中期和平台期菌液热适应后 5 个基因的 mRNA 水平均较对照显著提高,表明
dnak、dnaJ、grpE、groES、groEL 与植物乳杆菌耐热性和热应激性密切相关。
当调节平台期菌液 pH 到后再热适应,5 个基因的 mRNA 水平进一步诱导
提高,表明 HSPs 的热诱导性受到 pH 的调控。

关键词:植物乳杆菌,热应激,热适应,热休克蛋白,荧光定量 PCR

II
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RESEARCH ON HEAT STRESS RESPONSE OF
LACTOBACILLUS PLANTARUM

ABSTRACT

Poor stability of probiotic products during food processing and storage has e
a technological bottleneck in the probiotic industry, and to enrich the stability of
probiotic products by heat, acid and salt adaptation has been widely studied. In this
study we investigated the heat stress response of Lactobacillus plantarum in different
strains, growth phases and culture conditions, in order to reveal the factors influencing
heat stress response and their regulation mechanisms. First 45℃ for 30 min was
selected for the heat adaptation and 55℃ for 15 min wa