乳酸菌的鉴定方法及在食品工业中的应用

周雅宁 山东省实验中学

乳酸菌的鉴定方法及在食品工业中的应用

周雅宁 山东省实验中学

乳酸菌作为一种自然界中普遍存在，对于食品工业有巨大利用价值的菌类，广泛应用于日常乳制品和发酵食品的生产加工。因此，掌握且正确选择乳酸菌的鉴定方法就十分必要了。乳酸菌的鉴定方法各有千秋，分别适合于不同的菌种以及不同的操作环境。因此，我们应具体分析其中的利弊，然后择优选取最适合的鉴定方法。

乳酸菌 鉴定方法 食品工业 应用

乳酸菌是指一类能利用糖类发酵产生大量乳酸的无芽孢和革兰氏阳性细菌的总称。乳酸菌的种群相当庞大和繁杂，在自然界当中的存在相当普遍。乳酸菌属于菌类当中有益而无害的一种，在日常乳制品和发酵食品的生产和加工中应用非常广泛。为了能更好的利用乳酸菌，我们就必须掌握高效的乳酸菌的鉴定方法，了解它们的外在形态特征、生物学特点以及生理生化和化学特性，正确区分相近物种的乳酸菌。

1 表型特征鉴定

鉴定乳酸菌的传统方法就是表型特征鉴定法。这种方法主要依据受鉴定细菌的菌体以及所属菌落的形态特征、生理生化反应和代谢产物等方面来确定乳酸菌的所属类别，鉴定花费相对较小，目前依然被用作食品工业乳酸菌应用的重要鉴定依据。然而，表型特征鉴定方法一般只能鉴定到属的水平，具有很大的局限性。相比之下，为了提高乳酸菌分类的可靠性和重复性，人们经常采用SDS¬-PAGE分析乳酸菌整个细胞的蛋白质的方法，但是此方法较为复杂，鉴定工作的工作量较大。除了以上的分类方法，技术人员也可采用薄层层析法分析有机酸及脂肪酸甲酯等成分，但成功的概率比较低。因此，要想得到理想的乳酸菌的分类结果，我们可以采用多种表型方法同时应用来鉴定乳酸菌。

表型法鉴定具有很多优点，它操作简单，不需要配备特殊的鉴定仪器，在不要求精确结果的情况下具有很大的实用性；它也具备一定的缺点，那就是鉴定的结果不精确，只能归属于某一个特定的范围，而且重复性差。因此，要想获得较为精确的鉴定结果，我们可以采用其他的鉴定方法。

2 基因型鉴定方法

近几十年以来，随着生物科技的发展和应用，DNA鉴定方法迅速崛起。基因型鉴定方法主要是借助PCR扩增技术增加目的基因的数量来获取所需信息。技术人员可以采用不同的基因型方法来展示不同的分类水平。基因型鉴定方法的优点很多，最突出的一个就是乳酸菌的鉴定不会受到培养条件的影响。

2.1 RAPD

随机扩增多态性DNA技术可以对随机的引物进行PCR扩增，从而得到多态性的DNA片段，技术人员会对这些DNA片段进行凝胶电泳分析，最终根据分析获取的信息来判定菌株种类。RAPD鉴定方法具有分辨率高，免于基因测序等优点，但也同时具有重复性差的鉴定缺陷，另外，人们也很难利用RAPD技术将乳酸菌鉴定到种的水平。

2.2 变性梯度凝胶电泳PCR/DGGE和温度梯度凝胶电泳PCR/TGGE

DGGE/TGGE技术在研究非单一种群的微生物群体时具有优势，因此通常被用来研究结构复杂的微生物群落和微生物的多样性。利用这种方法，我们能够选择群落中特定的菌落进行特异PCR扩增，通过在TGGE/DGGE胶上分离以及解析类群中的细菌组成来获得群体信息。该方法可以实时反映整个发酵过程的真实情况，在食品发酵生产、食品质量和食品安全检测中应用较广。

2.3 16SrDNA和16SrRNA

测定16SrDNA和16SrRNA的序列是鉴定未知细菌的好方法，也是目前能准确鉴定乳酸菌的方法之一。该方法需要分为几个相接的步骤，首先，我们需要对待定的乳酸菌的16SrRNA/rDNA进行特异性的扩增，然后我们再测定该乳酸菌的核苷酸序列，最后再将此序列与已知乳酸菌序列进行对照，从而确定乳酸菌的确切类别。16SrDNA和16SrRNA方法可以将乳酸菌鉴定提升到种水平，鉴定的精确度大幅提高。但是16SrDNA和16SrRNA方法需要一个时间较长的鉴定过程，鉴定的成本也相对较高。

2.4 16S-23SrRNA间区

核糖体ITS区的序列测定是一种非常有效的细菌鉴定方法，人们经常会把已知的基因库数据作为参照物，对比扩增后23SrRNA ISR所测序列来鉴定乳酸菌的所属类别。由于内操纵子序列可能产生变化，使用16S-23SrRNA间区方法鉴定的结果可能存在不准确性，有时也会存在不易鉴别的情况。

2.5 FtsZ

FtsZ是一种与真核生物的微管蛋白类似的蛋白质，在细胞分裂时起着决定性作用，常见于细菌和古菌的结构中。FtsZ具有某种结构特性，它的蛋白质系统发育树的拓扑结构，类似于16SrDNA系统树的拓扑结构。据研究表明，16SrRNA的分辨率较FtsZ蛋白序列的分辨率低，同时，由于FtsZ也具有GTPase的活性而且氨基酸序列保守，所以FtsZ更适用于乳酸菌种间的系统分类研究和细菌系统学研究。

3 结束语

表型特征鉴定微生物的方法相当消耗时间和力气，而且容易受环境条件的限制而导致不同的鉴定结果，也就是说，表型特征鉴定法具有不稳定性。因此研究人员一直在致力于探索鉴定过程又快又省力、结果稳定又准确的微生物分类研究方法。虽然目前已经存在诸多行之有效的分类方法并广泛应用于食品工业和食品发酵的行业，但是没有一种鉴定方法可以将所有的乳酸菌都鉴定出来。这些方法或者鉴定成本低、过程快速、结果不精确，或者精确度高、过程复杂、价格高昂，因此，我们在鉴别时需要综合考虑各种方法的利弊，选择最为适当的方法来进行乳酸菌种类的鉴定。

[1]张娟,刘茜,吴重德,堵国成,陈坚.应用新型复合保护剂制备高活性直投式干酪乳杆菌发酵剂[J]. 食品与生物技术学报. 2012(11)

[2]谭欢.高效乳酸菌直投式发酵剂的研制[J].湖南农业科学.2012(17)

[3]窦茂鑫,赵迪,丁斌鹰,侯永清,吴涛.饲用芽孢乳酸菌的生物学特性研究[J].中国饲料. 2012(16)

[4]方义川,杨虹坤,何谦,韩笑,刘秉杰,李适云,杨益衡,胡文锋.直投式乳酸菌发酵剂的研制[J].现代食品科技. 2012(08)