使用乳清和醋作为发酵介质生产两种Kımı泡菜,并测定其中细菌和真菌的微生物群落以及这些泡菜的抗菌和抗生物膜活性

时间:2026年1月21日
来源:Microbial Pathogenesis

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本研究以土耳其Ardahan地区的Bunium cylindricum植物为原料,分别采用醋和乳清作为发酵介质制作两种Kımı泡菜。通过微生物学检测发现,PASKT(乳清发酵)对多种细菌的抑菌活性最强,尤其是对枯草芽孢杆菌和肺炎克雷伯氏菌,同时显著抑制大肠杆菌和枯草芽孢杆菌的生物膜形成。16S和ITS测序分析表明,PASKT的细菌优势菌群为拟杆菌属,真菌优势菌群为小菇属;SKT的细菌优势菌群为乳杆菌属,真菌优势菌群为青霉属。采用乳清作为发酵介质不仅提高了泡菜的抗菌活性,还实现了乳清这一食品工业废料的资源化利用,具有环境和社会经济价值。

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Damla Adsız|Nurcan Erbil|Ahmet İlçim
阿尔达汉大学,研究生教育学院,生物技术专业,土耳其阿尔达汉市75000

摘要

植物可以用于多种用途,如食物、茶叶和香料,或者用于治疗各种疾病。在这项研究中,制作了两种不同的Kımı腌制品:一种是用醋发酵的(SKT),另一种是用乳清发酵的(PASKT)。通过MIC、MBC和MTC确定了这两种Kımı腌制品的抗菌性能,并通过结晶紫法测定了其抗生物膜活性。通过16S宏基因组分析确定了Kımı腌制品中的细菌微生物群,通过ITS宏基因组分析确定了其中的真菌微生物群。结果表明,这种名为Kımı的植物属于(Boiss. & Hohem.)Drude。PASKT对 ATCC 14580、 ATCC 33495和 ATCC 6538的抗菌活性最高,而 ATCC 6538对SKT最为敏感。PASKT在抑制 ATCC 8739和 ATCC 14580的生物膜形成方面效果更好,而SKT在抑制 ATCC 33495和 ATCC 14580的生物膜形成方面表现更优。PASKT中的优势细菌属为,而SKT中的优势细菌属为。PASKT中的优势真菌属为,而SKT中的优势真菌属为。本研究中使用乳清作为PASKT的发酵介质,这为利用这种富含营养成分但通常被视为废弃物的物质提供了新的途径,同时也有助于减少环境污染。

引言

腌制品是一种发酵食品,通过发酵介质中的乳酸菌产生的乳酸以及添加的盐分使不同的蔬菜和水果保持新鲜,通常作为配菜食用。腌制品的生产能够长期保存容易腐烂的果蔬,从而形成具有独特风味、香气和口感的发酵产品[1]、[2]。在腌制过程中,原材料中的天然微生物群中的乳酸菌发挥重要作用,进行乳酸发酵,从而生成具有新特性的产品[3]。
乳酸发酵不仅延长了食品的保质期,还防止了由有害微生物产生的毒素和/或食品变质,并显著抑制了发酵环境中病原微生物的生长,同时提高了发酵产品的营养价值[4]。这主要归功于乳酸菌产生的类似细菌素的抗菌物质。文献中也报道了从各种发酵食品中分离出产生细菌素的乳酸菌[5]。除了发酵食品外,还可以从其他食品和食品原料中分离出产生细菌素的乳酸菌,例如肠球菌[6]。此外,由于腌制环境的酸性,腌制食品能够阻止(一种重要的食物中毒菌)的发芽和生长,从而防止毒素的产生[7]、[8]。
奶酪是全世界人们喜爱的乳制品,每天都有大量消费。每100升用于奶酪生产的牛奶中大约有80-90升会以乳清的形式被排出[9]。不过,乳清的产量因奶酪类型而异。例如,用于生产硬质或半硬质奶酪的10升牛奶中平均会有9升乳清被排出[10]。据估计,全球每年产生的乳清量约为2亿吨[11]。由于乳清中含有牛奶中的大部分蛋白质、维生素、矿物质和乳糖,因此其营养价值非常高[12]。然而,每年作为奶酪工业副产品产生的大量乳清通常被视为废弃物,会造成严重的环境问题。
Bunium cylindricum(Boiss. & Hohem.)Drude在土耳其阿尔达汉地区被称为“Kımı”。该物种属于Bunium属,属于伞形科,约有50个物种。它自然分布于亚洲、欧洲和北非[13]、[14]。在土耳其东北安纳托利亚地区,人们传统上将Kımı植物发酵后制成腌制品食用。当地人采用两种方法制作Kımı腌制品:第一种方法与其他已知腌制品类似,使用水、醋和盐作为发酵介质;第二种方法则使用乳清作为发酵介质。
本研究旨在利用乳清作为发酵介质,并加入醋,采用传统方法制作两种不同的Kımı腌制品。同时,还研究了这些Kımı腌制品的抗菌和抗生物膜活性以及其中的细菌和真菌微生物群。使用(Boiss. & Hohem.)植物的整个地上部分以及乳清作为发酵介质是这种腌制品与其他已知腌制品的主要区别。此外,由于关于Kımı腌制品的文献研究非常少,本研究有助于填补这一空白。

研究部分

植物样本采集与物种鉴定

在2023年5-6月植物开花前,从土耳其阿尔达汉省Damal区的Ata社区(北纬41°21’28”,东经42°49’34”)采集了用于Kımı腌制品发酵的植物样本。2023年7月植物开花时,从同一地点再次采集了用于物种鉴定的样本。植物物种鉴定使用了Davis的《土耳其植物志》等参考文献。

结果与讨论

从自然栖息地采集了当地称为“Kımı”的植物样本,并对其进行了物种鉴定。鉴定结果显示,这种植物为(Boiss. & Hohen.)Drude(图1)。本研究制作了两种类型的Kımı腌制品:一种是用醋发酵的(SKT),另一种是用乳清发酵的(PASKT)。

作者贡献声明

Ahmet İlçim:研究工作。Damla Adsız:写作、审稿与编辑、方法学设计、研究工作。Nurcan Erbil:写作、审稿与编辑、项目管理、方法学设计、研究工作、资金申请

利益冲突

作者声明本文不存在利益冲突。

资金信息

本研究得到了阿尔达汉大学科学研究项目协调办公室的支持(项目编号:2023-2)ÖNP-Sağl-003)。

利益冲突声明

作者声明本文不存在利益冲突。

致谢

本研究基于Damla Adsız的硕士论文完成。

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