Composition of lactic acid bacteria during spontaneous curly kale (Brassica oleracea var. sabellica) fermentation
皱叶甘蓝自然发酵过程中乳酸菌菌群组成研究
来源：Microbiological Research, Volume 206, 2018, Pages 121-130
《微生物学研究》，2018年，第206卷，页码 121-130
摘要
本研究首次探究皱叶甘蓝自然发酵体系中的本土乳酸菌资源，在发酵不同时期分离纯化出10株分属5个属的乳酸菌，经MALDI-TOF质谱与16S rRNA测序完成菌种鉴定，包含植物乳杆菌、副植物乳杆菌、短乳杆菌等10个菌种。体外系统测定菌株耐酸、耐盐、耐胆盐、胞外酶活、细胞疏水性、抗生素抗性等益生相关指标，筛选得到植物乳杆菌332、副植物乳杆菌G2114、戊糖片球菌2211、短乳杆菌R413四株综合性能优良菌株，证实皱叶甘蓝是优质乳酸菌分离原料，可作为新型发酵蔬菜原料。
关键词
皱叶甘蓝；自然发酵；乳酸菌；菌种鉴定；益生特性；耐逆性；抗生素敏感性
研究目的
1 系统分离鉴定皱叶自然发酵全过程本土乳酸菌种类。
2 解析发酵早、中、后期乳酸菌群落演替变化规律。
3 体外评价各分离菌株耐酸碱、耐盐、耐胆盐、酶活、疏水性、药敏等功能特性。
4 筛选具备益生菌潜力的优良菌株，为蔬菜发酵菌种开发提供原料。
研究思路
1 皱叶甘蓝加盐常温自然发酵42d，分1、4、21、42d四个时间点取样，MRS培养基分离纯化革兰氏阳性、过氧化氢酶阴性疑似乳酸菌。
2 采用MALDI-TOF质谱初筛，结合16S rRNA测序、recA多重PCR精准完成菌种分类鉴定，构建系统发育树。
3 利用Bioscreen仪器测定不同NaCl、pH、胆盐条件下菌株生长曲线，评价环境耐受能力。
4 纸片扩散法测抗生素抗性、API ZYM试剂盒测胞内酶活、二甲苯法测菌体疏水性。
5 汇总各项指标，筛选高潜力益生菌候选菌株。
研究亮点
1 全球首次开展皱叶甘蓝自然发酵乳酸菌研究，挖掘全新发酵蔬菜菌种资源。
2 明确皱叶甘蓝发酵菌群演替规律：前期魏斯氏菌、明串珠菌占优，中后期乳杆菌、片球菌成为优势菌。
3 短乳杆菌R413检出表层S蛋白，关联高疏水性与优良胆盐耐受性能。
4 筛选4株综合益生性状突出菌株，可直接用于蔬菜发酵发酵剂开发。
可延伸的方向
1 开展实际小批量皱叶甘蓝接种发酵试验，验证优选菌株工业化应用效果。
2 探究优良菌株体内肠道定植能力与动物益生功效。
3 优化复合发酵菌种配比，开发皱叶甘蓝专用复合发酵剂。
4 研究菌株抑菌代谢产物，拓展防腐保鲜应用。
测量的数据及研究意义
1 MALDI-TOF分值、16S同源率、菌种分类数据，来源于表1；意义：完成10株乳酸菌精准物种鉴定，弥补MALDI数据库魏斯氏菌数据缺失缺陷。
2 发酵各时期菌种分布数据，来源于表2；意义：阐明皱叶甘蓝发酵菌群动态演替规律，完善十字花科蔬菜发酵微生物理论。
3 不同盐浓度、pH、胆盐下菌株生长OD数据，来源于图5、图6；意义：量化各菌株耐胁迫能力，筛选耐加工环境优良菌株。
4 抗生素药敏结果，来源于表3；意义：明确菌株固有耐药特征，排除可转移耐药风险菌株，保障食品应用安全。
5 胞外酶谱、菌体疏水性数值，来源于表4、表5；意义：从酶活与细胞表面特性解析菌株益生潜力，支撑益生菌筛选。
结论
1 皱叶甘蓝自然发酵分三阶段，早期魏斯氏、明串珠菌定植，中后期植物乳杆菌、片球菌、短乳杆菌逐步成为优势菌群。
2 植物乳杆菌332、副植物乳杆菌G2114、戊糖片球菌2211、短乳杆菌R413耐盐耐酸耐胆盐能力最优，是优良益生菌候选菌株。
3 受试菌株大多为天然固有抗生素抗性，无广谱可转移耐药隐患，符合食品用菌种安全标准。
4 皱叶甘蓝可作为新型发酵蔬菜原料，也是优质本土乳酸菌分离资源。
使用芬兰 Bioscreen仪器测量数据的研究意义
1 高通量同步批量测定多菌株在不同盐度、酸度、胆盐环境下全周期OD变化，统一培养条件，消除人工测样误差。
2 连续自动记录生长动态，精准量化生长速率，客观对比菌株抗逆强弱，实现耐逆性能定量评价。
3 大幅缩减多梯度胁迫试验试验周期，高效完成大批量乳酸菌抗逆筛选。
4 依托生长数据精准划定各菌株耐受极限，为后续发酵工艺盐、酸度参数设计提供试验依据。