图1、TKG-Y开菲尔粒的微生物组成分析。图1A与B:通过环形图展示TKG-Y中细菌(A)和真菌(B)的群落结构。细菌以乳杆菌科(Lactobacillaceae,73.76%)和醋酸杆菌科(Acetobacteraceae,25.61%)为主,真菌以酵母菌科(Saccharomycetaceae,91.87%)占绝对优势。图1C与1D:基于邻接法构建的系统发育树,显示所有操作分类单元(OTUs)的进化关系,进一步验证物种分类的准确性。图1E与1F:通过KEGG通路和FUNGuild功能预测,分析微生物群落的代谢功能。细菌功能主要集中在代谢、遗传信息处理等途径,而真菌主要参与碳水化合物代谢和脂肪酸延伸等过程。

图2、TKG-Y的宏观与微观形态。图2A:TKG-Y的宏观形态呈白色不规则颗粒状,具有弹性且中心有可见空隙。图2B与2C:扫描电镜(SEM)图像显示TKG-Y表面呈多孔网状结构(B),酵母菌主要分布在外层(C),内部微生物密度较低。

图3、BLIS的抗菌活性分析。图3A与3B:通过时间-杀菌曲线展示BLIS对病原菌的抑制效果。低浓度(1×MIC)的BLIS可显著抑制金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的生长,延长其滞后期,且对革兰氏阳性菌的抑制效果更强。图3C:BLIS对混合病原菌(金黄色葡萄球菌+大肠杆菌)的抑制效果,表明其在高浓度混合菌群中仍能发挥作用。

图4、KYS-164的传代稳定性与耐药性。图4A与4B:通过药敏试验显示,KYS-164在80代传代后未对20种常见抗生素(如CAZ、CTR等)产生耐药性,证明其遗传稳定性。图4C:BLIS在传代过程中(每10代检测)保持稳定的抗菌活性,说明其生产潜力可持续。

图5、发酵乳风味物质的GC-IMS分析。图5A:动态监测KYS-164发酵乳中挥发性成分的变化。发酵48小时后,醛类(如庚醛)、酯类(如乙酸苯乙酯)和醇类等物质显著增加,赋予产品花香、果香和坚果香。图5B:GC-IMS二维谱图对比KYS-164发酵乳与TKG-Y发酵乳的风味差异。KYS-164单独发酵能更快产生丰富风味,而TKG-Y需更长时间。图5C:指纹图谱显示,发酵3天是风味形成的最佳阶段,第4天部分风味物质(如4-甲基酚)开始衰减。


总结


西藏开菲尔粒(Tibetan kefir grains,TKGs)是一种传统的发酵乳制品,含有复杂的微生物群落,被认为具有多种益生健康功效。然而,其复杂的菌群结构限制了大规模应用和新抗菌物质的发现。本研究旨在深入分析一种来自西藏牧民自制开菲尔粒(TKG-Y)的微生物组成,并从中筛选、鉴定具有抗菌潜力和发酵能力的特定菌株,为其后续应用研究提供基础。本研究首次从西藏开菲尔粒中鉴定出一株能够产生类细菌素(BLIS)的沃氏葡萄球菌KYS-164。该菌株不仅表现出显著的抗菌活性,还具备良好的遗传稳定性、安全性和乳品发酵能力,能赋予发酵乳独特而丰富的风味。这项研究不仅揭示了自制开菲尔粒TKG-Y的菌群组成信息,更重要的是发现并证实了S.warneri KYS-164在食品防腐和乳品发酵工业中的应用潜力,为后续对该菌株的应用开发(如作为益生菌或天然防腐剂)奠定了坚实的基础。


Bioscreen C自动生长曲线分析仪监测S.warneri KYS-164自身在MRS中的生长曲线。实时记录未活化/活化后的病原菌(大肠杆菌366-a、金黄色葡萄球菌CICC 10384及其混合菌)在1×或4×MIC的BLIS作用下的吸光度变化,绘制抑菌-杀菌曲线,比较添加与未添加BLIS的病原菌在100孔板中每小时600 nm自动读数,量化BLIS对延滞期、生长速率及最终菌量的影响。Bioscreen通过高通量、连续、无手动干预的600 nm吸光度采集,为论文提供了精确到小时的生长动力学数据,从而客观评价KYS-164菌株及其抗菌代谢物BLIS的抑菌时效与剂量效应,是整个“抗菌活性”与“稳定性”证据链的核心实验平台。


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