2.材料與方法


2.1.微生物


選擇蠟樣芽孢桿菌、單核細(xì)胞增生李斯特菌和大腸桿菌作為產(chǎn)芽孢革蘭氏陽(yáng)性菌、革蘭氏陽(yáng)性菌和革蘭氏陰性菌的代表微生物。


蠟樣芽孢桿菌INRA-AVTZ415由法國(guó)國(guó)家農(nóng)業(yè)研究所(INRA,Avignon)kindly提供。單核細(xì)胞增生李斯特菌和大腸桿菌型菌株(分別為CECT 4031和CECT 515)由西班牙型菌種保藏中心(CECT)提供。


為了接種生長(zhǎng)培養(yǎng)基,蠟樣芽孢桿菌營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞在30°C下在腦心浸液肉湯(BHI;Scharlau Chemie S.A.,Barcelona,Spain)中培養(yǎng),直至達(dá)到生長(zhǎng)穩(wěn)定期。單核細(xì)胞增生李斯特菌營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞在37°C下在補(bǔ)充了0.6%酵母提取物(YE;Scharlau Chemie)的胰蛋白酶大豆肉湯(TSB;Scharlau Chemie)中培養(yǎng),直至達(dá)到生長(zhǎng)穩(wěn)定期。大腸桿菌營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞在37°C下在酸化至pH 5 with HCl(Panreac Química,Barcelona,Spain)的TSB+YE中培養(yǎng),直至達(dá)到生長(zhǎng)穩(wěn)定期。選擇這些生長(zhǎng)條件作為這些微生物的有利條件。


2.2.光密度生長(zhǎng)曲線


100孔微孔板填充400μL生長(zhǎng)培養(yǎng)基(蠟樣芽孢桿菌用BHI,單核細(xì)胞增生李斯特菌用TSB+YE,大腸桿菌用pH 5 TSB+YE),接種微生物并在Bioscreen C分析儀(Oy Growth Curves Ab Ltd.,Helsinki,Finland)中培養(yǎng)。生長(zhǎng)培養(yǎng)基中的初始濃度對(duì)于蠟樣芽孢桿菌為101,102,103,10?,10?和10?CFU mL?1,對(duì)于單核細(xì)胞增生李斯特菌為10°,10°,10°,10°,10°和10°CFU mL?1,對(duì)于大腸桿菌為102,10?和10?CFU mL?1。為了避免不同培養(yǎng)物生理狀態(tài)差異引起的變異性,每種細(xì)菌的所有生長(zhǎng)曲線均來自單一細(xì)菌培養(yǎng)物。生長(zhǎng)培養(yǎng)基在30°C下培養(yǎng)蠟樣芽孢桿菌,在37°C下培養(yǎng)單核細(xì)胞增生李斯特菌和大腸桿菌。每20分鐘間隔,使用寬帶濾波器(420-580 nm)測(cè)量樣品的光密度(OD)。


對(duì)于每種微生物和初始濃度的組合,進(jìn)行了25-30次重復(fù),除了蠟樣芽孢桿菌101和102CFU mL?1初始濃度,分別進(jìn)行了13和21次重復(fù),以及單核細(xì)胞增生李斯特菌10°,10°和10°CFU mL?1初始濃度,各進(jìn)行了5次重復(fù)。通過繪制OD對(duì)暴露時(shí)間的圖獲得生長(zhǎng)曲線。通過吸光度測(cè)量生成了總共345條個(gè)體生長(zhǎng)曲線。


2.3.平板計(jì)數(shù)生長(zhǎng)曲線


50mL錐形瓶中的生長(zhǎng)培養(yǎng)基接種微生物并在500 rpm振蕩下培養(yǎng)。生長(zhǎng)培養(yǎng)基和培養(yǎng)溫度與光密度生長(zhǎng)曲線使用的相同。生長(zhǎng)培養(yǎng)基中的初始濃度對(duì)于蠟樣芽孢桿菌為101,103和10°CFU mL?1,對(duì)于單核細(xì)胞增生李斯特菌和大腸桿菌為102,10?和10?CFU mL?1。在預(yù)設(shè)時(shí)間間隔,取樣,在緩沖蛋白胨水(BPW,Scharlau Chemie)中適當(dāng)稀釋,并在BHI瓊脂(BHIA,Scharlau Chemie)中于30°C培養(yǎng)24小時(shí)用于蠟樣芽孢桿菌,在胰蛋白酶大豆瓊脂(TSA,Scharlau Chemie)+YE中于37°C培養(yǎng)24小時(shí)用于單核細(xì)胞增生李斯特菌和大腸桿菌。生長(zhǎng)曲線進(jìn)行了重復(fù)。


通過繪制log CFU mL?1對(duì)暴露時(shí)間的圖獲得生長(zhǎng)曲線。


2.4.數(shù)學(xué)模型


使用五種初級(jí)生長(zhǎng)模型分析生長(zhǎng)曲線。這些生長(zhǎng)模型基于線性(源自Monod模型)或非線性(Gompertz、Logistic、Richards和Baranyi)方程(表1),并重新參數(shù)化以反映Zwietering等[3]推導(dǎo)的微生物生長(zhǎng)參數(shù)。

三相線性、Gompertz、logistic和Richards模型的曲線擬合使用Matlab 7.0(Math Works,Natick,USA)的曲線擬合工具進(jìn)行,計(jì)算了生長(zhǎng)參數(shù)的95%置信限(CL)以及擬合的r2、RMSE和平方和誤差(SSE)。


Baranyi方程的曲線擬合使用DMFit 2.0程序進(jìn)行,并使用了Baranyi和Roberts[23]的模型,由József Baranyi博士kindly提供。該程序提供了每個(gè)生長(zhǎng)參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)誤差以及擬合的r2和標(biāo)準(zhǔn)誤差。利用這些值,計(jì)算了生長(zhǎng)參數(shù)的95%CL和擬合的RMSE。


使用StatGraphics(StatPoint Technologies,Warrenton,USA)進(jìn)行方差分析、中位數(shù)和箱線圖四分位數(shù)計(jì)算。p值始終低于0.05。

表1:初級(jí)生長(zhǎng)模型。


a y:時(shí)間t時(shí)的對(duì)數(shù)計(jì)數(shù)或吸光度;y0:初始對(duì)數(shù)計(jì)數(shù)或吸光度;μ:最大生長(zhǎng)率;λ:延遲時(shí)間;t?:達(dá)到穩(wěn)定生長(zhǎng)階段的時(shí)間;ymax:最終對(duì)數(shù)計(jì)數(shù)或吸光度;C:從y0到y(tǒng)max的對(duì)數(shù)計(jì)數(shù)或吸光度增加;β:模型系數(shù)。


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