CN101595210A - 用于乳制品发酵的具有适当酸化及织构特性的嗜热链球菌菌株的遗传聚类 - Google Patents

用于乳制品发酵的具有适当酸化及织构特性的嗜热链球菌菌株的遗传聚类 Download PDF

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Abstract

本发明涉及嗜热链球菌菌株的遗传聚类,其具有异于目前所使用菌株的溶菌型。在此聚类中已确定新的酸化及织构菌株。

Description

用于乳制品发酵的具有适当酸化及织构特性的嗜热链球菌菌株的遗传聚类
技术领域
本发明涉及一种用于乳制品发酵的具有适当酸化及织构(texturizing)特性的嗜热链球菌(S.thermophilus)菌株(strains)的遗传聚类(cluster)。
背景技术
噬菌体是能攻击细菌的病毒。病毒在攻击时,噬菌体感染细菌培养物并繁殖,以最终杀死这种培养物。这些噬菌体对牛奶加工工业(奶酪、酸奶酪及发酵乳的生产)产生非常显著的技术影响,因为它们能导致完全停止发酵并因此阻止这些牛奶的衍生产品的生产。
一种对抗关于由噬菌体引起的发酵的感染的问题的方法,是使用对噬菌体具有适当敏感谱的菌株。特别的是,发酵乳的生产者已开发了策略,通过构建由数个具有不同溶菌型的菌株组成的发酵物,且轮流利用数种这些发酵物以对抗噬菌体。明确的是,为了能采取这种策略,拥有具有相同功能(例如酸化、增稠及调味等)但不同溶菌型的多种菌株是非常重要的。
嗜热链球菌广泛地以单独或结合其它细菌的方式,用于生产发酵食品。特别的是,它们用于生产酸奶酪的发酵制品中。嗜热链球菌菌株预期通过酸化牛奶参与凝乳形成,以及发酵产品织构的发展过程。嗜热链球菌基于这些功能特性差异,通常可区分为4类:(1)非织构及非酸化的菌株,(2)非织构及酸化的菌株,(3)织构及非酸化的菌株,以及(4)织构及酸化的菌株。织构菌株是可以获得发酵乳制品的菌株,其胶体(gel)可根据它们的流变性质描述。
至今,在文献中仅描述过四种对应于酸化及织构菌株标准的嗜热链球菌菌株:描述于专利申请WO2004/085607中的Sfi39,CNCM I-2423,CNCMI-2426以及菌株CNCM I-2980。
这种菌株的罕见(快速酸化及织构)使其难以对抗乳品发酵期间的噬菌体。事实上,理想地,对抗噬菌体将涉及到具有相似技术特性但不同溶菌型菌株的相同发酵物的组合,然后轮流利用此形式的发酵物。在轮流中所利用的发酵物亦应具有不同溶菌型但相似的技术特性。在织构及快速酸化发酵物的情况下,这种方法是困难的,因为具有这些功能特性菌株数很少。
发明内容
因此,本发明要解决的一个问题是提供新的嗜热链球菌菌株,其具有不同于目前所用菌株,特别是酸化及织构菌株的溶菌型。
针对此目的,本发明涉及遗传聚类中的嗜热链球菌菌株,其具有不同于目前所用嗜热链球菌的酸化及织构菌株的溶菌型。在此聚类中确定了新的酸化及织构菌株。
本发明还描述一种可以预测菌株家族中具有相同或相关溶菌型的菌株成员的方法。此方法分析嗜热链球菌基因组的epsA-B-C-D区域的限制性多态性(polymorphism)。
所述epsA-B-C-D区域意指嗜热链球菌染色体重叠eps位点的epsA至epsD基因的区域。对应此区域、称之为epsAD片段的DNA片段,可利用SEQ ID N°1及SEQ ID N°2的寡核酸作为探针,藉由嗜热链球菌的DNA染色体上的PCR反应获得。
本发明的主题是嗜热链球菌菌株,其epsAD片段在经过限制酶(restriction enzymes)MnlI,FokI及HindIII的消化作用后,具有以344±2碱基对(bp)、341±2bp、305±2bp、299±2bp、277±2bp、210±2bp、160±2bp、142±2bp、100±2bp、79±2bp、75±2bp、66±2bp、42±2bp、23±2bp及9±2bp的DNA片段为特征的限制性谱图。上述epsAD片段的限制性谱图是由epsAD片段的标准测序,接着该限制性谱图经计算机(In silico)测定而确定。
通常,所述序列可在CEQ8000装置(Beckman)上进行,以及限制性谱图的计算机测定可以利用在因特网上经由网站http://tools.neb.com/上可得到的NEBcutter V2.0工具,从epsAD片段的序列开始进行。
根据本发明的菌株通常包含与SEQ ID N°4的核苷酸序列具有至少80%、较佳至少90%、至少95%或至少97%以及更好的是100%的同一性的核苷酸序列。
根据本发明的菌株通常包含与SEQ ID N°5的核苷酸序列具有至少80%、较佳至少90%、至少95%或至少97%以及更好的是100%的同一性的核苷酸序列。
为计算同一性的比例,例如,本领域技术人员将利用″BLAST 2Sequences″工具(Tatusova & Madden,1999;http://www.ncbi.nlm.nih.gov/BLAST/)和″blastn″程序(针对核苷酸序列的队列)的缺省(default)参数或″blastp″程序(针对蛋白质序列的序列)的缺省参数。利用BLOSUM62矩阵计算两蛋白质序列间的相似性比例。
根据本发明的优选菌株是织构的。根据本发明的优选菌株是快速酸化的。根据本发明的优选菌株是织构的且快速酸化的。
关于嗜热链球菌的织构菌株是指在实施例所描述的情况下,产生发酵乳的菌株具有大于大约35Pa.的黏度、低于大约2000Pa/s的触变(Thixotropic)面积和/或低于大约14Pa的屈服点(yield point)。关于快速酸化菌株是指在实施例所描述的情况下的菌株,具有低于-0.0100upH/min的Vm。
根据本发明的优选菌株是于2006年6月14日保藏于国家微生物菌种保藏中心(Collection Nationale de Cultures de Microorganismes)中编号CNCM I-3617的嗜热链球菌菌株或可从该菌株获得的突变(mutant)菌株。
通常为了得到这样的突变菌株,本领域技术人员可利用惯用的诱变技术例如紫外光照射或暴露于使诱变的化学产品(乙基甲烷磺酸盐、亚硝基胍、亚硝酸等)。
优选地,本发明的主题是以法国巴黎市75017布鲁纳尔街20号丹尼斯科法国股份有限公司(Danisco France SAS,20rue de Brunel,75017 Paris)的名义在2006年6月14日保藏于国家微生物菌种保藏中心(CollectionNationale de Cultures de Microorganismes)中编号为CNCM I-3617的嗜热链球菌菌株。
从前面所描述的限制性谱图和/或从SEQ ID N°4和/或SEQ ID N°5的序列开始,本领域技术人员可以确认属于与菌株CNCM I-3617同样的遗传聚类的菌株。通常为了做到这点,本领域技术人员可以利用PCR和/或杂交和/或DNA测序技术。
本发明的主题亦是包含至少一种根据本发明的菌株的细菌组合物。关于细菌组合物是指不同菌株,特别是发酵剂或酵母的混合物。
根据本发明的较佳菌株混合物是嗜热链球菌与其它嗜热链球菌的混合物,或嗜热链球菌与保加利亚乳酸杆菌(Lactobacillus delbrueckii subsp.Bulgaricus)的混合物,或嗜热链球菌与其它乳酸杆菌和/或双歧杆菌(Bifidobacterium)的混合物,或嗜热链球菌与乳酸球菌(Lactococcus)的混合物,或嗜热链球菌与其它乳酸菌(lactic bacteria)菌株和/或酵母的混合物。
本发明的主题也是具有益生菌(probiotic)特性的食物制品、食品补充剂、膳食补充剂或产品的制造方法,该方法包括利用根据本发明菌株的步骤。
通常具有益生菌特性的食物制品、食品补充剂、膳食补充剂或产品是乳制品、肉类产品、谷类产品、饮品、泡沫或粉末。
优选地,具有益生菌特性的食物制品、食品补充剂、膳食补充剂或产品是乳制品。例如发酵乳、酸奶酪、成熟奶油、奶酪、鲜奶酪(fromage frais)、乳饮品、乳制品阻留物(retentate)、加工奶酪、奶油甜品、卡迪吉奶酪(cottageCheese)或婴儿奶粉(infant milk)。通常乳制品包含动物和/或植物来源的乳。
本发明的主题也是具有益生菌特性的食物制品、食品补充剂、膳食补充剂或产品,其包含至少一种根据本发明的菌株或前面所描述的细菌组合物。
本发明亦描述了从分析其基因组epsA-B-C-D区域的限制性多态性开始预测嗜热链球菌菌株的溶菌型的方法,该方法包括下列步骤:
(a)利用SEQ ID N°1及SEQ ID N°2的寡核苷酸作为引物,藉由嗜热链球菌的染色体DNA上的PCR反应扩增epsAD片段;
(b)测序epsAD片段;
(c)在经过限制酶MnlI、FokI及HindIII的消化作用后,计算机测定epsAD片段的限制性谱图;以及
(d)比较步骤(c)中获得的限制性谱图和溶菌型为已知的嗜热链球菌菌株的epsAD区域的限制性谱图。
溶菌型为已知的嗜热链球菌菌株的例子列举于表3中。
利用以下实施例将更好地说明本发明。给出这些实施例仅为说明本发明主题,其绝不构成限制。
附图说明
图1:具有相似组织及相似的包含epsA、epsB、epsC与epsD基因的5’区域序列的各种嗜热链球菌eps位点的示意图。核苷酸序列的基因序列数据库(GENBANK)编号在括号中给出。。
图2:由SEQ ID N°1(epsA基因内)及SEQ ID N°2(epsD基因内)的引物对准的区域水平的epsA(A)与epsD(B)基因的部分序列的排列。
图3:根据各种种种嗜热链球菌菌株的epsAD法获得的谱图的计算机测定,所述菌株的eps位点的序列在文献中描述。限制性谱图的影像利用NEBcutter工具(http://tools.neb.com/)和以下列参数产生:胶体(gel)类型=2%琼脂糖(agarose);标记(marker)=100bpDNA梯(Ladder);DNA类型=未甲基化的(Unmethylated);L=102mm。这些菌株的GENBANK编号为:AF448502(MTC310),AF373595(Sfi39),AF410175(TypeI),AJ289861(IP6757),AF454496(Type V),Y17900(NCFB 2393),AJ272341(FI9186),AF454497(Type VI),NZ_AAGS01000017(LMD-9),AF454501(Type XI),AF454498(Type VII),AF454495(Type IV),AF454500(Type X),AF454499(Type IX),AY057915(Type III),CP000023(LMG 18311),CP000024(CNRZ1066),AF434993(MTC360),AF430847(MTC330),AY061649(MR-2C),U40830(Sfi6),Z98171(CNRZ 368),AF448249(MR-1C)。菌株CNCM I-2980的eps序列于WO2004/085607专利申请中叙述。
图4:对应序列SEQ ID N°3的菌株CNCM I-3617的eps位点的组织示意图。以垂直影线(区域1)表示的开放阅读框(ORF)与位于相对多数的嗜热链球菌菌株内的eps位点的起始部分的epsA-epsB-epsC-epsD基因具有显著的相似性。以水平影线(区域2)表示的开放阅读框(ORF)与类型XI菌株的eps11E、eps11F、eps11G及eps11H基因具有显著的相似性。以棋格图案(区域4)表示的开放阅读框(ORF)与类型IV菌株的eps4F基因具有显著的相似性。介于区域2及3间的灰色长方形表示与类型IV菌株的eps位点具有序列同源性的非编码区域。以对角影线(区域6)表示的开放阅读框(ORF)与CNRZ368菌株中的epsP、epsQ、epsS、epsR及epsT基因具有显著的相似性。无阴影开放阅读框(ORF)(区域3及5)与其它嗜热链球菌描述的eps基因没有显著的相似性。示意图底部的两条黑带表示序列SEQ ID N°4及SEQID N°5的位置。
具体实施方式
生物材料
表1及表3显示用于于研究的若干菌株。这些菌株中的若干菌株从菌株与噬菌体(phage)的丹尼斯科收藏处(丹尼斯科全球培养菌收藏处(DGCC:Danisco Global Culture Collection))获得。根据标准的微生物学方法完成这些菌株培养菌的配制。
表1:用于研究的若干菌株的描述
Figure A20078004177400091
Figure A20078004177400101
CNCM I-3617菌株属于新遗传聚类
两种嗜热链球菌菌株CNRZ1066及LMG18311的染色体完整序列的最近测定显示此物种中遗传内容与基因组织的高水平保存(Bolotin et al.,2004)。呈现这两种菌株之间的主要遗传差异的其中一个罕见区域对应于eps位点,所述位点编码涉及胞外多糖(exopolysaccharides)的生物合成(biosynthesis)的基因。此外,由于数个eps序列已被确定是各种嗜热链球菌菌株(见期刊论文Broadbent et al.,2003),故在该遗传位点水平上(参见第1图)已描述了巨大差异。侧面与deoD(编码嘌呤核苷磷酸化酶(PurineNucleoside Phosphorylase))以及pgm(编码磷酸葡萄糖变位酶(phospho-glucomutase))基因相接,嗜热链球菌内的eps基因的所有聚类是由保守的近端区域(来自epsA基因至epsD基因)以及非常多变的远端区域所组成。不管epsA-B-C-D基因的保守组织,在此区域内存在显著的序列多态性。该区域的多态性已被用于开发用于嗜热链球菌菌株遗传分型的工具:epsAD法。
epsAD法:开发的工具是基于epsA-B-C-D区域的特异性扩增(PCR),接着分析其限制性多态性(RFLP)。针对此目的,已确定了引物,其允许用于大多数的嗜热链球菌菌株的该区域的PCR扩增。它们由epsAD区域(参见图2)的序列的排列确定,并允许DNA片段扩增约2480碱基对(bp)。利用″DNeasy Tissue Kit″(Qiagen)纯化嗜热链球菌的基因组DNA(genomicDNA),然后根据以下参数经由PCR扩增epsAD区域:
反应混合物的组成(50μL):DNA聚合酶缓冲液×1,MgCl2 2mM,每一dNTP 200μM,基因组DNA 100至500ng,引物EPSA632(5’-AAATgAATTCAgAgCAAgCACTTg-3’(SEQ ID N°1))200nM,引物EPSD1064(5’-gTCATgTCAACTTTATTAAggACg-3’(SEQ ID N°2))200nM,DNA聚合酶1.25单位,水加至50μL。
扩增参数:
-在94℃预变性1分钟;
-在94℃循环35次交替变性30秒,在56℃杂交30秒,在72℃延伸3分钟;
-在72℃后延伸(post-elongation)6分钟。
在扩增之后,PCR产物通过在1.5%的琼脂糖凝胶上电泳来检验。扩增产物的尺寸大约为2480bp。
用CEQ8000装置(Beckman)测定PCR段的序列(根据从Sanger et al.,1977参考文献中所衍生的方法)。用NEBcutter工具(例如:http://tools.neb.com/)通过选择限制酶MnlI,FokI及HindIII从而建立其以计算机测定的限制性谱图,特别是从而定义该限制性片段的尺寸来处理序列。
针对嗜热链球菌菌株,公开的数据库(例如基因序列数据库(GENBANK))中部分或全部可用的eps位点的序列,约为2480bp的PCR片段的理论限制性产物和限制酶MnlI,FokI及HindIII的计算机分析产生了如图3所示的限制性谱图。这些限制性谱图由计算机在NEBcutter工具(参见表2)提供的限制性片段尺寸的基础上建立。
表2:对于可用的epsA-B-C-D基因序列的嗜热链球菌菌株,通过限制酶MnlI、FokI及HindIII由epsAD片段的计算机消化测定的DNA片段的大小。
嗜热链球菌菌株 eps位点的GENBANK编号或其它参考数据   epsAD区域的MnlI、FokI及HindIII消化片段的大小(NEBcutter所测定的碱基对大小,http://tools.neb.com/)
  MTC310   AF448502   778;371;344;299;175;142;100;79;75;42;35;23;9
  Sfi39   AF373595   778;371;344;299;175;142;100;79;75;42;35;23;9
  Type I   AF410175   778;371;344;299;175;142;100;79;75;42;35;23;9
  IP6757   AJ289861   778;371;299;247;239;175;100;76;75;42;35;23;9;3
  Type V   AF454496   1264;374;305;210;123;76;66;42;9;3
  NCFB2393   Y17900   1264;374;305;210;123;76;66;42;9;3
  FI9186   AJ272341   1264;374;305;210;123;76;66;42;9;3
  Type VI   AF454497   1286;305;277;210;100;76;75;66;42;23;9;3
  LMD-9   NZ AAGS01000017   848;655;371;175;111;100;75;60;42;23;9;3
  Type XI   AF454501   851;356;305;299;175;111;100;75;60;46;42;23;20;9;3
  CNCMI-3617   SEQ ID N°3   344;341;305;299;277;210;160;142;100;79;75;66;42;23;9
  Type VII   AF454498   486;341;305;299;277;210;160;100;76;75;66;42;23;9;3
  Type IV   AF454495   618;551;305;299;210;100;95;79;
  75;46;42;23;20;9
  Type X   AF454500   571;356;305;299;277;210;100;79;75;66;60;42;23;9
  Type IX   AF454499   987;305;299;277;210;100;79;75;66;42;23;9
  Type III   AY057915   341;305;299;277;247;239;210;160;100;76;75;66;42;23;9;3
  CNCMI-2980   WO2004/085607   778;374;305;247;239;210;123;76;66;42;9;3
  LMG18311   CP000023   778;371;299;247;239;210;100;76;75;42;23;9;3
  CNRZ1066   CP000024   778;371;299;247;239;175;100;76;75;42;35;23;9;3
  MTC360   AF434993   778;371;299;247;239;175;100;76;75;42;35;23;9;3
  MTC330   AF430847   778;371;299;247;239;175;100;76;75;42;35;23;9;3
  MR-2C   AY061649   778;371;299;247;239;175;100;76;75;42;35;23;9;3
  Sfi6   U40830   778;371;299;247;239;175;100;76;75;42;35;23;9;3
  CNRZ368   Z98171   691;371;312;305;239;112;100;76;75;63;42;35;23;22;9;3
  MR-1C   AF448249   691;371;312;305;239;112;100;76;75;63;42;35;23;22;9;3
或者,PCR产物经由限制酶MnlI,FokI及HindIII可以在下述的条件下被消化:PCR产物15至30μL,2号缓冲液(新英格兰生物科技公司(NewEngland Biolabs))×1,牛血清白蛋白(新英格兰生物科技公司)×1,酶MnlI(新英格兰生物科技公司)1单位,酶FokI(新英格兰生物科技公司)1单位,酶HindIII(新英格兰生物科技公司)1单位,水加至50μL。在37℃孵育1小时。
然后通过电泳分析该限制性片段。可以使用琼脂糖凝胶上的电泳。然而,为了补救此类型电泳(精密度+/-10%)的低分辨率以及肉眼观察小于100bp的片段的困难,具有较高分辨率(+/-0.1至1%)的方法,例如微流电泳(Agilent(安捷伦科技))或毛细管电泳可能是优选。
这些方法(限制性谱图的计算机分析或限制性片段的电泳分析)应用于嗜热链球菌菌株的来自之丹尼斯科收藏处(Danisco collection)的数百种菌株以及文献中所描述的参考菌株。
具有相同限制性谱图的菌株与CL-1至CL-12代表的遗传聚类(或基因群)合并。藉由Bionumerics软件3.5版进行限制性谱图的比较。表3总结了若干所获得的结果。
表3:基因型及溶菌型的结果概要
Figure A20078004177400141
Figure A20078004177400151
测定菌株对噬菌体的敏感度的方法:菌株对噬菌体的敏感度由溶菌噬斑(lysis plaque)法建立。使用100μl待测的菌株培养菌以及100μl适当稀释的、包含待研究的噬菌体的血清(serum),以在过冷条件下接种于5ml琼脂培养基(0.6%琼脂重量/体积)M17+10mM的补充有CaCl2的葡萄糖中。该混合物被灌注于一固化的琼脂培养基(1.5%琼脂重量/体积)M17+10mM的补充有CaCl2的葡萄糖的表面上。在42℃下孵化过夜之后,由溶菌噬斑的存在评估菌株对噬菌体的敏感度。缺乏溶菌噬斑表示此菌株抗噬菌体测试。菌株对噬菌体的敏感度的光谱,亦称为溶菌型,是由对所研究的噬菌体的所有敏感度及抗性所构成。执行具有约60种噬菌体的参考系统,以建立丹尼斯科收藏处(Danisco collection)的嗜热链球菌菌株的溶菌型。具有相同溶菌型的菌株聚集在标记为LT-n的不同组中。
若干结果列于表3内。它特别证明了实际上相同遗传聚类的菌株总有相同的溶菌型。菌株CNCM I-3617属于称为CL-1的新遗传群组,其具有非常特别的、抵抗所有测试的噬菌体的溶菌型。
eps位点的序列
关于嗜热链球菌获得的遗传学知识显示eps位点为菌株之间的异质性(heterogeneity)的其中一个主要位点。此项特性已被部分使用以开发上述的遗传型方法,所述方法利用了为eps位点的近端区域的epsA-B-C-D区域内的差异。更大的差异出现在eps位点的远端区域(编码糖基转移酶的区域,参见图1)。此区域给出了胞外多糖的特异性,并因此诱导至少部分菌株增厚能力的特异性。因此,这是用于明确描述菌株CNCM I-3617以及与其相关菌株而特别指出的染色体区域。菌株CNCM I-3617(从epsA基因开始)的eps位点的核苷酸序列是由合成的DNA片段获得。利用通常形成文献中所描述的嗜热链球菌的eps位点的保守基因的两种特定引物(编码嘌呤核甘磷酸化酶的deoD以及功能未知的orf14.9),在菌株CNCM I-3617的纯化的染色体组DNA基质(matrix)上经由PCR合成此片段。来自该菌株CNCMI-3617的16037bp的序列对应于SEQ ID N°3。
序列SEQ ID N°4及SEQ ID N°5(参见图4)各自对应SEQ ID N°3中位置6592至9391以及位置10331至11373。
eps位点的遗传组织
图4显示藉由其核苷酸的分析建立的菌株CNCM I-3617eps位点的遗传结构的示意图。epsA开放阅读框(ORF)的上游部分,epsA ORF的起始序列以及epsT ORF的下游部分为未知。序列的分析确认20个ORF,其皆导向相同方向。由于其与其它已知基因的序列相似性和/或藉由产品内存在的由这些ORF编码的特定蛋白质单位,可将推定的(putative)功能加于它们。
菌株CNCM I-3617eps位点的结构分析显示其具有与已知的eps位点相似的整体组织(参见图1)。
从CNCM I-3617的eps位点的ORF编码的潜在蛋白和那些可从公开数据库(GENBANK)中得到的蛋白的序列对比结果总结于表4中。菌株CNCMI-3617的eps位点编码可能涉及多糖合成的蛋白质,例如糖基转移酶。
在这些数据的基础上,可区分出6种区域(区域1至区域6,从eps位点的5’端至3’端;参见图4):
区域1:此区域由4种ORF(epsA,epsB,epsC,epsD)形成,由上述ORF编码的蛋白与由位于嗜热链球菌菌株的eps位点内的ORF编码的蛋白具有相当大的相似性(介于95.7%至99.6%间)。
区域2:此区域由5种ORF(epsE,epsF,epsG,epsG’以及epsH)形成,由上述ORF编码的蛋白与由位于类型XI菌株(GENBANK编号AF454501)的eps位点内的ORF编码的蛋白具有相当大的相似性(介于96.6%至99.3%间)。
区域3:此区域由3种ORF(epsJ,K以及epsL)形成,由上述ORF编码的蛋白与文献中描述的蛋白具有足够的相似性(少于81%),以分配给它们可能的功能。然而这些ORF显然是有别于已在文献中描述过的ORF。
区域4:此区域由1种ORF(epsM)形成,由上述ORF编码的蛋白与由位于类型IV菌株的eps位点的eps4F ORF编码的蛋白具有相当大的相似性(95.4%)。
区域5:此区域由2种ORF(epsN以及epsO)形成,由上述ORF编码的蛋白与文献中描述的lactobacillae蛋白具有足够的相似性(少于91%),以分配给它们可能的功能。然而这些ORF显然是有别于已在文献中描述过的嗜热链球菌内的ORF。
区域6:此区域由5种ORF(epsP,epsQ,epsS,epsR以及epsT)形成,由上述ORF编码的蛋白与由位于CNRZ368菌株(GENBANK编号Z98171)的eps位点的ORF编码的蛋白具有相当大的相似性(介于98.9%至100%间)。
大体说来,eps的远端部分类似基因的杂种集合,某些基因以前未曾描述过。
表4:菌株CNCM I-3617的eps位点的ORF分析。其位置相应于序列SEQ IDN°3中ORF的开始及结束的核苷酸。可能的功能为由ORF序列编码的蛋白质的功能。最佳相似性为蛋白质或编码蛋白质(蛋白质序列的GENBANK编号标示于括号内)与由ORF编码的蛋白质具有最大相似性。分数为使用″blastp″工具(Protein-protein BLAST,http://www.ncbi.nlm.nih.gov/BLAST/)所获得的最佳相似性的相似性百分比。
  ORF   位置   可能功能   最佳相似性   分数
epsA   1至491 转录调控因子   Eps10A(AAN63761),嗜热链球菌类型X 99.4
epsB   492至1223 聚合和/或输出多糖   Eps5B(AAN63698),嗜热链球菌类型V 99.6
epsC   1232至1924 聚合和/或输出多糖   Eps1C(AAN63508),嗜热链球菌类型I 97.0
epsD   1934至2674 聚合和/或输出多糖   Eps5D(AAN63700),嗜热链球菌类型V 99.2
epsE 2731至4098   十一碳二烯磷酸酯、糖基-1-磷酸酯转移酶 Eps11E(AAN63787),嗜热链球菌类型XI 98.9
epsF   4131至4574 鼠李糖基转移酶   Eps11F(AAN63788),嗜热链球菌类型XI 99.3
epsG   4546至5073 差向异构酶   Eps11G(AAN63789),嗜热链球菌类型XI 96.6
epsG’   5089至5553 差向异构酶   Eps11G(AAN63789),嗜热链球菌类型XI 96.8
epsH   5644至5940   UDP-葡萄糖6-脱氢酶   Eps11H(AAN63790),嗜热链球菌类型XI 98.9
epsJ 6661至7812 UDP-吡喃半乳糖变位酶   Glf(ZP_00045853),格氏乳杆菌(Lactobacillusgasseri)ATCC 33323 81.1
epsK 7814至8896 糖基转移酶   EpsF(AAG44710),德氏乳杆菌保加利亚亚种(Lactobacillus delbrueckiisubsp.bulgaricus)Lfi5 64.9
epsL   8896至9441 糖基转移酶   CpsI(CAC81257),嗜热链球菌FI9186 65.7
epsM   8896至9441 糖基转移酶   Eps4F(AAN63682),嗜热链球菌类型IV 95.4
epsN 9540至10370 dTDP-4-脱氢鼠李醛糖还原酶   RfbD(YP_619620),德氏乳杆菌保加利亚亚种ATCC 11842 81.4
epsO   10955至11563 dTDP-4-脱氢鼠李醛糖3,5-差向异构酶   RfbC(NP_964906),约氏乳杆菌(Lactobacillusjohnsonii)NCC 533 90.6
epsP   11580至12422 糖基转移酶 EpsP(CAB52238),嗜热链球菌CNRZ368 99.3
epsQ   12519至13358 糖基转移酶 EpsQ(CAB52237),嗜热链球菌CNRZ368 98.9
epsS   13355至14641 未知 EpsS(CAB52236),嗜热链球菌CNRZ368 99.5
epsR   14648至15790 糖基转移酶 EpsR(CAB52235),嗜热链球菌CNRZ368 100
epsT   15790至16037 未知 EpsT(CAB52234),嗜热链球菌CNRZ368 100
酸化特性
通过将100ml半脱脂的(semi-skimmed)UHT牛乳(Le Petit
Figure A20078004177400201
)补充至3%(重量/体积)的脱脂奶粉(SUP’R
Figure A20078004177400202
Eurial Poitouraine)中获得发酵载体。通过在90℃(于中心)加热杀菌10分钟获得无菌溶液。将要检测的菌株以106cfu/ml的速率接种于由此得到的发酵载体中,接着在43℃(在水浴中)孵育。利用CINAC装置(Ysebaert)连续地监测PH值。
嗜热链球菌菌株的酸化特性能藉由其最大酸化速率Vm(pH单位/分钟(pHu/min))描述,所述Vm藉由pH曲线一次微分后的最大值作为时间的函数计算。根据这些操作条件,据估计其变量为菌株的特征。无论微生物接种于牛乳以及接种水平的生理状态,其值为常数。区分了两类菌株:所谓的慢酸化菌株(其Vm大于-0.0100pHu/min)和所谓快酸化菌株(其Vm小于-0.0100pHu/min)。菌株CNCM I-3617明显属于所谓的快酸化菌株类(表5)。此特性通常与基因组中编码壁蛋白酶PrtS的基因菌株的存在有关,所述PrtS能在CNCM I-3617的基因组中被检测。
表5:在所描述操作条件下评估的嗜热链球菌不同菌株的最大酸化速率。
Figure A20078004177400203
织构特性
通过将100ml半脱脂的(semi-skimmed)UHT牛乳(Le Petit
Figure A20078004177400211
)补充至3%(重量/体积)的脱脂奶粉(SUP’REurial Poitouraine)中获得发酵载体。通过在90℃(于中心)加热杀菌10分钟获得无菌溶液。将要检测的菌株以106cfu/ml的速率接种于由此得到的发酵载体中,接着在43℃(在水浴中)孵育直到pH为4.6。利用CINAC装置(Ysebaert)连续地监测pH值。由此得到的发酵乳置于6℃的通风烤箱内直到它们被分析。进行两种类型的流变测量:黏度与流动。针对在6℃贮藏1、7、14以及28天后的发酵乳,在温度8℃进行黏度测量。所利用的设备为一架设于升降支架(Helipathstand)(Brookfield Engineering Laboratories,Inc.)上的RVF型
Figure A20078004177400213
黏度计(Brookfield Engineering Laboratories,Inc.)。该黏度计配备有C型针且适用于该针的振荡速度为10rpm。针对在6℃贮藏14天后已预先搅拌的发酵乳,在温度8℃进行流动测量。所利用的设备为配备有同轴圆柱(半径1=15mm,半径2=13.83mm,高=32mm,空气间隙=2mm)的AR1000-N流变仪(rheometer)(TA仪器公司)。对于上升线段,应用于连续扫描的应力根据线性模式在1分钟内从0到60Pa变化。对于下降线段,应用于连续扫描的应力根据线性模式在1分钟内从60到0Pa变化。考虑到的数值有触变面积及屈服点;后者根据Casson模式计算。
在第一阶段中,藉由在以上所描述的操作条件下取得的凝乳的黏度测量,可计算出菌株的织构能力。当织构菌株超过40Pa.s时,认可的非织构菌株提供接近30Pa.s的黏度数值。织构能力会更明显或更不明显(表6)。例如菌株CNCM I-2979产生黏度达到42Pa.s的凝乳,而菌株DGCC7966可以获得70Pa.s的明显更高的黏度。菌株CNCM I-3617提供黏度等于54Pa.s的凝乳(表6)。此数值将此菌株定位在具有与目前用于设计乳发酵的工业菌株有足够可比性的织构能力的菌株群内,所述乳发酵用于制备酸奶酪及发酵乳制品。
表6:在6℃下储存14天后,用测试的不同菌株获得的发酵乳的黏度
Nd:未测定
利用AR1000-N流变仪的流变分析可以测量到与验证发酵乳相关的两种流变描述符:产品的屈服点(Pa)以及触变面积(Pa/s)。针对每一菌株,这些测量报告列于表7中。针对具有菌株CNCM I-3617的发酵乳,其平均值分别为11.25Pa及352Pa/s。这些数值明显不同于由被认为是非织构菌株(DGCC7766或DGCC7919)获得的凝乳上测得的数值。
表7:以Casson模式、AR1000-N流变仪测量用不同菌株在6℃下储存14天后的发酵乳制品的屈服点及触变面积的值
Figure A20078004177400222
Figure A20078004177400231
Nd:未测定
结论
针对酵素结构特别是针对在生产酸奶酪及发酵乳期间所利用到的酵素结构,菌株CNCM I-3617具有数种值得关注的特质。其显现出罕见的功能特性的组合(酸化及增稠菌株)以及其溶菌型有别于用于这些应用的标准方法的其它菌株。
参考文献
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agttgattga ccaacttggt ggtgtgacag tccataatga tcaagctttc acaagtcttc  60
atgggaagtt tgatttccca gttggagata tccaaatgaa ttcagagcaa gcacttggat  120
ttgttcgtga acgctatagt ttagatgacg gagataatga ccgtggtaaa aaccaggaga  180
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ctttggctaa tacacaactt gattcaggct ctaaatttac agtaacgtct caagcagtaa  360
ctggtacagg ttcaaccgga caattgacct cttatgctat gccaaattct agtctttaca  420
tgatgaaact agataattcg agtgtggcaa gagcctctca agctatcaaa aatctgatgg  480
aggaaaaata agtgattgac gttcactcac atattgtttt tgatgttgat gatggtccta  540
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ttgtttcaac atcccatcgt cgtaagggaa tgtttgagac tccagaggat aaaatttttg  660
ccaacttttc taaggtaaaa gcagaagcag aagcacttta tccagactta actatttatt  720
atggaggtga actttattac accttagaca ttgtggagaa acttgaaaag aatctcattc  780
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ttgagcgcta tgatgccctc gaagaaaatg ctgatcgtgt tagagaaatc atcaatatgg  960
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ataaagtagg aaaaaaacgt gttcgttatt tcttggagaa aaatttggtt catatggttg  1080
ctagtgacat gcataatctt ggtccaagac caccatttat gaaagatgct tatgaaattg  1140
ttaaaaagaa ctacggctcc aaacgtgcta agaatctttt tattgaaaat cccaaaacat  1200
tactagaaaa tcaatattta taggagatat tatgaatcaa gataacacta aaagtgatga    1260
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gtcaccatct tcaccaaata tcaaacttaa tgtgcttctt ggggcagtgc ttggaggatt    1800
ccttgcagtg gttggtgtat tggtacgtga aatcctagat gatcgtgttc gccgtccaga    1860
agatgtggaa gatgcccttg gaatgacact tcttggaatt gtccctgata cagataaaat    1920
ttaaggagaa gaaatgcctc tattaaagtt agtaaaatct aaagtaaact ttgccaaaca    1980
aacagaagag aattacaatg ccattcgcac aaatattcaa ttttctggtg ctcagattaa    2040
agtgattgcg attagctctg ttgaagctgg tgaaggaaaa tcaacgacat ctgttaactt    2100
ggcgatttca tttgctagtg ttgggctccg aacacttctg attgatgctg atacgcgtaa    2160
ttctgttttg tcgggtacat ttaaatcaaa tgagccttat aaaggtcttt caaatttcct    2220
ttcaggaaat gccgatctaa atgaaacgat ttgccaaact gatatttctg gtttggatgt    2280
tattgcatct ggtcctgttc cacctaatcc aacaagtctt ttgcaaaatg acaattttag    2340
acatttgatg gaagttgctc gtagtcgtta tgattatgtc atcatcaata caccaccaat    2400
tggtatggtt attgatgcag ttattattgc ccatcaggct gatgccagtc ttttggttac    2460
agaaggtggg aaaatcaaac gtcgtttcgt aactaaggcc gttgaacaat tggaacaaag    2520
tggttctcag ttcttagggg tcgtccttaa taaagttgac atgacagttg ataaatatgg    2580
atcatatggt tcttacggat catatggcga gtatggaaaa aaatctaacc aaaaagaagg    2640
tcattcaaga gcacatcgtc gtagaaaagg atagcattaa tggggatgat gcggttcctt    2700
ataccttaac agattaaaaa ggggtttaga gtgaaagaaa aacaagaaat tcatcgcatt    2760
gaaattggta ttatacagtt ggttgtggtt gttttcgcag ccatggtagc tagtaaaata    2820
ccttatacag agattaccca aggaagcatt gtccttttag gtgtcgtaca tgtagtgtct    2880
ttctatatca gtagttatta tgaaaatctt aagtatagag gctacttgga tgaactcatt    2940
gcaactgtca aatattgttt catatttgct ctaattgcaa ctttcctctc gttttttgca    3000
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ctcttatacg ttacaaatac tgttcttaag tatttccgct cttctattta tacacgtcgt    3120
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aattgaagag atagacggat catttgcaga atatgtggca tatgtgcttt cgttatatga  15780
ggatgaataa tgctgataac agaagataaa tattttattt ttgataaacc aagaaatgaa  15840
aattttgtat ataagacaaa atattgcata acagttatgc aatgcattgg atataaagtg  15900
ttgaagacta tttttcgtaa aaaagcgagc gatgataaaa aatattatgt ttcaatttgt  15960
ggtattttta aagatgaagc tttctatttg aaagaatgga tagagtacca taaaaaggct  16020
ggagtagatc atattta                                                 16037
<210>4
<211>2800
<212>DNA
<213>嗜热链球菌(Streptococcus thermophilus)
<400>4
tgaacacacg ggagaattag agagaaatac catccaatga ggatgtgtag atagatataa    60
aaatgaggaa tgaacccagt aagagtggag gagtacatta tggaaaaatt tgattattta    120
gtagtaggtt ctggccttta cggggcgatt tttgcacatg aagccaagaa tcatggaaaa    180
tctgttttag tagtagataa gtgtcctaac attgcgggaa atatctatac caaaaacatt    240
gagggtatca atgtccataa atatggagcg catattttcc acactaacaa caaaaaggtc    300
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tacaaaggcg agctgtattc gctgcctttc aacatgtata catttaataa aatgtggggc    420
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cttattaagg gctacactga gaagcagtgg gggcgcgatt gtaaagagtt gccgtccttt    600
attattaagc gtcttccggt tcgcctgact tttgataaca actacttcaa tgcgctttat    660
cagggtatcc ctgtcggtgg ttataccaag atgattgcta atctgctgga tggcattgag    720
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gtgaattata ccgaccgtga aactccgtgg actcgcatca ttgagcataa atggtttgag    960
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agtgagtgga agccgggaga tgagccgtat tatccggtca acgatgctaa gaatagcttg    1080
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cgtttatctt gcatattccc tcagaccgca gacccctaag aattacaaag attttctgga    1380
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gagtgacatt gcagcaatta aggaattgcg tcagattgaa aaagatgttc agccagatgt    1500
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ggcaatggcc aaaggtgcag atgcatttat tttgtgcagt cttggtgaag ctattgcaat    2040
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tgatgttgtg gcaggtaaat actgatgata aaaaatatgg actatttagt ttccgtcatt    2340
gttcccatat acaaagtgga aaaagatttg tcggattgcg ttctgagcat ttgcaatcag    2400
acctatacaa atttagagat tattcttgtt gatgatggct ctccagataa ttgtggacaa    2460
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gggttatcac aagctcgaaa tgctggaatg agcattatga cgggagatta tattacattt    2580
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aataatggtc atgtaggaat aagcgaacga agctttgatg cggtagaagc cataaagaac    2760
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<210>5
<211>1043
<212>DNA
<213>嗜热链球菌(Streptococcus thermophilus)
<400>5
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gtgttcgatg gtcagggtac cgagccttgg cagccggact gcaaggatta caagcctttg  120
aatgtgtacg gtcagacgaa gctggaaggt gagttggcgg ttagccagac gttggagagg  180
tatttcattg tccgcattgc atgggtattt ggtctgaatg gtaagaactt catcaagacg  240
atgctgaatg tcggcaagac acacaatact gtccgtgtgg tcaatgatca gatcggtaca  300
ccgacctata catacgattt ggctcgactg ctcgtcgata tgaatgagac tgagaagtat  360
ggctattacc atgcgaccaa cgagggtggt tatatcagct ggtacgattt aacgaaagaa  420
atttatcgtc aggtgggcta taagacagca gaggtgcgtc cggtaagtac ggaagagtat  480
gtcctgagta aagcaactcg cccgtttaac agtcgtctgg ataagagcaa gttggtagaa  540
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cagttcctca ttccagaggg atttgcgcac ggtttcctgg ttctgagcga tgaggcagag  1020
ttctgctata aggtcaacga ctt                                          1043

Claims (14)

1、嗜热链球菌菌株,其epsAD片段在经过限制酶MnlI、FokI及HindIII的消化后,具有以344±2bp、341±2bp、305±2bp、299±2bp、277±2bp、210±2bp、160±2bp、142±2bp、100±2bp、79±2bp、75±2bp、66±2bp、42±2bp、23±2bp及9±2bp的DNA片段为特征的限制性谱图。
2、如权利要求1所述的菌株,包含与SEQ ID N°4的核苷酸序列具有至少80%同一性的核苷酸序列。
3、如权利要求1至2中任一项所述的菌株,包含与SEQ ID N°5的核苷酸序列具有至少80%同一性的核苷酸序列。
4、如前述任一项权利要求所述的菌株,其特征在于该菌株是织构的。
5、如前述任一项权利要求所述的菌株,其特征在于该菌株快速酸化。
6、如前述任一项权利要求所述的菌株,其特征在于该菌株为于2006年6月14日保藏于国家微生物菌种保藏中心、编号为CNCM I-3617的嗜热链球菌菌株或可从该菌株获得的突变菌株。
7、嗜热链球菌菌株,其于2006年6月14日保藏于国家微生物菌种保藏中心、编号为CNCM I-3617。
8、细菌组合物,包含至少一种前述任一权利要求所述的菌株。
9、具有益生菌特性的食物制品、食品补充剂、膳食补充剂或产品的制造方法,该方法包括至少一个利用权利要求1至7中任一所述的菌株的步骤。
10、如权利要求9所述的方法,其中具有益生菌特性的食物制品、食品补充剂、膳食补充剂或产品是乳制品、肉类产品、谷类产品、饮品、泡沫或粉末。
11、具有益生菌特性的食物制品、食品补充剂、膳食补充剂或产品,其包含权利要求1至7中任一项所述的至少一种菌株或权利要求8所述的细菌组合物。
12、乳制品,其包含权利要求1至7中任一项所述的至少一种菌株或权利要求8所述的细菌组合物。
13、如权利要求12所述的乳制品,其特征在于该乳制品是发酵乳、酸奶酪、成熟奶油、奶酪、鲜奶酪、乳饮品、乳制品阻留物、加工奶酪、奶油甜品、卡迪吉奶酪或婴儿奶粉。
14、如权利要求12或13所述的乳制品,其特征在于该乳制品包含动物和/或植物来源的乳。
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