CN108070545A - 抑制芽孢杆菌的方法及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种抑制芽孢杆菌的方法及其应用，该方法为将芽孢杆菌进行光照处理，其中，光照处理的光质为蓝光、黄光、绿光和红光中的至少一者。该抑制芽孢杆菌的方法具有无辐射污染风险、成本低廉和操作简单的优点，进而使其能够应用到需要抑制芽孢杆菌的场合(如食品保存)中。

Description

抑制芽孢杆菌的方法及其应用
技术领域
本发明涉及细菌的控制，具体地，涉及一种抑制芽孢杆菌的方法及其应用。
背景技术
尽管部分芽孢杆菌(如枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌等)能与人类和谐共处，但仍有部分芽孢杆菌(如蜡样芽孢杆菌)属于食源性致病菌，产芽孢，很难被灭活，生长环境粗放，分布广泛，蜡样芽孢杆菌能产生多种有毒物质，如卵磷脂酶A和C、溶血毒素、蛋白溶解酶、DNA胞外酶、肠毒素等，因此误食被蜡样芽孢杆菌污染的食品往往会导致腹泻、呕吐等症状。在中国传统的发酵豆制品腐乳中经常检出蜡样芽孢杆菌，国内外也时有发生因食用被蜡样芽孢杆菌污染的豆制品而发生中毒的事件。因此，寻找有效抑制芽孢杆菌生长技术显得尤为重要。传统的抑菌主要包括化学药物方法，具体如下：
传统的抑菌一般采用化学药物方法，其中一类是人工合成来源的化合物，如EDTA二钠盐等(莫树平，张丽明，丘明泉，柏建玲，张菊梅，吴清平，王惠惠.几种常用防腐剂对食品中常见芽孢杆菌的抑制作用比较研究[J].食品科技，2014，39(10):301-304.)；另一类为来源为天然植物的提取物，如大蒜提取物、柿子提取物等(穆可云.大蒜提取物对蜡样芽孢杆菌的抑制研究[D].华南理工大学，2013；张雅利,梅建生,岳杰.柿提取物对枯草芽孢杆菌的抑制作用[J].食品工业科技，2007，28(02):133-136.)。人工合成药物防腐效果好，但具有一定的毒、副作用；天然提取物具有一定的抑菌效果，但生产成本高，工艺复杂。
因此，如何提供一种无辐射污染风险、成本低廉、操作简单的抑制芽孢杆菌的方法是目前亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种抑制芽孢杆菌的方法及其应用，该抑制芽孢杆菌的方法具有无辐射污染风险、成本低廉和操作简单的优点，进而使其能够应用到抑制芽孢杆菌的场合(如食品保存)中。
为了实现上述目的，本发明提供了一种抑制芽孢杆菌的方法，该方法为将芽孢杆菌进行光照处理，其中，光照处理的光质为蓝光、黄光、绿光和红光中的至少一者。
本发明还提供了一种上述的抑制芽孢杆菌的方法在抑制芽孢杆菌的场合(如食品保存)中的应用。
在上述技术方案中，本发明通过采用光照处理的方式进而抑制芽孢杆菌的生长，其中，光照处理的光质选择为蓝光、黄光、绿光和红光中的至少一者，而抑制效果是蓝光>黄光>绿光>红光；该方法完全具有无辐射污染风险、成本低廉和操作简单的优点，进而使其能够应用到需要抑制芽孢杆菌的场合(如食品保存)中。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是蓝组、黄组、绿组、红组、CK组芽孢杆菌的菌落生长情况图。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
本发明提供了一种抑制芽孢杆菌的方法，其该方法为将芽孢杆菌进行光照处理，其中，光照处理的光质为蓝光、黄光、绿光和红光中的至少一者。
在上述方法中，蓝光的光照强度可以在宽的范围内选择，但是为了使芽孢杆菌的抑制具有更有益的效果，优选地，蓝光的光照强度为750-1550lx；
上述方法中，在光照处理的光质含有蓝光的情形下，为了使芽孢杆菌的抑制具有更有益的效果，优选地，蓝光还满足以下条件：40-50W/m2，S/P值为19-21，相关色温为90000-110000K，峰值波长范围为430-470nm，半波宽为19-22nm，主波长为430-470nm。
在上述方法中，黄光的光照强度可以在宽的范围内选择，但是为了使芽孢杆菌的抑制具有更有益的效果，优选地，黄光的光照强度为7500-15300lx；
上述方法中，在光照处理的光质含有黄光的情形下，为了使芽孢杆菌的抑制具有更有益的效果，优选地，黄光还满足以下条件：辐射照度为30-36W/m2，S/P值为1-1.2，相关色温为3000-4000K，峰值波长范围为530-590nm，半波宽为110-115nm，主波长为550-590nm。
在上述方法中，绿光的光照强度可以在宽的范围内选择，但是为了使芽孢杆菌的抑制具有更有益的效果，优选地，绿光的光照强度为3000-6680lx；
上述方法中，在光照处理的光质含有绿光的情形下，为了使芽孢杆菌的抑制具有更有益的效果，优选地，绿光还满足以下条件：辐射照度为10-15W/m2，S/P值为2-2.5，相关色温为6000-6500K，峰值波长范围为490-560nm，半波宽为60-70nm，主波长为540-550nm。
在上述方法中，红光的光照强度可以在宽的范围内选择，但是为了使芽孢杆菌的抑制具有更有益的效果，优选地，红光的光照强度为900-1930lx；
上述方法中，在光照处理的光质含有红光的情形下，为了使芽孢杆菌的抑制具有更有益的效果，优选地，红光还满足以下条件：辐射照度为15-20W/m2，S/P值为0.1-0.2，相关色温为950-1050K，峰值波长范围为600-650nm，半波宽为90-100nm，主波长为600-650nm。
上述方法中，光照处理的时间可以在宽的范围内选择，但是为了使芽孢杆菌的抑制具有更有益的效果，优选地，光照时间不小于2h。
为了节约成本并提高工作效率，更优选地，光照时间为24-60h。
上述方法中，光照处理的温度可以在宽的范围内选择，但是为了使芽孢杆菌的抑制具有更有益的效果，优选地，光照处理的温度为5-40℃。
在上述方法中，光照处理的光提供方式具有多样，但是从经济方面考虑，优选地，光照处理的光通过LED光源提供。
在本发明中，芽孢杆菌的获取方式也可以在宽的范围内选择，但是为了进一步地提高芽孢杆菌的获取效率，优选地，在光照之前，该方法还包括：先将3-5℃保存的芽孢杆菌菌株接种于LB液体培养基中培养1-2天，然后扩大培养后的菌液稀释涂布至LB固体培养基中进行培养。
本发明还提供了一种上述的抑制芽孢杆菌的方法在抑制芽孢杆菌的场合(如食品保存)中的应用。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
制备例1
LB液体培养基的配置：10g胰化蛋白胨、5g酵母提取物、10g NaCl；按液体培养基配方称取上述物质，加去离子水900ml，震荡至溶质完全溶解后，用5mol/L的NaOH溶液调pH至7.0；接着用去离子水定容至1L；然后于121℃高压下蒸汽灭菌20min；最后取100mL液体培养基，备用。
制备例2
LB固体培养基的配置：10g胰化蛋白胨、5g酵母提取物、10g NaCl、15g琼脂粉；按固体培养基配方称取上述物质，加去离子水900ml，在加热器上加热至琼脂完全溶解后，用5mol/L NaOH溶液调pH至7.0，再用去离子水定容至1L；接着121℃高压下蒸汽灭菌20min，当温度降到约55℃时，趁热分装，一般15ml倒1个平板；将培养基倒入培养皿后，打开盖子，在紫外下照10-15分钟；最后保存，用封口胶封边，并倒置放于4℃保存，备用。
实施例1
1)取出4℃冰箱保存的芽孢杆菌菌株接种于LB液体培养基中，扩大培养24h。
2)将第二步中扩大培养后的菌液1毫升，加入到9毫升的无菌水中，稀释10倍，再取1毫升稀释过的菌液加入9毫升无菌水中，以这样的方式稀释到10的6次方倍，再取稀释了6次的菌液0.1毫升，稀释涂布到配制好的LB固体培养基中培养。
3)以蓝LED灯的蓝光光源照射倒置培养，平板菌落计数法计数菌落数。将蓝LED灯的蓝光调至光照强度1504lx(辐射照度为46.6W/m2，S/P值为20.9，相关色温为100000K，峰值波长为444nm，半波宽为21nm，主波长为450nm)，于37℃照射24h，记为蓝组。
实施例2
按照实施例1的方法进行，所不同的是：在步骤3)中以黄LED灯的黄光光源照射倒置培养，平板菌落计数法计数菌落数。用遥控器将黄LED灯调至光照强度15281lx(辐射照度为35.7W/m2，S/P值为1.1，相关色温为3648K，峰值波长为551nm，半波宽为113nm，主波长为571nm)，37℃培养24h，记为黄组。
实施例3
按照实施例1的方法进行，所不同的是：在步骤3)中以绿LED灯的绿光光源照射倒置培养，平板菌落计数法计数菌落数。用遥控器将绿LED灯调至光照强度6676lx(辐射照度为14W/m2，S/P值为2.2，相关色温为6304K，峰值波长为524nm，半波宽为65nm，主波长为545nm)，37℃培养24h，记为绿组。
实施例4
按照实施例1的方法进行，所不同的是：在步骤3)中以红LED灯的红光光源照射倒置培养，平板菌落计数法计数菌落数。用遥控器将红LED灯调至光照强度1921lx(辐射照度为17W/m2，S/P值为0.17，相关色温为1001K，峰值波长为646nm，半波宽为95nm，主波长为617nm)，37℃培养24h，记为红组。
实施例5
按照实施例1的方法进行，所不同的是：在步骤3)中将蓝LED灯的蓝光调至光照强度750lx(辐射照度为40W/m2，S/P值为19，相关色温为90000K，峰值波长为430nm，半波宽为19nm，主波长为434nm)，于40℃照射60h。
实施例6
按照实施例1的方法进行，所不同的是：在步骤3)中将蓝LED灯的蓝光调至光照强度1550lx(辐射照度为50W/m2，S/P值为21，相关色温为110000K，峰值波长为465nm，半波宽为22nm，主波长为470nm)，于5℃照射2h。
实施例7
按照实施例1的方法进行，所不同的是：在步骤3)中以黄LED灯的黄光光源照射倒置培养，平板菌落计数法计数菌落数。用遥控器将黄LED灯调至光照强度7500lx(辐射照度为30W/m2，S/P值为1，相关色温为3000K，峰值波长为530nm，半波宽为110nm，主波长为550nm)，40℃培养60h。
实施例8
按照实施例1的方法进行，所不同的是：在步骤3)中以黄LED灯的黄光光源照射倒置培养，平板菌落计数法计数菌落数。用遥控器将黄LED灯调至光照强度15300lx(辐射照度为36W/m2，S/P值为1.2，相关色温为4000K，峰值波长为589nm，半波宽为115nm，主波长为590nm)，5℃培养2h。
实施例9
按照实施例1的方法进行，所不同的是：在步骤3)中以绿LED灯的绿光光源照射倒置培养，平板菌落计数法计数菌落数。用遥控器将绿LED灯调至光照强度3000lx(辐射照度为10W/m2，S/P值为2，相关色温为6000K，峰值波长为490nm，半波宽为60nm，主波长为540nm)，40℃培养60h。
实施例10
按照实施例1的方法进行，所不同的是：在步骤3)中以绿LED灯的绿光光源照射倒置培养，平板菌落计数法计数菌落数。用遥控器将绿LED灯调至光照强度6680lx(辐射照度为15W/m2，S/P值为2.5，相关色温为6500K，峰值波长为555nm，半波宽为70nm，主波长为550nm)，5℃培养2h。
实施例11
按照实施例1的方法进行，所不同的是：在步骤3)中以红LED灯的红光光源照射倒置培养，平板菌落计数法计数菌落数。用遥控器将红LED灯调至光照强度900lx(辐射照度为15W/m2，S/P值为0.1，相关色温为950K，峰值波长为600nm，半波宽为90nm，主波长为600nm)，40℃培养60h。
实施例12
按照实施例1的方法进行，所不同的是：在步骤3)中以红LED灯的红光光源照射倒置培养，平板菌落计数法计数菌落数。用遥控器将红LED灯调至光照强度1930lx(辐射照度为20W/m2，S/P值为0.2，相关色温为1050K，峰值波长为650nm，半波宽为100nm，主波长为650nm)，5℃培养2h。
对比例1
按照实施例1的方法进行，所不同的是，在步骤3)中：以自然光照射倒置培养，平板菌落计数法计数菌落数。37℃培养24h，记为CK组。
结果分析
1)上述蓝组、黄组、绿组、红组、CK组的芽孢杆菌菌落生长结果见图1(图中第一排由左向右分别为绿组、红组、CK组，第二排由左向右分别为黄组、蓝组)；通过图1可知，对照组(CK组)的菌落生长良好，菌落面积大。蓝组、黄组、绿组、红组与CK组相比，菌落的生长情况均受到抑制，其中抑制效果为：蓝光>黄光>绿光>红光。
2)光照对芽孢杆菌菌落生长的影响
按培养方法培养后，用平板计数法确定每组的菌落数，用SPSS13.0软件分析显著性差异，结果见表1。
表1
蓝组 黄组 绿组 红组 CK组
菌落数(107CFU/mL) 0 37.8±4.2 67.0±17.6 94±29.3 108.3±27.5
处理组和对照组的菌落萌发呈显著不同，其中蓝组<黄组<绿组<红组<CK组，经SPSS分析，除对照与红组无显著性差异外，各处理组与对照组均为极显著性差异。其中蓝组约为CK组的1/100，黄组约为CK组的1/3，绿组为CK组的1/2。
按照相同的方法对实施例5-12进行检测，其中，实施例5-6与蓝组的检测结果基本一致，实施例7-8与黄组的检测结果基本一致，实施例9-10与绿组的检测结果基本一致，实施例11-12与红组的检测结果基本一致。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种抑制芽孢杆菌的方法，其特征在于，所述方法为将芽孢杆菌进行光照处理，其中，所述光照处理的光质为蓝光、黄光、绿光和红光中的至少一者。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述蓝光的光照强度为750-1550lx；
优选地，所述蓝光还满足以下条件：辐射照度为40-50W/m2，S/P值为19-21，相关色温为90000-110000K，峰值波长范围为430-470nm，半波宽为19-22nm，主波长为430-470nm。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述黄光的光照强度为7500-15300lx；
优选地，所述黄光还满足以下条件：辐射照度为30-36W/m2，S/P值为1-1.2，相关色温为3000-4000K，峰值波长范围为530-590nm，半波宽为110-115nm，主波长为550-590nm。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述绿光的光照强度为3000-6680lx；
优选地，所述绿光还满足以下条件：辐射照度为10-15W/m2，S/P值为2-2.5，相关色温为6000-6500K，峰值波长范围为490-560nm，半波宽为60-70nm，主波长为540-550nm。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述红光的光照强度为900-1930lx；
优选地，所述红光还满足以下条件：辐射照度为15-20W/m2，S/P值为0.1-0.2，相关色温为950-1050K，峰值波长范围为600-650nm，半波宽为90-100nm，主波长为600-650nm。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的方法，其中，所述光照处理的时间为不小于2h。
7.根据权利要求1-5中任意一项所述的方法，其中，所述光照处理的温度为5-40℃。
8.根据权利要求1-5中任意一项所述的方法，其中，所述光照处理的光通过LED光源提供。
9.根据权利要求1-5中任意一项所述的方法，其中，在所述光照之前，所述方法还包括：先将3-5℃保存的芽孢杆菌菌株接种于LB液体培养基中培养1-2天，然后扩大培养后的菌液稀释涂布至LB固体培养基中进行培养。
10.一种如权利要求1-8中任意一项所述的抑制芽孢杆菌的方法在抑制芽孢杆菌的场合中的应用。
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