乳酸菌生物膜载体的制备及应用开题报告

 2022-01-23 20:32:16

1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)

本课题的意义、国内外研究概况、应用前景等(列出主要参考文献)

细菌生物膜是细菌为适应环境而形成的一种相对于浮游单个微生物的生存形态,生物膜稳定的系统构造对于提高细菌的抗逆性,菌种活性,稳定菌种品质具有显著优势,而乳酸菌作为常用发酵菌种在食品工业生产中得到了广泛的应用,因此本次将试验重点放在应用聚乳酸(ppla)材料,添加不同浓度的营养物质调配出不同种类的生物膜载体,对乳酸菌进行培养形成乳酸菌生物膜并研究其应用于食品发酵中的可能性。当今生物膜技术不断发展,应用范围不断扩充,其简便性,实用性,抗逆性等特性不断地得到验证与发展,成为当下生物科技方面的宠儿;聚乳酸作为一种新兴的材料,在医学,食品,生活用品,农业方面得到了不同程度的渗透,朱久进关于聚乳酸固载环糊精的制备及细胞相容性实验,何朝辉对聚乳酸纳米粒子载药系统的构建及其体外药物释放行为研究,李晓关于胶原蛋白改性聚乳酸载药微球的制备及性能研究既证明了聚乳酸作为固定化载体的可能性,也为如何利用聚乳酸制备固相化载体提供了可行性分析,理论指导以及技术支持。

主要参考文献

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2. 研究的基本内容和问题

细菌处处存在,悬浮于我们周围,但是其实绝大部分的细菌并不是像我们想象中以浮游的状态单个存在,而是以惰性或者活性实体表面作为载体进行附着,然后菌体自身会分泌出粘性胞外聚合物(主要有胞外多糖,蛋白和胞外 DNA),并在这些胞外聚合物及其基质网包裹下进行生长繁殖而形成结构性细菌群落。这种结构性细菌群落便称之为生物膜。生物膜是与浮游细胞相对的,菌株为了适应环境而形成的一种生存形式,是细菌在特殊环境下的特殊状态。过往研究显示生物膜拥有浮游菌体所不具备的几个优势特性:(1)耐药性增强,对抗菌剂的耐受性增加;(2)对环境变化的适应性增强,抗逆性大大提高;(3)不受宿主免疫系统的攻击[1]。因此如若可以将发酵工业常用菌种乳酸菌以生物膜形式进行添加应用必会在促进微生物生长的同时增强菌种的抗逆性与发酵活力,提高和稳定菌种与产品品质,改革技术路线,简化生产流程,提高生产质量与效率。

而生物膜形成的第一步就是找到合适的载体表面进行黏附,因此载体对于生物膜形成的诱导性与调控性至关重要,因此在生物膜载体的制备选材方面必须谨慎。而PPLA作为一种新兴材料,因其可降解性,生物可吸收性,无毒无害性在在食品包装,农用薄膜,骨科材料,药物控释制剂方面得到了广泛的应用,在这一方面的研究开发也是不断地更新进步[2]。朱久进关于聚乳酸固载环糊精的制备及细胞相容性实验[3],何朝辉对聚乳酸纳米粒子载药系统的构建及其体外药物释放行为研究[5],李晓关于胶原蛋白改性聚乳酸载药微球的制备及性能研究[6]既证明了聚乳酸作为固定化载体的可能性,也为如何利用聚乳酸制备固相化载体提供了可行性分析,理论指导以及技术支持。鉴于以上几点,我们为什么不将生物膜技术,聚乳酸材料,乳酸发酵工业三者相结合,让乳酸菌发酵生产工艺流程更加科学,菌种更加稳定,品质更进一步呢。本次试验的关键就是如何将三者配合,应用聚乳酸(PPLA)材料,添加不同浓度的营养物质调配出不同种类的生物膜载体,对乳酸菌进行培养形成乳酸菌生物膜,并研究这种生物膜载体在菌种发酵方面应用的可行性。

3. 研究的方法与方案

试剂和培养基

mrs液体培养基:葡萄糖20g/l,蛋白胨10g/l,牛肉膏10g/l,酵母膏5g/l,无水乙酸钠5g/l,柠檬酸三铵2g/l,磷酸氢二钾2.62g/l,硫酸镁0.58g/l,硫酸锰0.198g/l,吐温1ml/l,明胶1%;

mrs固体培养基:葡萄糖20g/l,蛋白胨10g/l,牛肉膏10g/l,酵母膏5g/l,无水乙酸钠5g/l,柠檬酸三铵2g/l,磷酸氢二钾2.62g/l,硫酸镁0.58g/l,硫酸锰0.198g/l,吐温1ml/l,琼脂1.5%;

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4. 研究创新点

应用聚乳酸(PLA)材料,添加不同浓度的营养物质调配出不同种类的生物膜载体,对乳酸菌进行培养形成乳酸菌生物膜,并研究这种生物膜载体对菌种抗逆性等方面的作用。创新之处在于将聚乳酸与生物膜培养和乳酸发酵相结合,培养出食品工艺专用的生物膜。

5. 研究计划与进展

2017.2:通过文献查阅,请教老师,预实验进行与分析,制定实验技术路线,并验证路线的可行性。

2017.3:进行生物膜载体制备,制作出十种不同类型的生物膜载体,利用生物膜载体对保加利亚乳杆菌,嗜热链球菌,植物乳杆菌,瑞士乳杆菌进行生物膜培养,确定优势菌种,将优势菌种作为目的菌种,并确定稀释梯度。

2017.4:对目的菌种进行生物膜培养,阶段性冷藏,利用平板稀释计数确定生物膜载体挂膜情况。

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