檢驗或活化黴菌及酵母菌常使用馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養基(Potato dextrose agar, PDA),因為PDA含有 豐富碳素源及氮素源,一些乳酸菌亦可於此培養基上生長(cháng),用於檢測含活性乳酸菌食品時(shí)易導致偽陽(yáng)性的 產(chǎn)生而誤判檢測結果。本研究以酸液調整PDA之pH值使乳酸菌在酸化PDA中不生長(cháng),而維持黴菌及酵母 菌之生長(cháng)活性。研究結果顯示在pH 2.5~3.5環(huán)境下,乳酸菌在PDA無(wú)法生長(cháng),但黴菌及酵母菌不受低pH 環(huán)境影響,因此吾等認為利用酸化PDA檢測乳酸菌食品中的黴菌及酵母菌將更為準確。
前言
臺灣保健食品市場(chǎng)規模隨著(zhù)我國健康意 識提升而成長(cháng),2017年通過(guò)審查的保健食品 前五大功效訴求為調節血脂、胃腸功能改善、 免疫調節、護肝、骨質(zhì)保健[1]。根據國內外 研究顯示乳酸菌有改善腸道菌相、增強免疫 功能、降膽固醇、降血脂或減少體脂肪形成 等功效,食品中常以乳酸菌做為益生菌原料。 隨著(zhù)國人生活水平上升,對於食品衛生要求 愈發(fā)嚴格。檢測方法進(jìn)行含乳酸活菌產(chǎn)品時(shí), 若是以PDA為檢測培養基,檢測結果容易因 乳酸活菌生長(cháng)於PDA中而有偽陽(yáng)性。目前市 面上已有多種乳酸活菌產(chǎn)品,然而檢驗乳酸 活菌產(chǎn)品中黴菌及酵母菌時(shí),因乳酸活菌能 生長(cháng)於PDA上,導致不易判斷產(chǎn)品是否被黴 菌或酵母菌所污染。文獻指出酸可抑制乳酸
菌生長(cháng)[2],而黴菌及酵母菌耐酸性較佳[3], 因此本研究欲以酸液調整PDA之 pH值,在 不影響黴菌及酵母菌生長(cháng)的前提下,使乳酸 活菌不生長(cháng)於PDA上。
材料與方法
培養基、試劑 BD DifcoTM Potato Dextrose Broth(馬 鈴薯葡萄糖培養基;PDB)、BD DifcoTM Lactobacilli MRS Broth(乳酸桿菌 MRS 培 養基)、BD DifcoTM Agar(洋菜)皆購買(mǎi)自 啟新生物科技有限公司,新北市。鹽酸(HCl) 購自Sigma-Aldrich(德國)、85%磷酸(H3PO3) 購自第一化工原料股份有限公司(臺灣)、 檸檬酸(Cirtric acid)購自三?;す煞萦邢?公司(中國)、蘋(píng)果酸(Malic acid)購自國華 貿易股份有限公司(日本)。
10%(w/w)酸液製備 將 37%鹽酸、85%磷酸、檸檬酸粉末、 蘋(píng)果酸粉末分別加入無(wú)菌水中混勻至濃度為
10%(w/w),以0.22 m filter 過(guò)濾至無(wú)菌離 心管內備用。
實(shí)驗菌種 Lactobacillus plantarum (BCRC 10069)、 Lactococcus lactis (BCRC 12312)、Lactobacillus rhamnosus (BCRC 16000)、Lactobacillus paracasei (BCRC 16100)、Pediococcus pentosaceus (BCRC 10068)、Aspergillus oryzae (BCRC 30289)、Saccharomyces cerevisiae (BCRC 21800)以上菌株皆購自財團法人食品 工業(yè)發(fā)展研究所生資中心(新竹,臺灣)。
菌株活化 乳酸菌菌液製備 : 將乳酸菌冷凍保存管 以無(wú)菌接種環(huán)沾取至Lactobacilli MRS平板 進(jìn)行四區劃線(xiàn),倒置37℃於厭氧環(huán)境培養 48±2小時(shí),培養完畢再將單一菌落以無(wú)菌接 種環(huán)沾取至Lactobacilli MRS Broth中,37℃ 於厭氧環(huán)境培養16~18小時(shí)。 真菌菌液製備 : 將黴菌或酵母菌之純菌 冷凍保存管以無(wú)菌接種環(huán)進(jìn)行四區劃線(xiàn)接種 至PDA平板,正放25℃培養5-7天,活化後 真菌平板以無(wú)菌接種環(huán)取單一菌落接種至 PDB,培養於25℃培養5-7天備用。
酸化馬鈴薯葡萄糖洋菜培養基(酸化 PDA) 製備 將 PDB 粉末加入總體積2% Agar,以 121℃高溫高壓滅菌15分鐘,冷卻至45-50℃, 加入先前製備好之酸液由pH 5.1調整pH至 3.8、3.5、3.0與 2.5。 酸化 PDA 配製方法經(jīng)預實(shí)驗結果如表 1,不同酸液調整至pH 3.8 (±0.1)使用酸液量 不同。 由 HCl配製酸化PDA調整至不同pH值 使用酸量如表2。
乳酸菌數檢測 利用傾注平板法進(jìn)行乳酸菌數計數,操 作方法如下:取乳酸活菌菌液1 mL以 1% peptone water 進(jìn)行序列稀釋?zhuān)♂屩?0-6、 10-7,各稀釋液分別取1mL 至無(wú)菌培養皿, 再倒入15~20 mL經(jīng)滅菌完成冷卻至45-50℃ 之Lactobacilli MRS agar,執行平板兩重覆, 待平板冷卻凝固後倒置培養於37℃厭氧環(huán)境 48 ± 2小時(shí),培養後計數平板上的單一菌落, 菌落計數範圍介於25~250 CFU 之間,兩平 板菌落數平均後得實(shí)驗結果。
黴菌與酵母菌檢測 利用傾注法進(jìn)行真菌活性檢測,操作方 法如下:將活化好之真菌菌液,經(jīng)培養後以 傾注平板法培養於PDA 於 25℃培養5-7天, 觀(guān)察生長(cháng)活性狀況。
乳酸菌於PDA上生長(cháng)活性測試 同上述乳酸菌檢測方式,將乳酸菌以?xún)A 注平板法檢測,培養條件比照黴菌與酵母菌, 培養基使用PDA取代Lactobacilli MRS agar, 倒置培養於25℃培養5-7天,培養後計數平 板上的單一菌落,菌落計數範圍介於25~250 CFU之間,兩平板菌落數平均後得實(shí)驗結果。
酸性PDA對於乳酸菌與真菌生長(cháng)活性測試 乳酸菌實(shí)驗方法同上述乳酸菌於PDA上 生長(cháng)活性測試,使用培養基為酸化PDA,倒 置培養於25℃培養5-7天,培養後計數平板 上的單一菌落,菌落計數範圍介於25~250 CFU之間,兩平板菌落數平均後得實(shí)驗結果。 黴菌與酵母菌實(shí)驗方法同上述黴菌與酵 母菌檢測,將黴菌、酵母菌以?xún)A注法於各酸 化PDA,正放於25℃培養5-7天,經(jīng)培養後 觀(guān)察菌落型態(tài)生長(cháng)活性狀況。
結果
為評估乳酸菌於PDA之生長(cháng)狀況,本研 究將乳酸菌活化後經(jīng)序列稀釋至適當稀釋倍 數後以?xún)A注培養於MRSA及PDA,結果如表 3 所示,乳酸菌以?xún)A注平板法接種於 MRS agar 及 PDA,乳酸菌於兩種培養基皆可生 長(cháng),並且其菌落數目無(wú)明顯差異。乳酸菌於 MRSA培養基上生長(cháng)活性較佳,菌落呈白色 明顯肉眼可見(jiàn),但由於PDA是黴菌與酵母菌 通用培養基,乳酸活菌雖然可以生長(cháng)於此培 養基上,但對於部分乳酸菌較為不適,而生 長(cháng)出的乳酸菌菌落形態(tài)會(huì )偏細小,較不易計 數。 藉由不同酸液調整至 pH 3.8之 PDA 確 認乳酸菌於一般酸化PDA生長(cháng)活性。由表4 結果顯示部分乳酸菌由調整至pH 3.8 PDA傾 注培養幾乎沒(méi)有活性,但是 Lactobacillus plantarum 較為耐酸,活性較強,於 pH 3.8 之 PDA中菌數與MRS agar中菌數無(wú)明顯差 異。 以不同酸液調整pH值之PDA皆可抑制 大部份乳酸菌的生長(cháng)(表4)。以此結果可 推斷以調整 pH 方式可以抑制乳酸菌生長(cháng)活 性,以 pH 值 3.8之 PDA 雖然可降低大部分 乳酸菌活性,但還是有耐酸特性較強的乳酸 菌無(wú)法被抑制,故以 pH 3.8之酸化 PDA 不 足以客觀(guān)表現乳酸活菌產(chǎn)品之衛生檢測結果。
根據表4 結果顯示,由各種酸液調整pH 之PDA對於L. plantarum生長(cháng)活性無(wú)顯著(zhù)差 異,為了改進(jìn)此缺點(diǎn),後續實(shí)驗使用實(shí)驗室 內最常見(jiàn)之酸液(鹽酸)製備酸化PDA,再 由上述實(shí)驗結果改良實(shí)驗方法,以10% 鹽酸 酸液調整 PDA 之 pH,由原始 pH5.1調整至 pH 3.5、3.0、2.5。各乳酸菌接種至 MRS Broth 37℃培養16~18小時(shí),再以MRS agar 傾注培養37℃2-3天,同時(shí)以不同pH之PDA 傾注培養25℃5-7天,培養後觀(guān)察結果如表 5。將活性乳酸菌傾注培養於 pH 3.5、3.0、 2.5之 PDA 中,各乳酸菌皆無(wú)法生長(cháng),證明 降低pH值可以抑制乳酸菌活性。 為了確認真菌生長(cháng)活性不受高酸性環(huán)境 影響,本研究將黴菌與酵母菌以?xún)A注法培養 於不同 pH 之 PDA 平板,再以25℃培養5-7 天,觀(guān)察其生長(cháng)情形,結果如圖1、圖2 所 示,代表黴菌的Aspergillus oryzae與代表酵 母菌的 Saccharomyces cerevisiae 皆可於低 pH之PDA平板生長(cháng),由此可知低pH 之PDA 黴菌與酵母菌亦可生長(cháng),觀(guān)察酸化PDA平板 生長(cháng)之菌落型態(tài)與未調整pH之 PDA並無(wú)差 異,生長(cháng)活性亦無(wú)明顯差別,將PDA酸化可 大幅降低乳酸菌在PDA中檢出機率,且不影 響黴菌與酵母菌檢測,進(jìn)而降低檢測報告之 偽陽(yáng)性。
討論
依據本研究結果乳酸菌於PDA上生長(cháng)活 性測試結果證明乳酸活菌可被PDA檢出來(lái)。 若以無(wú)經(jīng)處理之PDA檢測含活性乳酸菌之產(chǎn) 品,檢測結果可能會(huì )有偽陽(yáng)性,進(jìn)而影響品 管檢驗判定。為使品管檢驗更加準確,必須 開(kāi)發(fā)抑制乳酸菌於PDA之生長(cháng)活性方法。本 研究以一般酸化PDA (pH 3.8)確實(shí)可抑制乳 酸菌生長(cháng)活性,但有部分乳酸菌耐酸度較強, pH 3.8亦可生長(cháng)。由此可知酸化是一個(gè)有效 且可行的方法,但需再作改善,經(jīng)由再降低 pH至 3.5-2.5的PDA確實(shí)能有效抑制乳酸菌 活性,且不影響黴菌與酵母菌生長(cháng)活性,因 此,將PDA酸化至pH 3.5-2.5範圍內後再檢 驗含乳酸活菌產(chǎn)品,可以使衛生檢驗結果降
低其偽陽(yáng)性而更加準確。本研究使用一株酵 母及一株黴菌做為測試基準,未來(lái)將進(jìn)一步 測試多種真菌於酸化PDA生長(cháng)情形,以確認 酸化PDA檢驗適用性。
參考文獻
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