淺談酸奶發酵過程中噬菌體的分離及其特性

呂宇蓓

摘要：隨著乳制品行業的發展，酸奶的功能逐漸被更多的人重視，酸奶的發酵過程是十分嚴謹的，在發酵過程中，乳酸菌極易受到噬菌體的侵染，導致酸奶出現質量問題，所以現階段急需對噬菌體進行分離和特性研究，在高中課堂上，我們已經學習了噬菌體的分離方法。本文主要對酸奶制造過程中噬菌體的分離步驟進行探討，并分析噬菌體的特有性質。

關鍵詞：酸奶發酵；噬菌體特性

1 噬菌體概述

為了使我們對噬菌體的特性有初步了解，高中生物課本對噬菌體有詳細的介紹，噬菌體是一種能夠侵染細菌、真菌以及藻類的病毒，它是不能單獨生存的，必須依靠汲取宿主細胞的營養物質進行自身能量的供給，在細菌群落和細菌聚集的地方經常有噬菌體的出現。噬菌體的體積較小，分類方法比較復雜，在生物課堂上，教師也對噬菌體的特性進行了介紹，噬菌體的結構相對較為簡單，沒有獨立完整的細胞結構，只具有一種核酸類型，對細菌和真菌的侵染效果特別明顯[1]。

2 酸奶發酵過程中噬菌體的分離步驟

2.1.將指示菌種進行活化并過濾

為了更準確的探討噬菌體的特性，應該對酸奶進行噬菌體的檢測，故首先要進行檢測指示菌的培養，在高中生物實驗中以乳桿菌中噬菌體的分離為例，將作為指示菌株的乳桿菌放置在37℃的培養液培養至少24小時，使菌株保持活性，接著采用0.4μm的純凈過濾膜將酸奶樣品進行過濾，將其它會干擾實驗的細菌除去，從而能夠使得噬菌體的檢測結果更加精確[2]。

2.2選用適當培養基使噬菌斑出現

在高中課本上對乳桿菌的培養基進行了大致介紹，本次分離實驗采用的乳桿菌培養基的形式是固體與半固體相混合，經過活化和過濾的指示菌與樣品酸奶的加入比例是1：1000，教師在授課過程中提到1ml樣品酸奶的量較為適宜，在指示菌和培養基的共同作用下，大約24h后，噬菌斑會出現在培養基中，接下來需要我們對噬菌斑進行觀察，達到一定量才能進行下一步實驗。

2.3將單個噬菌斑進行裂解離心

由于樣品酸奶中的噬菌體含量是不確定的，所以我們在培養噬菌斑后在培養基中可能會出現大量的噬菌斑，在實驗中，我們只選取了單個噬菌斑進行分離，將選取的單個噬菌斑放在適宜的液體培養基中，并加入適量指示菌，在37℃的溫度下對混合液進行充分完全的裂解操作，對裂解后的混合液進行離心，將乳桿菌體進行破壞，把噬菌體分離出來[3]。

2.4將裂解液進行提純并保存

為了得到較為純凈的噬菌體，我們反復進行了裂解離心步驟，盡可能將所有的菌體都除去，裂解離心過程重復五次左右，基本已經達到將噬菌體與乳桿菌完全分離的目的，為了更有效地進行噬菌體性質的研究，我們還需將噬菌體放在適宜條件下保存，一般來說，乳桿菌噬菌體應該放在4℃的液氮中保持活性，再配以適當濃度的甘油溶液進行存放。

3 酸奶發酵過程中產生的噬菌體的特性

3.1對宿主細胞有較強的依賴性

經過一系列復雜的操作，我們會得到純度較高的噬菌體，有利于對噬菌體進行特性分析。在酸奶發酵過程中，主要的菌種為乳酸菌和乳桿菌，產生的噬菌體形式也比較相近，由于噬菌體是一種病毒，所以它與其他病毒的基本特性相同，只能依靠宿主細胞生活，也就是說酸奶發酵過程中產生的噬菌體對乳酸菌具有較強的依賴性，只能從中獲取養分，進而維持自己的活性。

3.2對宿主細胞的選擇較為專一

在酸奶發酵過程中，乳酸菌及乳桿菌都會產生特定的噬菌體，由于不同菌種的受體不同，產生的噬菌體形式也就不同，這種特性被稱為噬菌體的宿主特異性，所以在酸奶發酵過程中，只需要對特定菌種的噬菌體進行分離即可，無需研究其他噬菌體的性質，酸奶發酵過程中主要是乳酸菌噬菌體破壞發酵劑的作用，使得發酵后酸奶中的乳酸含量降低，降低了酸奶的質量。

3.3繁殖速度快且繁殖量比較大

在上述實驗過程中發現，如果將噬菌體與菌種放在適當的培養基中保存，噬菌體的擴散速度比菌種的繁殖速度快得多，如果對噬菌體和菌種的生長情況進行連續觀察，可以發現1h左右噬菌體能夠繁殖至超過130個，菌種的結構也隨之破裂，侵染與菌種的所有噬菌體又會去從其他的乳酸菌中吸收養分。也就是說乳酸菌噬菌體的繁殖速度非常快、繁殖量很大，如果不及時控制會破壞發酵過程[4]。

3.4噬菌體沒有完整的細胞結構

將分離出的噬菌體在電子顯微鏡下進行結構觀察，可以發現噬菌體的結構比較簡單，沒有完整的細胞結構，有以蛋白質為主要成分的橢圓形頭部和尾部，DNA位于橢圓形頭部中，尾部分出尾絲，整個結構只有蛋白質和DNA，并沒有細胞質等其他結構，正是由于噬菌體的結構不完整，才需要侵染特定的細胞進行生存，確保自己能夠進行DNA的復制，從而進行順利繁殖。

4 結語

綜上所述，為了使酸奶發酵過程變得更安全，保證酸奶的質量，必須對噬菌體進行分離和特性研究，從而找到避免噬菌體侵染乳酸菌的辦法。我們應該利用高中生物知識對噬菌體的分離方法進行研究，明確不同種類噬菌體的分離步驟，對提純過程、離心時間以及保存原液等步驟都要有足夠的了解，并結合高中課本對噬菌體的特性介紹來分析乳酸菌中的噬菌體特點，盡量在發酵過程中避免噬菌體的感染。

參考文獻：

[1] 解明旭，葉仕根，楊曉宇.噬菌體的研究進展[J].黑龍江畜牧獸醫，2016.

[2] 賀江.噬菌體展示技術在食品科學領域的應用進展[J].中國農學通報，2014.

[3] 朱良工，關松梅.乳酸菌噬菌體及其PCR法檢測研究進展[J].中國乳品工業，2017（6）.

[4] 習羽，汪政煜.乳酸菌抗噬菌體相關機理的研究進展[J].乳品科學與技術學報，2015（6）.