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铅是一种危害人类健康的重金属元素,对造血、免疫、神经、消化系统等具有毒性,在机体内无生理作用,铅尘和铅烟是大气铅污染的主要形式。为了降低或清除铅在人体中的富集,必须采取健康高效地方法来阻止消化道对食物中铅的吸收。本课题组前期通过大量试验证明嗜铅菌JT1(Genebank登录号:KM233626)对机体内外的Pb2+清除效果十分显著;为了进一步优化其嗜铅性能和保证其稳定性,本研究对嗜铅菌JT1的培养基进行优化改良,并对其传代过程中的稳定性进行探究,为进一步开发排铅饮品提供理论基础和数据依据。 本研究内容如下: 1、评价利用电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)测定不同食物中铅含量的分析方法。结果表明,该方法检出限为0.002mg/L,平均回收率为98.2%,变异系数为1.11%,测定重金属铅稳定。检测结果表明,肉类、海产品等共12种样品中铅检出率为33.33%,基本在限量范围之内。其中鸡肉、羊肉、乳制品、膨化食品中铅含量高于标准限量,分别为0.3253mg/kg、0.6806mg/kg、0.1505mg/kg、1.5629mg/kg,若长期食用会对人体产生不良影响。 2、为实现嗜铅乳酸菌JT1在生产中的快速增殖,对培养基成分进行了优化。以MRS培养基各成分对菌体生长的影响作为指标,先采用单因素试验,确定最佳的碳源、氮源和无机盐源,然后采用正交试验L9(34),对碳源、氮源和无机盐进行了优化。结果表明,嗜铅乳酸菌JT1的培养基最佳组合配比为:蔗糖2%,蛋白胨0.5%,牛肉膏0.75%,酵母膏0.3%,磷酸氢二钾0.15%,柠檬酸铵0.3%,硫酸镁0.15%,氯化钠0.75%,优化后发酵培养基的营养物质丰富,适于嗜铅乳酸菌JT1的生长,优化后的培养基培养的菌株活性最大,活菌数为8.20×108CFU/mL,均大于正交优化表中的任一组合,为该菌株的工业化生产获得高产量高活性菌株提供参考依据。 3、为进一步改良嗜铅菌JT1的嗜铅性能,以魔芋粉为基础,研究魔芋粉溶液的浓度、温度、pH及吸附时间对Pb2+吸附过程的影响;同时研究魔芋粉对JT1生长曲线、生长周期的pH值以及对Pb2+吸附效果的影响,确定魔芋粉和JT1两者共同作用的最佳因素。研究表明,随着魔芋粉浓度的增大,对Pb2+的吸附率逐渐增大,在0.025g/mL时到达最大,随后又缓慢减小。当魔芋粉浓度为0.01g/mL时,对Pb2+的吸附率随pH的增加而逐渐增大;随温度的升高而缓慢增加。魔芋粉对于Pb2+的吸附是一个快速的过程,在10min时吸附率达到最大,随后吸附率有所降低直至平衡。当魔芋粉浓度0.01g/mL,pH值为6.5,反应温度为37℃,测得JT1在MRS和加入魔芋粉的MRS培养基中均在12h进入对数生长期,18h进入稳定期;后者OD600整体较高,两者的pH差别不明显;吸附时间为10min时,测得两种培养基中的JT1对Pb2+的吸附率分别为43.5%和66.4%,活菌数分别为4.3×108CFU/mL和6.1×108CFU/mL,电镜观察密度差异显著,推断魔芋粉对JT1的生长有一定的促进作用且能够有效地提高JT1对Pb2+的吸附性。 4、为实现嗜铅乳酸菌JT1的连续化生产,对嗜铅菌JT1在M1和M2培养基中连续传代,并对此过程中菌株的表型特征和益生特性进行观察探究。结果表明,菌株连续培养至1000代,菌落呈不透明白色突起,表面光滑,与原始分离株菌落形态一样;连续传代并没有改变培养周期内总生物量和周期末活菌数的变化;且菌株JT1对pH为2.5的人工胃液、pH为8.0的人工肠液以及0.3%的胆盐中耐受能力基本保持稳定,菌株所特有的吸附Pb2+的能力在传代过程中也没有受到很大的影响;对食品中铅离子的吸附率范围基本稳定在55-60%左右;为嗜铅乳酸菌JT1的可持续性生产提供了可靠依据。