凍干機探尋菌種內(nèi)部分子機制變化

　　今日給大家分享一篇關(guān)于凍干工藝對于益生菌活力影響的文章。益生菌具有極大的開發(fā)應(yīng)用價值，其中乳酸菌是典型的代表。高效保存菌體活力有利于后續(xù)生產(chǎn)一直是困擾工業(yè)界的難題。目前國內(nèi)外研究表明乳酸桿菌在不利環(huán)境下會產(chǎn)生生理應(yīng)激反應(yīng)，處于壓力條件下菌體內(nèi)部的蛋白質(zhì)發(fā)生變化，以增強其適應(yīng)性。

　　為探究凍干工藝對于菌種內(nèi)部分子機制的變化，作者采用蛋白質(zhì)組學技術(shù)，通過對于菌體凍干前后內(nèi)部蛋白質(zhì)的變化觀測，來分析冷凍干燥工藝對菌體存活的影響，為其工業(yè)化生產(chǎn)提供理論依據(jù)。作者設(shè)定培養(yǎng)溫度分別為32.5℃與37℃，對副干酪乳桿菌PC-01高密度發(fā)酵并冷凍干燥。取凍干前與凍干后的樣品，利用TMT技術(shù)測定蛋白質(zhì)含量，對鑒定出的差異蛋白進行KEGG功能注釋與富集分析，研究蛋白的差異表達對兩個試驗組菌體存活的影響。

結(jié)果分析

　?、俨煌瑴囟葘龈汕昂缶N活性的影響具有差異。通過對32.5℃和37℃實驗組凍干前后菌體活細胞數(shù)的檢測，發(fā)現(xiàn)凍干前、后32.5℃試驗組的活菌數(shù)均顯著高于37℃試驗組。說明32.5℃更適合作為凍干前培養(yǎng)溫度。

　?、趯﹁b定出的差異蛋白進行KEGG通路注釋與富集分析，結(jié)果表明，32.5℃試驗組中上調(diào)差異蛋白顯著富集于碳水化合物代謝通路與膜運輸通路，在菌株生長繁殖過程中，存在一些具有代表性的蛋白質(zhì)，如ECF轉(zhuǎn)運體S組分、金屬ABC轉(zhuǎn)運蛋白ATP結(jié)合蛋白和NADH過氧化物酶。這些蛋白質(zhì)對于菌株的生存至關(guān)重要。其中ECF轉(zhuǎn)運體S組分、金屬ABC轉(zhuǎn)運蛋白ATP結(jié)合蛋白的功能均與膜運輸有關(guān)且結(jié)合的底物為金屬離子，通過運輸膜兩側(cè)的金屬離子來維持滲透壓平衡，從而維持細胞結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。另外，NADH過氧化物酶在細胞內(nèi)分解氧化毒性物質(zhì)、抵抗氧化應(yīng)激方面發(fā)揮著重要作用。

　　由此可得出，當副干酪乳桿菌 PC-01 處于對自身不利的環(huán)境中時，其內(nèi)部蛋白質(zhì)會立即作出反應(yīng)，通過細胞代謝和抵抗外界環(huán)境來形成防御機制，從而減少外界環(huán)境對菌種活性的損害。

　?、劢?jīng)過綜合分析兩個試驗組的凍干前后差異顯著的蛋白，發(fā)現(xiàn)在35℃試驗組中，一些關(guān)鍵蛋白在凍干后的表達量明顯高于凍干前，且整體表達量也高于37℃試驗組。例如醛酮還原酶蛋白，其作用的底物范圍非常廣泛，包括糖類、脂肪醛等，還可以利用輔酶參與羰基還原、碳碳雙鍵還原、內(nèi)酯還原和半縮醛氧化反應(yīng)，同時也可參與不飽和脂肪酸的合成和代謝。研究表明高比例的不飽和脂肪酸可以更好地維持菌株凍干后的細胞膜流動性和完整性。根據(jù)推測，35℃試驗組中醛酮還原酶的表達量提高，導(dǎo)致菌株不飽和脂肪酸的含量增加，增強了細胞膜的韌性，使其更具流動性，從而提高了菌體細胞的抗冷凍性。這可能是32.5℃試驗組比37℃試驗組更具活性的原因之一。

總結(jié)

　　32.5℃是最適合凍干前后培養(yǎng)的溫度，凍干前后蛋白量多，且差異化大。當副干酪乳桿菌 PC-01處于對自身不利的環(huán)境中時，其內(nèi)部蛋白分子會立刻從細胞代謝及抵抗外界環(huán)境這兩方面作出反應(yīng)，形成防御機制，從而減弱外界環(huán)境對菌種活性的損害程度。關(guān)鍵蛋白表達上調(diào)使菌株不飽和脂肪酸的量增加，從而增強細胞膜的韌勁并可更好地維持細胞膜流動性，由此增大了菌體細胞的抗冷凍性。

　　正如前文所提到的，冷凍干燥對菌體活力的保持有著重要的影響。凍干機作為無菌生物制劑的關(guān)鍵設(shè)備，其各項性能指標與凍干產(chǎn)品的質(zhì)量密切相關(guān)。因此，使用適當?shù)膬x器和正確的工藝能夠幫助企業(yè)提高菌體的保存活力，并提升后續(xù)生產(chǎn)效率。新芝多年深耕真空冷凍干燥領(lǐng)域，能夠為各位用戶提供合適的產(chǎn)品和解決方案。

鐘罩型壓蓋式凍干機

　　SCIENTZ-18N冷凍干燥機是SCIENTZ-N系列冷凍干燥機中凍干面積最大、捕水能力最強、冷阱尺寸最大的機型，它在保持結(jié)構(gòu)緊湊的同時，兼顧性能。采用先進的進口壓縮機，功能強大，可提供高度自動化的高品質(zhì)冷凍干燥環(huán)境（常規(guī)空載-56℃，可選配-80℃壓縮機，捕水容量6kg），是中小型實驗室完成較大批量，多品種物料凍干的理想選擇。

性能特點

整體性能 結(jié)構(gòu)緊湊，功能強大

制冷系統(tǒng) 制冷迅速，清晰可見

控制系統(tǒng) 智能控制，真彩顯示

干燥室 透明密封，防腐可靠

真空系統(tǒng) 真空可控，智能保護

T型架型冷凍干燥機

　　SCIENTZ-25TK T型架型冷凍干燥機標配24只橡膠密封閥，可掛廣口瓶24只、或茄型瓶24只，并采用了獨立的物料管道，最大程度降低物料的相互交叉污染風險。緊湊的儀器結(jié)構(gòu)設(shè)計，可有效節(jié)省寶貴的實驗室空間。本機采用先進的進口壓縮機，功能強大，可提供高度自動化的高品質(zhì)冷凍干燥環(huán)境(常規(guī)空載-56℃，可選配-80℃壓縮機)，適用于對細菌、真菌、多肽樣品、微生物菌種的保藏等樣品的處理。

性能特點

整體性能 結(jié)構(gòu)緊湊，功能強大

制冷系統(tǒng) 制冷迅速，清晰可見

控制系統(tǒng) 智能控制，真彩顯示

干燥室 透明密封，防腐可靠

真空系統(tǒng) 真空可控，智能保護