乳酸杆菌L1对致病弧菌的抑制作用

杨莺莺; 李卓佳; 陈永青; 梁晓华; 杨铿

乳酸杆菌L1对致病弧菌的抑制作用

中国水产科学研究院南海水产研究所，广东广州 510300

基金项目:

水科院重点科研项目 2001-4-2

广东省重大科技专项 A3050304

详细信息

作者简介:
杨莺莺(1963-), 女, 副研究员, 主要从事水产动物益生素的研究。E-mail: yyy402@126.com

中图分类号: Q935
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出版历程
- 收稿日期: 2005-02-22
- 刊出日期: 2005-03-19

Inhibitory effects of Lactobacillaceae on pathogen Vibrio sp.

South China Sea Fisheries Institute, Chinese Academy of Fishery Sciences, Guangzhou 510300, China

摘要

摘要:
以致病弧菌T1、T2为检测菌, 采用平板抑菌圈检测法, 研究乳酸杆菌L1及其代谢产物的抑菌能力。结果表明: L1发酵上清液对两种弧菌的抑制效果和发酵液对弧菌的抑菌作用相似, 即对弧菌T1的抑制作用强于T2;L1发酵液对弧菌T1、T2的抑制能力强于上清液, 表明乳酸杆菌及其代谢物质对弧菌具有协同抑制作用; L1的发酵液经3倍稀释仍对弧菌T1有抑制作用; 乳酸杆菌L1生长不同时期的代谢产物对弧菌的抑菌活性不同, 代谢产物的抑菌能力在衰退期 > 稳定期 > 生长期; L1的发酵液经沸水浴处理15 min其抑菌活性不变, 表明抑菌代谢物质具有较好的耐热性。
- 乳酸杆菌 /
- 弧菌 /
- 抑菌能力
Abstract:
The inhibitory effects of Lactobacillaceae L1 and its metabolic product on pathogen Vibrio sp.T1, T2 were examined by a zone plate inhibitory method.The results show that the antibacterial activity in supernatant liquid of Lactobacillaceae to T1 and T2 is similar to that of fermentation liqud, but the inhibitory effect of L1 on Vibrio T1 is stronger than that on T2.Fermentation liquid has a higher antibacterial activity than supernatant liquid, indicates that Lactobacillaceae and its metabolic product have a conjunct inhibitory effect on Vibrio T1 and T2.The antibacterial activity of fermentation liquid still remains after 3 times dilution. The antibacterial activity of metabolic product of lactobacillaceae to Vibrio T1 and T2 vary from different growth periods, with being stronger in the decline period> stability period> growth period. The inhibitory activity of fermentation liquid of L1 treated with boiled water for 15 min is invariable, shows that temperature tolerance of the inhibitory substance is better.
- Lactobacillaceae /
- Vibrio sp. /
- antibacterial activity

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很多鱼类能够忍受较长时间的饥饿，在自然环境中确实也要求它们必须具备这种生理功能。野生鱼类时常经历季节性或生理性的缺食时期，通过减少代谢率甚至消耗自身组织贮存物质，从生理或行为各方面发展了对食物不足的适应能力^[1]。

鱼类除了在胚胎期依靠卵黄或母体营养外，必须经常从外界环境中获得食物或能量，以维持生长和繁殖。当鱼类得不到食物或食物不足时，存活、生长、发育和繁殖等都将受到影响，有些甚至是极其严重的^[2]。为了评价鱼类营养状况，不同学者从形态学^[3]、生态学^[4]、组织学^[5-7]、生物化学^[8-9]和代谢生理^[10-11]等不同水平进行了研究。郑宗林等^[12]综述了饥饿对仔鱼生长和存活、鱼类形态行为的影响，并指出对鱼类饥饿的研究，在鱼类自然资源的保护、水产养殖、苗种培育以及利用补偿生长现象等方面也具有重要的指导意义。开展饥饿对海水养殖鱼类生理生态学的研究，不仅可以揭示鱼类适应饥饿胁迫的生理学对策^[13-14]，也可为鱼类养殖中新的高效投喂技术的形成提供理论依据^[14]。

脂肪酸是细胞膜结构中的重要组成部分。某一组织中脂肪酸组成的变化可能影响其生化和生理特性。本文研究了石斑鱼饥饿过程体重、肥满度、肝体比和肌肉的营养组成，并重点探讨饥饿对石斑鱼肌肉和肝脏脂肪酸组成的变化。

1. 材料与方法

1.1 实验鱼与养殖条件

实验用斜带石斑鱼(Epinephelus coioides)(62.3±0.6 g)购买于海南省陵水县新村港鱼排，在中国水产科学研究院南海水产研究所热带水产研究开发中心(海南三亚)室外水泥池(4 m×1.5 m×1 m)进行饥饿实验，每池放养35尾，设3个重复，实验时间分别为0、1、2、3和4周。流水养殖，实验用水经沉淀后沙滤，水流速率约2.0 L ·min^-1，连续充气，实验过程盐度为30.0~32.0，水温28.0~30.0℃，溶解氧为6.5~7.1 mg · L^-1，氨氮为0.3~0.5 mg · L^-1，亚硝基氮为0.07~0.08 mg · L^-1，硫化氢为0.03~0.04 mg · L^-1，pH为7.9 ~8.1。实验开始前，随机选取3尾鱼作为饥饿处理前指标对照。实验期间不投饵，每7 d取样1次，将所有鱼称重，每池随机取鱼3尾进行肥满度、肝体比、肌肉的营养组成以及肌肉和肝脏脂肪酸组成的测定。在化学分析前，肝脏和肌肉存放于-20℃的冰箱。

1.2 计算公式

肥满度=100×体重(g)/体长(cm)³

肝体比=100×肝脏重/体重

1.3 样品分析方法

粗蛋白采用凯氏定氮法，粗脂肪采用索氏提取法，水分采用105℃常压干燥法。采用氯仿和甲醇按2：1的比例进行脂肪提取，脂肪酸的分析采用浙江大学色谱工作站的岛津GC-9A气相色谱仪。

1.4 统计分析

数据统计分析采用SPSS 11.0软件(Chicago，IL，USA)处理，对数据作单因素方差分析(ANOVA)，并进行Duncan′s多重比较法分析平均数的差异显著性(P＜0.05)。

2. 结果

石斑鱼经4周的饥饿，体重量显著减轻。随着饥饿时间的延长，肥满度和肝体比显著降低(表 1)；肌肉水分和灰分显著增加(表 2)。饥饿1周后，蛋白质含量显著下降；脂肪含量在第1周下降，然后基本保持稳定。

表 1 石斑鱼饥饿4周对生物学指标的变化

Table 1. Changes in growth and morphological measurements in starved grouper over a 4-week period means±SD

饥饿时间/周starved period	体重/gbody weight	肥满度condition factor	肝体比hepatosomatic index
0	62.3±0.6^e	2.98±0.11^d	2.84±0.15^c
1	57.9±0.8^d	2.84±0.15^cd	2.50±0.13^b
2	54.5±0.5^c	2.66±0.16^bc	2.43±0.15^b
3	50.9±2.0^b	2.58±0.15^ab	2.16±0.06^a
4	47.9±19^a	2.39±0.09^a	2.00±0.11^a
注：同列数据上标字母不同者之间表示存在显著差异(P＜0.05) Note: Means within columns with the different letter are significantly different (P＜0.05).

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表 2 饥饿对石斑鱼肌肉营养成分的影响

Table 2. Changes in muscle composition in starved grouper over a 4-week period means±SD

饥饿时间/周starved period	水分moisture	粗蛋白protein	脂肪lipid	灰分ash
0	77.54±0.02^a	20.16±0.96^c	1.48±0.13^b	1.37±0.03^a
1	78.93±0.26^b	19.56±0.77^bc	1.20±0.14^a	1.33±0.04^a
2	79.16±0.30^b	18.34±0.36^b	1.18±0.16^a	1.44±0.07^ab
3	79.89±0.48^c	16.79±0.81^a	1.15±0.08^a	1.47±0.05^ab
4	80.08±0.48^c	16.55±0.58^a	1.20±0.12^a	1.58±0.07^b
注：同列数据上标字母不同者之间表示存在显著差异(P＜0.05) Note: Means within columns with the different letter are significantly different (P＜0.05).

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石斑鱼饥饿后肝脏和肌肉脂肪酸组成的变化分别见表 3和表 4。肝脏饱和脂肪酸(SFA)在饥饿前3周基本保持不变，但在第4周显著下降。单不饱和脂肪酸(MUFA)在饥饿第1周保持不变，然后呈下降趋势。多不饱和脂肪酸(PUHA)和高不饱和脂肪酸(HUFA)的总和随着饥饿时间的延长，含量显著增加。饥饿4周后，肝脏中SFA和MUFA显著降低，而PUHA+HUFA显著升高。与肝脏相比，肌肉中脂肪酸变化程度较小。随着饥饿时间的延长，肌肉中14：0减少而20：5增加。饥饿后石斑鱼肌肉DHA/EPA比率有下降趋势，但肝脏DHA/EPA比率显著上升；DHA+EPA的百分比都随饥饿时间的延长而显著上升。

表 3 饥饿对石斑鱼肝脏脂肪酸组成(%，脂肪酸)的影响

Table 3. Individual fatty acids(% of total fatty acids)in the livers for grouper during 4-weeks starvation means±SD

脂肪酸fatty acids	饥饿时间/周starved period
脂肪酸fatty acids	0	1	2	3	4
14：0	2.8±0.3^d	3.3±0.2^e	2.2±0.2^b	1.4±0.5^a	2.3±0.2^bc
15：0	1.1±0.2^ab	1.9±0.1^c	1.3±0.2^b	1.6±0.0^c	1.0±0.2^a
16：0	36.0±0.1^c	28.6±0.2^b	33.7±0.2^c	29.5±1.0^b	23.1±3.0^a
18：0	10.9±1.0^a	15.0±0.5^b	12.3±2.0^a	16.7±1.2^b	12.4±0.8^a
SFA	51.1±0.40^b	49.0±1.0^b	49.7±1.7^b	49.7±1.7^b	39.2±4.1^a
16：1	6.5±0.5^a	7.9±0.6^b	6.1±0.6^a	5.5±0.4^a	6.1±1.2^a
18：1	15.6±0.1^b	15.6±0.4^b	12.2±0.3^a	14.6±1.1^b	12.9±0.1^a
20：1	1.4±0.142^e	1.2±0.1^d	1.0±0.1^c	0.8±0.1^b	0.7±0.1^a
MUFA	23.4±1.0^b	24.7±1.0^b	19.2±0.1^a	20.9±1.6^a	19.6±1.1^a
18：2	2.5±0.4^b	2.5±0.1^b	1.5±0.4^a	2.9±0.4^b	4.2±0.7^c
20：3+20：4	3.9±0.4^a	4.6±0.2^ab	5.2±0.3^b	6.3±0.4^c	6.5±0.7^c
20：5	2.8±0.4^b	1.6±0.1^a	2.7±0.2^b	1.8±0.0^a	3.7±0.4^c
22：3	0.4±0.0^a	0.7±0.1^b	0.5±0.1^a	0.7±0.1^b	0.9±0.1^c
22：4	0.6±0.0^a	0. 9±0.0^b	0.9±0.0^b	1.0±0.1^b	1.0±0.1^b
22：5	1.6±0.0^a	2.0±0.2^bc	1.6±0.2^a	1.9±0.1^b	2.2±0.1^c
22：6	8.4±0.7^a	8.8±0.5^a	12.5±0.2^b	12.4±0.6^b	18.2±2.9^c
PUFA+HUFA	20.6±1.3^a	21.1±0.1^a	25.2±0.5^b	27.2±0.2^c	37.2±3.6^d
EPA+DHA	11.2±0.5^a	10.4±0.4^a	15.2±0.0^b	14.2±0.6^b	21.9±3.3^c
DHA/EPA	3.1±0.5^a	5.5±0.7^c	4.7±0.4^b	6.8±0.4^d	4.9±0.2^bc
注：同行数据上标字母不同者之间表示存在显著差异(P＜0.05) Note: Means within columns with the different letter are significantly different (P＜0.05).

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表 4 饥饿对石斑鱼肌肉脂肪酸组成(%，总脂肪酸)的影响

Table 4. Individual fatty acids (% of total fatty acids) in the muscle for grouper during 4-week starvation means±SD

脂肪酸fatty acids	饥饿时间/周starved period
脂肪酸fatty acids	0	1	2	3	4
14：0	2.9±0.3^b	2.6±0.2^b	2.5±0.3^ab	2.0±0.2^ab	2.0±0.3^a
15：0	1.3±0.1^a	1.7±0.2^b	1.3±0.2^a	1.1±0.0^a	1.3±0.1^a
16：0	23.3±1.2	23.4±1.1	24.8±0.5	24.8±0.5	22.1±1.2
18：0	7.4±0.4^c	4.4±0.3^a	6.4±0.6^bc	7.3±0.4^c	5.3±0.7^ab
SFA	34.9±1.1	32.1±1.5	34.9±0.4	35.2±0.7	30.7±0.7
16：1	9.8±1.4^ab	12.4±0.6^b	10.9±1.2^ab	7.7±0.2^a	9.1±0.9^ab
18：1	24.0±1.2	24.6±0.9	23.8±0.1	23.7±0.2	25.4±1.2
20：1	1.2±0.1^b	1.5±0.2^c	1.4±0.1^bc	1.0±0.1^a	1.2±0.1^b
MUFA	35.1±0.2^ab	38.5±1.7^b	36.1±1.4^ab	32.3±0.1^a	35.8±0.9^ab
18：2	5.8±0.5	4.4±0.5	4.9±0.4	4.7±0.0	3.8±0.6
20：3+20：4	4.5±0.2	4.9±0.7	5.5±0.1	4.6±0.2	4.7±0.6
20：5	3.0±0.7^a	3.4±0.1^ab	3.9±0.4^ab	3.9±0.4^ab	4.8±0.4^b
22：3	1.2±0.1^b	1.1±0.3^ab	1.0±0.0^ab	0.8±0.3^a	1.0±0.1^ab
22：4	1.3±0.1^b	1.0±0.2^a	0.9±0.0^a	1.0±0.2^a	1.1±0.2^a
22：5	2.3±0.2^ab	2.0±0.0^a	2.7±0.7^b	2.1±0.3^ab	2.0±0.2^ab
22：6	9.7±0.5^b	8.4±0.7^a	7.3±0.0^a	11.8±0.1^c	10.6±1.1^bc
PUFA+HUFA	27.8±1.2^bc	25.3±0.5^a	26.0±0.5^ab	28.9±1.0^c	28.0±0.7^c
EPA+DHA	12.7±1.1^a	11.9±0.6^ab	11.1±0.3^a	15.6±0.3^c	15.4±0.9^c
DHA/EPA	3.3±0.6^c	2.5±0.2^ab	1.9±0.2^a	3.1±0.3^bc	2.2±0.4^a
注：同行数据上标字母不同者之间表示存在显著差异(P＜0.05) Note: Means within columns with the different letter are significantly different(P＜0.05).

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3. 讨论

为了依据形态学特征更准确地描述和评价鱼类的营养地位，通常采用体重、肥满度和肝体比等指标。一般来说，随着饥饿的进行，体重急剧下降，体长往往无变化，甚至稍有增加，也有可能体长呈负增长，肥满度随饥饿呈下降趋势。肝体比被看作是对长期和短期营养方式很敏感的形态学指标，肝脏在营养不良或饥饿条件下，其重量也有所变化。食物缺乏时，肝脏内的储存物被消耗，肝体比下降^[2]。

生物化学是定量分析营养状况的有效方法，能准确反映肌肉和肝脏一些主要生化成分的数量动态。鱼类在饥饿状态下代谢功能会发生变化，并通过动用鱼体自身的贮存物质(糖类、脂肪和蛋白质)提供能量^[13]。石斑鱼在饥饿过程中，肌肉水分含量增加，这与美洲鲟(Acipenser transmontanus)^[15]、真鲷(Chrysophrys major^[16]，Pagrosomus major^[17])和鲈(Lateolabrax japonicus)^[18]的研究结果相似。本研究也发现饥饿过程中肌肉蛋白质含量下降，脂肪含量在第1周下降，随后保持相对稳定。这说明，饥饿过程中肌肉脂肪也是石斑鱼首先快速动用的能源物质，而肌肉蛋白则在整个饥饿过程中被动用，是最主要的供能物质。随着饥饿时间的延长，肌肉蛋白质开始作为鱼类新陈代谢的主要能源，对真鲷^[16]的研究也得出了相似的结果。然而，EINEN等^[19]报道大西洋鲑(Salmo salar)在饥饿过程中肌肉的蛋白质和脂肪含量保持相当高的稳定性，这2种营养物质由于体重的下降在鱼体中减少，说明蛋白质和脂肪是饥饿中的大西洋鲑代谢的重要能量物质。本实验石斑鱼肌肉中灰分有上升的趋势，这与大西洋鲑^[19]相似，肌肉中灰分显著增加是由于肌肉中蛋白质和脂肪含量下降的结果^[20]。

饥饿过程中，鱼类对其体内不同种类脂肪酸的利用顺序有一定的规律，即首先利用饱和脂肪酸，然后利用低不饱和脂肪酸，最后才动用高不饱和脂肪酸^[13]。饥饿影响鱼体组织特别是肝脏和肌肉的脂肪酸组成和内脏的脂肪积累，并且不同鱼类脂肪酸的动用也存在着差异^[21]。经4周的饥饿，石斑鱼肝脏中14：0和16：0以及肌肉中14：0和18：0显著降低。这个结果与鲶鱼(Clarias gariepinus)^[20]相似。饥饿也引起石斑鱼肝脏的18：1和20：1。鲤(Cyprinus carpio)^[22]和Coregonus muksum^[23]饥饿引起单不饱和脂肪酸下降而多不饱和脂肪酸上升。

JEZIERSKA等^[24]报道虹鳟(Salmo gairdneri)肝脏中的饱和脂肪酸含量保持相对的稳定，单不饱和脂肪酸下降而多不饱和脂肪酸上升；部分饱和脂肪酸上升是因为有些单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸保持稳定的百分含量。斑点叉尾NFDAA (Ictalurus punctani)饥饿28 d与14 d相比，肌肉中的饱和脂肪酸显著降低，肌肉中有些脂肪酸含量的变化相对较小^[25]。本研究中肝脏SFA保持相对的稳定，但MUFA下降而PUFA+HUFA上升。

饥饿导致石斑鱼肝脏中20：5和22：6显著增加。WEBSTER等^[26]报道斑点叉尾NFDAA饥饿80 d，肝脏和肌肉能有效地贮存22：6 n-3，而且内脏脂质中的脂肪酸指标变化很小。TIDWELL等^[25]发现池塘养殖的鲶鱼，饥饿引起脂肪酸含量的变化很小。饥饿使鲤鱼肌肉中22：6 n-3含量增加^[22]，虹鳟肝脏的22：6 n-3增加^[5]。22：6 n-3未被动用可能是由于它是生物膜结构中的重要组成成分^[25]。

本实验中，肌肉的脂肪酸组成与肝脏脂肪酸相比，变化较小。肝脏脂肪酸的显著变化说明了肝脏可能是作为脂肪酸代谢的主要器官的标志，这种现象同样出现于鲶鱼^[20]。鱼类能够对饥饿表现出不同的反应，肝脏脂肪作为能量物质被动用而导致其脂肪酸组成的较大变化，这种现象仍在探讨中^[21]。

饥饿既影响鱼类肌肉和脂肪酸组成，也影响其DHA/EPA比率，但影响的结果却有所差异。本研究中，饥饿后石斑鱼肌肉DHA/EPA比率有下降趋势，但肝脏DHA/EPA比率却显著上升；DHA+EPA的百分比都随饥饿时间的延长而显著上升。这可能是石斑鱼随饥饿时间的延长，引起DHA和EPA在肌肉和肝脏中储存。真鲷^[27]仔鱼随着饥饿时间的延长，DHA/EPA比率升高。斑点叉尾NFDAA肌肉、肝脏和大脑组织的DHA/EPA比率都随着饥饿时间的延长而下降^[25]，饥饿导致腹腔脂肪和肝脏DHA/EPA比率下降，但与饥饿时间的长短关系不大，同时饥饿使肌肉DHA/EPA比率略为上升^[26]。杂交罗非鱼(Oreochromis mossambicus×O.nilotic- us)^[21]不管养殖在淡水或海水中，饥饿后肌肉的DHA/EPA比率都下降，在海水养殖中肝脏DHA/EPA比率保持相对稳定而在淡水养殖中有下降趋势。饥饿对大西洋鲑^[19]肌肉DHA/EPA比率基本没有影响，但肝脏DHA/EPA比率显著升高。

在饥饿状态下，石斑鱼营养组成以及肝脏和肌肉某些脂肪酸含量的变化呈波浪式，这说明石斑鱼在饥饿时对体内贮能物质的动用，可能存在周期性的变化。张波等^[17]对真鲷幼鱼饥饿的研究也得出同样的趋势。鱼类在长期饥饿状态下对自身贮备能量的利用可能有2方面的适应：(1)降低代谢水平以节约能量消耗；(2)尽可能地保持一定的代谢水平，以保证在重新获得食物时能产生适当的胁迫反应^[13]。

表 1 L1菌发酵液及离心后上清液对指示菌T1、T2的抑菌圈大小

Table 1 Size of zone plate inhibitory of fermentation liquid and supernatant liquid of L1 strain to indicator strains T1 and T2 (mm)

指示菌 indicator strains	发酵液(pH 3.5) fermentation liquid	上清液(pH 3.5) supernatant liquid	对照HCl水组(pH 3.5) HCl diluted liquid
T1	23	20	0
T2	18	16	0

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表 2 不同稀释倍数L1菌发酵液对指示菌T1、T2的抑菌圈大小

Table 2 Size of zone plate inhibitory of diluted fermentation liquid of L1 strain to indictor strains T1 and T2 (mm)

指示菌 indicator strains	发酵液稀释倍数 times of dilution for fermentation liquid
指示菌 indicator strains	0	1	2	3
T1	25	23	21.5	13.5
T2	23	21	19	无

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表 3 不同稀释倍数L1菌发酵液对指示菌T1、T2的抑菌圈大小

Table 3 Size of zone plate inhibitory of diluted supernatant liquid of L1 strain to indictor strains T1 and T2 (mm)

指示菌 indicator strains	上清液稀释倍数 times of dilution for supernatant liquid
指示菌 indicator strains	0	1	2	3
T1	18	14.5	无	无
T2	15	无	无	无

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表 4 不同培养时间的L1菌发酵液对指示菌T1、T2的抑菌圈大小

Table 4 Size of zone plate inhibitory to indictor strains T1 and T2 of fermentation liquid of L1 strain under different time (mm)

指示菌 indicator strains	不同培养时间的发酵液 fermentation liquid of different culture time
指示菌 indicator strains	18 h	24 h	36 h	48 h	72 h	5 d
T1	无	22.5	24	24	25	28
T2	无	20	22	23	24	25

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表 5 不同温度及时间处理的L菌发酵液对指示菌T1、T2的抑菌圈大小

Table 5 Size of zone plate inhibitory to indictor strains T1 and T2 of fermentation liquid of L1 strain treated under different temperature and time (mm)

指示菌 indictor strains	60℃	80℃	100℃			未处理组 control group
指示菌 indictor strains	15 min	15 min	5 min	10 min	15 min	未处理组 control group
T1	23	23	23	23	23	23
T2	22	22	22	22	22	22

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参考文献(10)

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表(5)

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1. 材料与方法
1.1 实验鱼与养殖条件
1.2 计算公式
1.3 样品分析方法
1.4 统计分析
2. 结果
3. 讨论

乳酸杆菌L1对致病弧菌的抑制作用

作者简介: 杨莺莺(1963-), 女, 副研究员, 主要从事水产动物益生素的研究。E-mail: yyy402@126.com

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