木糖葡萄球菌a2可转化高铁肌红蛋白生成亚硝基肌红蛋白的新用途
【专利摘要】木糖葡萄球菌A2可转化高铁肌红蛋白生成亚硝基肌红蛋白的新用途，属于食品科学/肉品科学【技术领域】，涉及木糖葡萄球菌A2的用途。微生物发酵法替代肉制品中的亚硝酸盐是一个全新的研究领域，本发明提供一株可转化高铁肌红蛋白生成亚硝基肌红蛋白的木糖葡萄球菌A2，它可以在MSA培养基中转化高铁肌红蛋白生成亚硝基肌红蛋白，即腌肉红色素，从而为发酵法替代肉制品中亚硝酸盐提供一条可能的解决途径。本发明的木糖葡萄球菌A2具备转化生成亚硝基肌红蛋白，即腌肉红色素的能力。从而，利用木糖葡萄球菌A2发酵，可以替代肉制品中亚硝酸盐的呈色作用，减少其使用量，降低产品可能的致癌性。
【专利说明】木糖葡萄球菌A2可转化高铁肌红蛋白生成亚硝基肌红蛋白的新用途
【技术领域】
[0001]本发明属于食品科学/肉品科学【技术领域】，涉及木糖葡萄球菌A2的用途，尤其涉及木糖葡萄球菌A2可转化高铁肌红蛋白生成亚硝基肌红蛋白的新用途。
【背景技术】
[0002]颜色是衡量肉和肉制品质量的重要标准之一。肉的颜色主要取决于其中肌红蛋白的含量以及其所处的状态。基态肌红蛋白(Myoglobin，Mb)(卟啉环中为Fe2+)并不结合任何亚基，而会与水分子结合。在氧气存在的条件下，肌红蛋白可以与I分子的氧分子结合，形成氧合肌红蛋白(Oxymyoglobin, MbO2),从而变成亮红色。此时,铁仍以二价铁离子(Fe2+)存在。但氧气和其他氧化剂，会将二。价铁氧化为三价铁，最终形成高铁肌红蛋白(Metmyoglobin, Met-Mb),为棕色。基态肌红蛋白、氧合肌红蛋白和高铁肌红蛋白在肉中一般同时存在。长时间放置的肉中高铁肌红蛋白含量较高，呈现为棕黄色。
[0003]肉类腌制中添加亚硝酸盐可有助于其形成稳定的红色泽。亚硝酸盐之所以能在腌肉中起呈色作用，是因为它们能在酸性条件下形成亚硝酸。亚硝酸不稳定，在还原性物质存在时，发生歧化反应，转化生成一氧化氮(NO)。一氧化氮和肌红蛋白反应，最终生成亚硝基肌红蛋白(Nitrosylmyoglobin, NO-Mb)。
[0004]亚硝酸钠是目前肉品腌制的关键组分，其在肉制品中的作用主要有:抑制腐败微生物生长，延缓食品腐败，抗氧化，产生腌肉的特征风味，以及与肉中色素成分——肌红蛋白作用，产生亚硝基肌红蛋白，形成稳定的腌肉红色泽。其中，亚硝酸盐的呈色作用是其在肉制品中使用的重要原因。但由于其自身毒性和潜在致癌性，其应用受到限制。因此，人们迫切需要一种新的方法来替代肉制品中的亚硝酸盐的使用。
【发明内容】
[0005]微生物发酵法替代肉制品中的亚硝酸盐是一个全新的研究领域，本发明的目的是提供一株可转化高铁肌红蛋白生成亚硝基肌红蛋白的木糖葡萄球菌A2，它可以在MSA培养基中转化高铁肌红蛋白生成亚硝基肌红蛋白，即腌肉红色素，从而为发酵法替代肉制品中亚硝酸盐提供一条可能的解决途径。
[0006]本发明通过大量微生物筛选，首次发现了一株木糖葡萄球菌A2，它具有转化高铁肌红蛋白生成亚硝基肌红蛋白的能力，具备替代肉中亚硝酸盐呈色作用的潜力。
[0007]所述的木糖葡萄球菌A2 (Staphylococcus xylosus A2)为从发酵风干肠中提取并分离鉴定的菌种，保藏在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)，地址:北京市朝阳区北辰西路I号院中科院微生物研究所，其菌种保藏编号为=CGMCCN0.5049,保藏日期为2011年7月8日，菌种的分类命名为木糖葡糖球菌(Staphylococcusxylosus)。
[0008]本发明中的木糖葡萄球菌A2具有以下生物学特性:[0009]形态特征:木糖葡萄球菌A2革兰氏染色结果为阳性，呈不规则葡萄状排列，无芽胞，无荚膜，无鞭毛。
[0010]菌落特征:此菌营养要求不高，在普通营养琼脂平板上生长良好。在MSA琼脂平板上，经32°C、48h培养，形成直径约I?2mm，圆形，凸起，白色菌落。在液体培养基中均匀混浊生长。
[0011]本发明的木糖葡萄球菌A2具备转化生成亚硝基肌红蛋白，即腌肉红色素的能力。从而，利用木糖葡萄球菌A2发酵，可以替代肉制品中亚硝酸盐的呈色作用，减少其使用量，降低产品可能的致癌性。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为接种木糖葡萄球菌A2对高铁肌红蛋白-MSA体系颜色变化的影响；
[0013]图2为接种木糖葡萄球菌A2对高铁肌红蛋白-MSA体系350?450nm处光谱图的影响；
[0014]图3为接种木糖葡萄球菌A2对高铁肌红蛋白-MSA体系450?700nm处光谱图的影响；
[0015]图4为两组高铁肌红蛋白-MSA体系的电子自旋共振光谱图。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图对本发明进一步说明。
[0017]一、试验设计.
[0018]将肌红蛋白溶解在pH6.5的50mM磷酸钠缓冲液中，配置成20mg/mL的溶液。加热30min以除去残留可能降解高铁肌红的酶类，4°C条件下，10，OOOg离心lmin，除去变性的蛋白质。4°C放置7d后得到高铁肌红蛋白溶液。将高铁肌红蛋白溶液使用0.45tm滤膜过滤灭菌后，加入到MSA(Man Rogosa and Sharp)液体培养基中，使最终高铁肌红蛋白浓度为2mg/mL。将木糖葡萄球菌A2接种到该培养基中，使其终浓度为106CFU/mL。32°C厌氧培养18h后，通过离心除去菌细胞。通过色差计对其颜色变化进行测定，并测定培养基体系紫外/可见(UV-Vis)吸收光谱和电子自选共振光谱(ESR)，鉴定其中肌红蛋白存在状态。
[0019]二、MSA (Manntilo Salt Agar)培养基配方
[0020]牛肉膏l.0g，示蛋白胨10.0g, D-甘露醇l0.0g，氯化钠75.0g，蒸馏水IOOOmL,ρΗ7.2 ?7.6。
[0021]三、色差测定
[0022]液体模拟体系颜色测定选用色差计透射模式(transmittance mode),仪器经自检及零点、标准(L* = 95.26, a* = -0.89,b* = 1.18)校正后,试样装满2mm比色杯后置于液体载样台上进行测定。
[0023]四、紫外-可见(UV-Vis)光谱扫描
[0024]不同肌红蛋白衍生物的UV-Vis吸收光谱不同。通过光谱扫描可对肌红蛋白的转化情况进行鉴定和转化过程跟踪。利用紫外-可见分光光度计对所制得的样品进行光谱扫描，以培养基调整系统基线，扫描范围为350?700nm，扫描间隔为lnm。
[0025]五、电子自旋共振(ESR)测定[0026]电子自旋共振技术(ESR)可用以孤对电子分析，而NO分子中含有孤对电子，因此，利用ESR技术，可以区分氧合肌红蛋白(MbO2)和亚硝基肌红蛋白(NO-Mb)两种红色肌红蛋白衍生物。ESR测定方法如下:取大约0.3mL样品，直接吸入到ESR毛细管中，浸入液氮中迅速冷却。使用装配有低温样品池的Bruker ECS106电子自旋共振仪进行测定，测定参数如下:调制频率IOOkHz ;调制幅度1.0mT ;微波功率2.0mff ;微波频率9.44GHz ;温度150K ;响应时间30s。需要注意的是，进行ESR测定时，MSA培养基中不可添加顺磁性物质硫酸锰。
[0027]六、结果与分析
[0028]将木糖葡萄球菌A2接种到MSA液体培养基中，同时做空白对照，厌氧条件下32°C培养18h，测定其色差值和光谱变化情况。
[0029]通过视觉，可以很清晰的观察到，经过18h培养，接种木糖葡萄球菌A2的高铁肌红蛋白-MSA体系呈现亮红色，而对照组则呈现棕色泽。采用透射色差对模拟体系颜色进行定量分析，结果如图1所示，木糖葡萄球菌A2组的a*_值(红度值)显著高于对照组(P<0.05)，这表明该组样品要“更红” 一些；而其L*-值(亮度值)较另两组较低，但差异并不显著(P > 0.05)。各组的b*_值(黄度值)之间亦没有显著区别。
[0030]同时，对各处理组进行UV-Vis光谱扫描，结果如图2-3所示。由图可知，空白对照组在410、505和635nm处有特征吸收峰,这是高铁肌红蛋白的特征；而接种木糖葡萄球菌A2组的吸收光谱曲线发生变化，在420、540和580nm处出现了特征吸收峰，这正是红色肌红蛋白衍生物的典型图谱。红色肌红蛋白衍生物分为氧合肌红蛋白(MbO2)和亚硝基肌红蛋白(NO-Mb)两种。由于二者的吸收曲线和特征峰值很接近，所以很难仅仅通过这一种指标对其进行区分。
[0031]由图4可知，接种木糖葡萄球菌A2体系存在顺磁性物质的信号，而对照组体系ESR信号显示为不存在顺磁性物质，这表明该体系中存在一氧化氮分子。研究发现该体系g值为1.9870，进一步表明，检测得到了亚硝基肌红蛋白(NO-Mb)，而其恰恰是腌肉色素的主要成分。这表明该株木糖葡萄 球菌可以将高铁肌红蛋白转化为亚硝基肌红蛋白，这为微生物发酵法替代亚硝酸盐提供了一条可能途径。
【权利要求】
1.木糖葡萄球菌A2可转化高铁肌红蛋白生成亚硝基肌红蛋白的新用途。
2.根据权利要求1所述的木糖葡萄球菌A2可转化高铁肌红蛋白生成亚硝基肌红蛋白的新用途，其特征在于所述木糖葡萄球菌A2在MSA培养基中转化高铁肌红蛋白生成亚硝基肌红蛋白。
3.根据权利要求2所述的木糖葡萄球菌A2可转化高铁肌红蛋白生成亚硝基肌红蛋白的新用途，其特征在于所述MSA培养基配方为:牛肉膏1.0g，示蛋白胨10.0g, D-甘露醇10.0g,氯化钠 75.0g,蒸馏水 lOOOmL，pH7.2 ?7.6。
4.根据权利要求1或2所述的木糖葡萄球菌Α2可转化高铁肌红蛋白生成亚硝基肌红蛋白的新用途， 其特征在于所述木糖葡萄球菌Α2，其保藏编号为=CGMCC N0.5049。
【文档编号】C12R1/44GK103436576SQ201310282139
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2013年7月5日 优先权日:2013年7月5日
【发明者】孔保华, 李沛军, 罗慧婷, 刘骞 申请人:东北农业大学