揭示阿尔及利亚单峰驼乳中乳酸菌的潜力：多样性、技术应用与抗菌特性研究

本研究系统分离并表征了阿尔及利亚半干旱地区单峰驼乳（DCM）中的乳酸菌（LAB），揭示了其丰富的物种多样性（包括首次在该环境中报道的Enterococcus italicus）及显著的功能异质性。研究通过MALDI-TOF MS鉴定菌种，评估了菌株的产酸动力学、蛋白水解（87.10%菌株阳性）、脂解、淀粉酶活性、胞外多糖（EPS，29.03%阳性）及乙酰甲基甲醇（Acetoin，48.39%阳性）生产能力，并证实74.19%的菌株对食源性病原体（如Staphylococcus aureus、Escherichia coli）具有显著抑制活性（p?

　　

1 引言

乳酸菌（LAB）在食品工业中扮演着核心角色，其通过产生有益代谢物、提升发酵产品技术特性及感官品质的能力被广泛认可。此外，LAB通过益生作用支持免疫功能和维持肠道菌群平衡，对人类健康具有重要贡献。本研究旨在从阿尔及利亚半干旱地区采集的单峰驼乳（DCM）中分离和表征LAB，评估其技术功能性和抗菌活性。单峰驼（Camelus dromedarius）适应干旱和半干旱气候，其乳以富含蛋白质、维生素、矿物质和具有健康益处的生物活性分子而著称。在阿尔及利亚，DCM传统上由游牧人群生饮或发酵消费，其独特的生化特征（包括高水平的溶菌酶、乳过氧化物酶、乳铁蛋白和LAB产生的细菌素）表明其具有高抗菌潜力。尽管如此，DCM的LAB微生物群仍相对未被充分探索。

2 材料与方法

2.1 乳样来源与采集

10份乳样取自阿尔及利亚中部M’Sila省半干旱环境下的单峰驼。采样历时三年（2019年5月至2022年5月），每份样品无菌采集约1升，立即冷藏运输至实验室。

2.2 LAB的分离、纯化与保藏

通过涂布法在M17和MRS琼脂上分离LAB，典型菌落经纯化后于-80°C甘油保存。

2.3 表型、生理与生化表征

筛选革兰氏阳性、过氧化氢酶阴性、非运动性的菌株，通过葡萄糖发酵模式、NaCl（6.5%）耐受、碱性pH（9.6）生长及温度（10°C、15°C、45°C）适应性进行属级区分，辅以精氨酸双水解酶测试。

2.4 MALDI-TOF MS菌种鉴定

采用基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱（MALDI-TOF MS）进行高通量菌种鉴定。α-cyano-4-hydroxycinnamic acid（HCCA）基质制备后，菌落直接点样于靶板，经Microflex LTII谱仪采集蛋白质谱，通过Bruker Biotyper软件比对数据库，评分≥2.0确认为种水平鉴定。

2.5 LAB技术特性评估

2.5.1 酸化活性

菌株接种于UHT脱脂乳，30°C培养，于0、2、4、6、8、24、48h测定pH，计算ΔpH = pH_initial - pH_measured。

2.5.2 脂解活性

以Tween 20琼脂检测，透明水解圈表明甘油三酯酶解。

2.5.3 蛋白水解活性

采用含1%脱脂乳粉的PCA琼脂，透明圈直径反映酪蛋白水解能力。

2.5.4 胞外多糖（EPS）生产

MSE蔗糖琼脂初筛，黏液状菌落提示EPS合成；乙醇沉淀法复验。

2.5.5 淀粉酶生产潜力

淀粉琼脂扩散法，碘液染色后透明圈指示淀粉水解。

2.5.6 乙酰甲基甲醇（Acetoin）生产能力

Voges-Proskauer（VP）测试，粉红色环表明阳性。

2.6 抗菌活性测定

采用Kirby-Bauer纸片扩散法对抗七种食源性病原体（Staphylococcus aureus ATCC 25923、Escherichia coli ATCC 25922、Salmonella enteritidis ATCC 13076、Bacillus cereus ATCC 10876、Listeria monocytogenes ATCC 13932、Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853、Enterobacter cloacae ATCC 13047），测量抑制圈直径。

2.7 统计分析

采用单因素方差分析（ANOVA）和Tukey事后检验比较均值差异，Hierarchical Cluster Analysis（HCA）进行功能聚类，显著性水平设定为p?

3 结果

3.1 分离与初步表征

从DCM共分离79株推定LAB，31株典型球菌形态菌株入选深入分析。

3.2 表型表征

31株LAB分属四属：Lactococcus（27株）、Enterococcus（2株）、Leuconostoc（1株）、Lactobacillus（1株），基于形态、发酵特性、温度/盐/pH耐受性及精氨酸酶活性。

3.3 MALDI-TOF MS鉴定

所有菌株均获种水平鉴定，评分2.12–2.46。优势种为Lactococcus lactis（87.1%），其次为Enterococcus italicus（首次报道于该环境）、Leuconostoc mesenteroides、Lactobacillus lactis。

3.4 酸化活性

酸化动力学异质性显著（p?

3.5 脂解活性

64.5%菌株呈阳性，但活性普遍较弱（ halo?

3.6 蛋白水解活性

87.1%菌株具蛋白水解能力，BLC3最高（4.10±0.57?cm），四株无活性。

3.7 EPS生产

29.0%菌株产EPS，22.6%低产，仅BLC15（Leuconostoc mesenteroides）中产，BLC31（Lactococcus lactis）高产（黏液菌落）。

3.8 淀粉酶活性

仅9.7%菌株（BLC23、BLC29、BLC30）呈弱阳性， halo?0.85–1.35?cm。

3.9 Acetoin生产

48.4%菌株VP测试阳性， inter-strain变异性显著（p?

3.10 抗菌活性

74.19%菌株抑制至少一种病原体，对Staphylococcus aureus抑制最强（67.7%菌株，抑制圈8.0–22.0?mm），对Bacillus cereus抑制最弱（6.5%）。抑制圈变异性显著（p?

3.11 技术与抗菌特性视觉摘要

酸化、淀粉酶、Acetoin、EPS、抗菌及蛋白水解活性均通过琼脂扩散、培养管变色、沉淀形成等直观呈现，证实功能多样性。

3.12 技术特性聚类分析

HCA（Ward法）基于技术参数将31株分为四簇：簇1（多数菌株）具中度酸化、蛋白水解、低淀粉酶/EPS；簇3技术性状缺失；簇4（BLC9、10、12、13、14）酸化强劲。

3.13 抗菌活性聚类分析

基于抗菌谱分四簇：簇1低至中度抗菌；簇2选择性抑制；簇3无活性；簇4（BLC24、25）广谱强抑制，尤其对Staphylococcus aureus、Listeria monocytogenes、Escherichia coli。

4 讨论

LAB作为GRAS（Generally Recognized As Safe）和QPS（Qualified Presumption of Safety）微生物，在食品发酵中应用广泛。本研究中Lactococcus lactis为DCM优势菌（87.10%），Enterococcus italicus系首次报道于阿尔及利亚DCM。MALDI-TOF MS鉴定与表型高度一致，凸显其快速、准确之优势。酸化特性异质性显著，三株速酸菌适宜作主发酵剂，慢酸菌或作辅助培养物。脂解活性普遍低下，利于奶酪风味可控发展；蛋白水解活性较强，尤其BLC3，通过肽酶释放风味前体。EPS生产限于少数菌，但BLC31高产，具增稠潜力。淀粉酶活性稀少，限制其在谷物发酵中应用。近半数菌产Acetoin，贡献奶制品香气。抗菌活性突出，74.19%菌株抑制病原体，以Staphylococcus aureus最敏感，彰显其生物防腐潜力。聚类分析揭示功能异质性，簇4菌株（BLC24、25）兼具强技术性与抗菌性，为优质候选菌。

5 结论

阿尔及利亚半干旱地区DCM是LAB功能多样性宝库，菌株酸化、蛋白水解、Acetoin生产及抗菌活性显著，而脂解与淀粉酶活性较弱。这些本土菌株具作为无添加剂发酵食品起子培养物和天然生物防腐剂的潜力，支持可持续与功能性食品创新。后续研究将验证其在真实食品基质中的应用效能，响应清洁标签需求。