MALDI Biotyper評(píng)估生奶中熒光假單胞菌的生物膜形成風(fēng)險(xiǎn)
嗜冷假單胞菌 嗜冷假單胞菌是導(dǎo)致生奶在加工和冷藏過程中變質(zhì)的常見細(xì)菌[1-2]，熒光假單胞菌尤其是造成生奶變質(zhì)的主要污染菌[3]。熒光假單胞菌因?yàn)槟軌虍a(chǎn)生細(xì)胞外脂肪酶和蛋白酶，并能在乳制品生產(chǎn)設(shè)備和工具的表面形成生物膜而大量繁殖，因此很難被常規(guī)的滅菌消殺方法清除，并容易造成生奶的變質(zhì)[4]。因此，評(píng)估熒光假單胞菌的生物膜形成能力對(duì)于預(yù)防奶制品變質(zhì)，降低產(chǎn)品質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)極為重要。 MALDI Biotyper用于菌株生物膜模型建立研究 本研究中，作者分別從上海和西藏的生奶中分離出23株熒光假單胞菌，對(duì)菌株進(jìn)行了生物膜形成風(fēng)險(xiǎn)和MLST的分析，并通過布魯克MALDI Biotyper微生物質(zhì)譜系統(tǒng)采集菌株的全細(xì)胞蛋白質(zhì)指紋圖譜，根據(jù)生物膜形成風(fēng)險(xiǎn)等***將這些菌株分為不同的組，再將每組菌株的質(zhì)譜數(shù)據(jù)隨機(jī)分為訓(xùn)練組和測試組，用訓(xùn)練組進(jìn)行多元統(tǒng)計(jì)分析來發(fā)現(xiàn)與生物膜形成風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)的標(biāo)志峰并結(jié)合機(jī)器學(xué)習(xí)的方法來建立熒光假單胞菌形成生物膜能力的預(yù)測模型，而測試組則用于測試該預(yù)測模型的準(zhǔn)確性。 圖1. 通過MALDI Biotyper建立熒光假單胞菌菌株生物膜形成能力預(yù)測模型的示意圖 表1. 熒光假單胞菌菌株的生物膜形成風(fēng)險(xiǎn)等***列表
圖2.生物膜形成風(fēng)險(xiǎn)不同的四株代表性熒光假單胞菌菌株的質(zhì)譜圖(A)及其局部放大圖(B-D)：4-4-1 (Strong), 9-1-1 (Medium), 9-3-1 (Weak 1) and 9-3-7 (Weak 2)；S組和M組的m/z 4534、m/z 5106、m/z 5655、m/z 6085、m/z 9069、m/z 9914和m/z 9965的峰值均較W組上調(diào)；S組和M組m/z 6049峰值均下調(diào)。S組和M組峰值的變化***致。 圖3.基于23個(gè)菌株的MLST數(shù)據(jù)(A)和MALDI Biotyper質(zhì)譜數(shù)據(jù)(B)的聚類分析圖，可見基于MALDI Biotyper質(zhì)譜數(shù)據(jù)的聚類結(jié)果與熒光假單胞菌生物膜形成風(fēng)險(xiǎn)等***具有更高的***致性。 表2. 模型對(duì)菌株生物膜形成能力的預(yù)測結(jié)果
小結(jié) 本研究開發(fā)了***種基于MALDI Biotyper技術(shù)的嗜冷假單胞菌風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，重點(diǎn)針對(duì)其生物膜形成能力進(jìn)行高精度篩選。結(jié)果表明，生物膜形成風(fēng)險(xiǎn)不同的菌株在蛋白質(zhì)指紋圖譜上有明顯的差別，據(jù)此建立的模型可以很好地預(yù)測熒光假單胞菌的生物膜形成能力，準(zhǔn)確率高達(dá)*** [5]。此外，該方法在其它具有特定表型的環(huán)境分離菌株的快速分型中同樣具有極大的應(yīng)用潛力。 相比傳統(tǒng)的基因測序方法，本方法展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢，能夠準(zhǔn)確識(shí)別具有強(qiáng)或中等生物膜形成能力的菌株。該方法不僅適用于奶制品加工與質(zhì)量控制，快速識(shí)別潛在風(fēng)險(xiǎn)菌株，預(yù)防奶制品變質(zhì)，還可廣泛應(yīng)用于環(huán)境微生物學(xué)領(lǐng)域。 參考文獻(xiàn) 1. Li, N., Wang, Y., You, C., Ren, J., Chen, W., Zheng, H., & Liu, Z. (2018). Variation in raw milk microbiota throughout 12 Months and the impact of weather conditions. Scientific Reports, 8, 2371 2. Meng, L., Zhang, Y., Liu, H., Zhao, S., Wang, J., & Zheng, N. (2017). Characterization of Pseudomonas spp. and associated proteolytic properties in raw milk stored at low temperatures. Frontiers in Microbiology, 8, 2158.. 3. Xu, Y., Chen, W., You, C., & Liu, Z. (2017). Development of a multiplex PCR assay for detection of Pseudomonas fluorescens with biofilm formation ability. Journal of Food Science, 82, 2337–2342. 4. Aswathanarayan, J. B., & Vittal, R. R. (2014). Attachment and biofilm formation of Pseudomonas fluorescens PSD4 isolated from a dairy processing line. Food Science and Biotechnology, 23, 1903–1910. 5. Minghui Yan, Liwen Luo, Dandan Li, Zhenmin Liu, Ran Wei, Jia Yi, Liang Qiao, Chunping You. Biofilm formation risk assessment for psychrotrophic Pseudomonas in raw milk by MALDI-TOF mass spectrometry, LWT, 176(2023),114508,ISSN 0023-6438.
(文章來源于儀器網(wǎng))
