MALDI Biotyper評估生奶中熒光假單胞菌的生物膜形成風險
嗜冷假單胞菌 嗜冷假單胞菌是導致生奶在加工和冷藏過程中變質的常見細菌[1-2]，熒光假單胞菌尤其是造成生奶變質的主要污染菌[3]。熒光假單胞菌因為能夠產生細胞外脂肪酶和蛋白酶，并能在乳制品生產設備和工具的表面形成生物膜而大量繁殖，因此很難被常規的滅菌消殺方法清除，并容易造成生奶的變質[4]。因此，評估熒光假單胞菌的生物膜形成能力對于預防奶制品變質，降低產品質量風險極為重要。 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，對菌株進行了生物膜形成風險和MLST的分析，并通過布魯克MALDI Biotyper微生物質譜系統采集菌株的全細胞蛋白質指紋圖譜，根據生物膜形成風險等***將這些菌株分為不同的組，再將每組菌株的質譜數據隨機分為訓練組和測試組，用訓練組進行多元統計分析來發現與生物膜形成風險相關的標志峰并結合機器學習的方法來建立熒光假單胞菌形成生物膜能力的預測模型，而測試組則用于測試該預測模型的準確性。 圖1. 通過MALDI Biotyper建立熒光假單胞菌菌株生物膜形成能力預測模型的示意圖 表1. 熒光假單胞菌菌株的生物膜形成風險等***列表
圖2.生物膜形成風險不同的四株代表性熒光假單胞菌菌株的質譜圖(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；S組和M組m/z 6049峰值均下調。S組和M組峰值的變化***致。 圖3.基于23個菌株的MLST數據(A)和MALDI Biotyper質譜數據(B)的聚類分析圖，可見基于MALDI Biotyper質譜數據的聚類結果與熒光假單胞菌生物膜形成風險等***具有更高的***致性。 表2. 模型對菌株生物膜形成能力的預測結果
小結 本研究開發了***種基于MALDI Biotyper技術的嗜冷假單胞菌風險評估方法，重點針對其生物膜形成能力進行高精度篩選。結果表明，生物膜形成風險不同的菌株在蛋白質指紋圖譜上有明顯的差別，據此建立的模型可以很好地預測熒光假單胞菌的生物膜形成能力，準確率高達*** [5]。此外，該方法在其它具有特定表型的環境分離菌株的快速分型中同樣具有極大的應用潛力。 相比傳統的基因測序方法，本方法展現出顯著優勢，能夠準確識別具有強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量控制，快速識別潛在風險菌株，預防奶制品變質，還可廣泛應用于環境微生物學領域。 參考文獻 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)
