低场核磁共振分析乳酸菌细胞中水分分布及其变化

作者：赵雪; 陈超; 王文博; 赵大伟; 张松平; 张万忠; 袁洪水^*; 李秀男^*

来源：食品与发酵工业, 2023, 49(07): 133-139.

DOI：10.13995/j.cnki.11-1802/ts.032365

• 乳酸菌
• 低场核磁共振(LF-NMR)
• 水分分布
• 弛豫时间
• 细胞损伤

该文选取乳酸菌发酵剂为研究对象，利用低场核磁共振(low-field nuclear magnetic resonance, LF-NMR)分析方法研究乳酸菌细胞水分分布及其变化。横向弛豫时间(T2)可以提供样品组织结构中的水分状态及水分分布的信息。根据弛豫时间T2可以将乳酸菌细胞的水分依次划分为结合水(T21)、半结合水(T22)以及自由水(T23),并分别对应不同的细胞结构中，包括T21<10 ms对应与细胞壁结合的水质子；10 ms<T22<100 ms对应细胞质中与蛋白质等大分子结合的水质子；T23>100 ms具有较高的自由度，代表细胞壁水。渗透压冲击会改变乳酸菌细胞内水分分布情况，使得水分的自由度增大；而反复冻融会使得细胞内的水分结成冰晶，损伤细胞结构，造成解冻后细胞内水流失，导致细胞塌陷破裂。研究结果表明，LF-NMR分析方法可以准确地提供乳酸菌细胞内部水分分布信息，并且细胞内部水分分布情况的变化与细胞损伤情况密切相关。

• 单位
  沈阳化工大学; 生命科学学院; 生化工程国家重点实验室; 生物工程学院; 中国科学院过程工程研究所; 河北农业大学