本論文研究了2'-巖藻糖基乳糖（2'-FL）作為益生元對兩歧雙歧桿菌（Bifidobacterium bifidum）益生菌特性的影響。人乳低聚糖（HMOs）是母乳中一類重要的生物活性成分，其中2'-巖藻糖基乳糖（2'-FL）是含量最豐富的HMO之一，占總量的約30%。2'-FL已被證實對嬰兒腸道微生物群的形成和健康具有顯著的益生元作用，尤其是對雙歧桿菌的富集和生長具有重要作用。
雙歧桿菌是嬰兒腸道微生物群的核心菌屬之一，其豐度和多樣性與嬰兒的腸道健康密切相關(guān)。然而，關(guān)于2'-FL對雙歧桿菌益生菌特性（如黏附能力、抗應(yīng)激能力和抗菌活性）的調(diào)節(jié)作用，尤其是對兩歧雙歧桿菌（Bifidobacterium bifidum）的影響，研究相對較少。研究選取了14種雙歧桿菌菌株，篩選出能高效代謝2'-FL的B.bifidum YH17和B.bifidum BBI01作為研究對象。研究發(fā)現(xiàn)，2'-FL顯著加速了這兩種雙歧桿菌的生長和繁殖，其促進(jìn)作用主要歸因于乳糖核心中的葡萄糖，而半乳糖的利用率較低。此外，2'-FL顯著提高了雙歧桿菌在模擬胃腸道環(huán)境中的存活率，最高可達(dá)73.5%，表明其能有效保護(hù)雙歧桿菌免受胃腸道應(yīng)激的影響。同時，2'-FL顯著增強(qiáng)了雙歧桿菌對Caco-2細(xì)胞的黏附能力，黏附效率最高可達(dá)12.2%，并促進(jìn)了雙歧桿菌與阪崎腸桿菌（Cronobacter spp.）的共聚集，從而增強(qiáng)了雙歧桿菌的競爭性排除能力。更進(jìn)一步，2'-FL代謝產(chǎn)物通過促進(jìn)雙歧桿菌分泌抗菌物質(zhì)，抑制了阪崎腸桿菌的生長。這些抗菌物質(zhì)具有熱穩(wěn)定性、pH穩(wěn)定性（甚至在pH 8.0時仍保持活性），并且與酸化有協(xié)同作用。研究還發(fā)現(xiàn)，B.bifidum BBI01在2'-FL條件下產(chǎn)生的抗菌物質(zhì)具有蛋白性質(zhì)，可能是其抑制病原菌的關(guān)鍵因素。
2'-FL作為一種益生元，不僅能促進(jìn)雙歧桿菌的生長，還能增強(qiáng)其在胃腸道中的存活能力、黏附能力和抗菌能力。這些發(fā)現(xiàn)為開發(fā)基于2'-FL的益生元補(bǔ)充劑提供了理論依據(jù)，有助于改善嬰兒腸道微生物群的健康。
Bioscreen全自動微生物生長曲線分析儀的應(yīng)用
Bioscreen全自動生長曲線分析儀被用于監(jiān)測不同雙歧桿菌菌株在各種碳水化合物（如葡萄糖、乳糖、半乳糖、巖藻糖、2'-巖藻糖基乳糖等）條件下的生長情況。通過定期測量培養(yǎng)液的光學(xué)密度（OD600），記錄雙歧桿菌在不同碳源條件下的生長動態(tài)。研究中設(shè)置了每30分鐘測量一次OD600值，從而生成詳細(xì)的生長曲線。這些生長曲線反映了菌株在不同碳源下的生長速率、延遲期和最大生長量。通過對比不同碳源條件下的生長曲線，能夠評估雙歧桿菌對各種碳水化合物的利用能力。通過對所得的生長曲線數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)在乳糖（Lac）和2'-巖藻糖基乳糖（2'-FL）條件下，雙歧桿菌的生長曲線顯示出較高的OD600值，表明這兩種碳源被高效利用。而在巖藻糖（Fuc）條件下，雙歧桿菌幾乎不生長，說明其無法有效利用巖藻糖。
實驗結(jié)果
結(jié)果表明，2′-FL介導(dǎo)了兩歧雙歧桿菌YH17和兩歧雙歧桿菌BBI01的出色益生菌反應(yīng)。2′-FL顯著加速了雙歧雙歧桿菌的生長和繁殖。2'-FL上乳糖核心中的葡萄糖是更有利的底物，使B.bifidum在半乳糖不容易獲得的情況下獲得生物量急劇增加。值得注意的是，2′-FL的攝取可以提高雙歧雙歧桿菌對惡劣GIT條件的抵抗力。此外作為碳源的2′-FL顯著改善了B.bifidum的粘合性能。這一特性不僅促進(jìn)了B.bifidum在腸上皮細(xì)胞的定植，而且在排除C.坂崎氏菌ATCC 29544和C.muytjensii ATCC 51329方面賦予了B.bifidum競爭優(yōu)勢。2′-FL對病原體的生長抑制是通過促進(jìn)雙歧雙歧桿菌分泌抗菌代謝物介導(dǎo)的。抑制活性因兩歧雙歧桿菌菌株而異。2′-FL特異性誘導(dǎo)雙歧雙歧桿菌BBI01產(chǎn)生一種或多種具有蛋白質(zhì)特性的熱穩(wěn)定抗菌物質(zhì)。這些獨特的抗菌物質(zhì)在兩歧雙歧桿菌BBI01的2′-FL CFS中起了關(guān)鍵抑制作用，即使在pH 8.0下也能保持相對穩(wěn)定，并與酸化產(chǎn)生協(xié)同作用。
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