2.3產(chǎn)蛋白酶L.rhamnosus生長曲線測定
由圖4可見,8株篩選菌與2株對照菌在MRS培養(yǎng)基中均表現(xiàn)出良好的生長趨勢。N33、H48、P59、T91和T95這5株菌株生長能力最強,而S21菌株與對照菌LP_6110的生長能力相對較弱,它們的OD600 nm最大值僅為1.638和1.626。綜上所述,可得出8株試驗菌株與2株對照菌株的生長強度排序由強至弱為:N33>P59>T91>T95>H48>N38>S29>LGG>S21>LP_6110。
圖4各試驗菌株在MRS培養(yǎng)基中生長情況
2.4模擬胃酸耐受分析
益生菌具備一定耐酸能力,可在人體腸道環(huán)境中存活并增殖。正常情況下,人體空腹時胃液pH值在2.5左右。因此,本試驗選定pH 2.5分析8株乳桿菌耐酸能力,結(jié)果見表2。
表2 pH2.5時菌株耐受情況
結(jié)果表明,pH 2.5時8株鼠李糖乳酪桿菌存活率范圍介于98.60%~104.50%之間。菌株S29、H48、T95處理3 h(pH 2.5)后存活率幾乎與初始狀態(tài)持平,表現(xiàn)出極強的穩(wěn)定性。而其他試驗菌株的存活率雖有輕微下降,但總體差異并不顯著。8株菌均展現(xiàn)出良好的耐酸能力。對照LGG耐酸能力與上述8株試驗菌株相當(dāng),而LP_6110處理3 h后的存活率僅為76.48%。這種差異性可能歸因于不同種類乳酸菌在耐酸能力上存在固有差異。張迪等研究植物乳植桿菌(Lactiplantibacillus plantarum,Lpb.plantarum)HOM3201和動物雙歧桿菌乳亞種(Bifidobacterium animalis subsp.lactis,B.lactis)HOM1119在胃腸液3 h存活率均在100%以下,而本試驗的菌株S21和S29高于HOM3201和HOM1119的存活率。
2.5膽鹽耐受能力分析
膽鹽能夠顯著破壞細菌細胞膜的磷脂雙分子層結(jié)構(gòu),從而降低其細胞膜完整性。益生菌在小腸中能否抵抗膽鹽的侵蝕,成為其生存并有效定植的關(guān)鍵前提,進而確保其能持續(xù)地對人體產(chǎn)生積極作用。因此,膽鹽耐受能力已成為評估益生菌功效的重要指標(biāo)。圖5(a)展示了各試驗菌株在0.2%豬膽鹽處理下,分別經(jīng)過0.5 h和3 h后的存活狀況。
結(jié)果表明,在膽鹽環(huán)境下所有測試菌株均受到不同程度的影響。T91菌株表現(xiàn)出最出色的耐受性,3 h存活率高達65.15%,與其他菌株相比具有顯著優(yōu)勢(P<0.05)。此外,N33、N38、T95菌株也表現(xiàn)出較高的膽鹽耐受性,明顯優(yōu)于對照組LGG的27.99%和LP_6110的9.98%。盡管這8株試驗菌株均屬于鼠李糖乳酪桿菌,但在膽鹽耐受性上存在統(tǒng)計學(xué)差異。
圖5各試驗菌株膽鹽耐受能力
2.6產(chǎn)胞外多糖能力分析
在腸道微生物與宿主間的相互作用中,乳桿菌分泌的胞外多糖(EPS)不僅有助于調(diào)節(jié)腸道菌群平衡,還具有增強免疫力、降低血糖和膽固醇水平等多種益生功能。本試驗以LGG和LP_6110為對照,測定不同菌發(fā)酵上清液中胞外多糖產(chǎn)量。由圖5(b)可見,H48、T91及T95菌株的EPS產(chǎn)量均超過400 mg/L。而S21菌株的EPS產(chǎn)量則相對較低,僅為179.38 mg/mL(P<0.05)。本研究測定的結(jié)果略高于蔣光陽等篩選得到的來源于谷物醋中的菌株,其EPS產(chǎn)量最高僅為344.45 mg/L。
2.7表面疏水性和自聚集能力分析
細菌表面疏水性和自聚集能力與其黏附能力之間存在緊密的關(guān)聯(lián)。這些特性對于益生菌在腸上皮細胞上成功附著和在胃腸道中的穩(wěn)定定植至關(guān)重要。由圖5(c)可見,S21菌株顯著高于其他試驗及對照菌株的表面疏水性。S29、N38以及LP_6110表現(xiàn)出相近的表面疏水能力,均為30%左右,而N33菌株則顯示出最弱的表面疏水性。謝秀明等測定乳酸菌疏水性時選取二甲苯、乙酸乙酯和氯仿溶劑這3種不同的有機相,結(jié)果顯示同一菌株對不同有機相的疏水性也不同。
由圖5(d)可見,S21菌株自聚集能力最強(P<0.05)。觀察活化后的液體MRS培養(yǎng)基可以發(fā)現(xiàn),S21菌株沉降速度異常迅速,可能與其高度的黏附力或快速的菌體沉降速率有關(guān)。除此之外,N38、T91及T95菌株也表現(xiàn)出較強的自聚集能力,均明顯高于對照菌株LGG和LP_ 6110。
綜上所述,篩選的8株菌株表面疏水能力介于18.55%~86.64%之間,自聚集能力則分布在20.20%~88.09%之間。根據(jù)吳雨晗等提出的劃分標(biāo)準(zhǔn),S21菌株被歸類為具有高自聚集和高度疏水特性類型,而N33菌株則屬于低自聚集和低疏水性類型。除N33菌株外,其它7株乳桿菌中均具備一定的自聚集和疏水能力。
3討論
試驗對來自于不同年齡母親和月齡母乳喂養(yǎng)的健康嬰兒糞便進行篩選,篩選出的8株乳桿菌均為鼠李糖乳桿菌。以LGG和LP_6110為對照,對本試驗篩選得到8株產(chǎn)蛋白酶乳桿菌的生長性狀和產(chǎn)有機酸能力進行測定。結(jié)果表明,8株菌株均具有良好的生長能力,除S21和LP_6110外其他所有菌株均在0~4 h之間緩慢生長,4 h之后開始飛速生長,并在20 h左右達到穩(wěn)定期,其菌落數(shù)均在1.0×109 CFU/mL以上。
同時,對各試驗菌株進行耐酸能力分析和模擬胃腸液耐受能力分析。結(jié)果表明,8株菌株對pH 2.5的酸環(huán)境均具有很強耐受性,只有LP_6110在酸環(huán)境下菌落數(shù)量減少較多。LIU等考察了18株乳酸菌和雙歧桿菌在pH 2.5環(huán)境中的存活情況,發(fā)現(xiàn)鼠李糖乳酪桿菌對酸環(huán)境耐受較強,這與本試驗結(jié)果一致。
乳桿菌分泌的EPS可在腸道中促進腸道微生物發(fā)揮益生功能,且EPS在乳制品發(fā)酵生產(chǎn)中可作為高效增稠劑。本試驗篩選得到的產(chǎn)蛋白酶乳桿菌中,T91產(chǎn)EPS能力最強,達442.26 mg/L。其次是H48和T95,產(chǎn)生的EPS含量均超過400 mg/L,菌株S21產(chǎn)量最低,為129.38 mg/mL。本試驗所得EPS產(chǎn)量數(shù)據(jù)相較于蔣光陽等從谷物醋中篩選出的菌株,表現(xiàn)出顯著優(yōu)勢。后者EPS最高產(chǎn)量僅為344.45 mg/L。
通過表面疏水性及自聚集試驗發(fā)現(xiàn),8株菌株表面疏水能力范圍在18.55%~86.64%之間,自聚集能力20.20%~88.09%之間。S21在所有菌株中自聚集和表面疏水性能力最強;S29、N38、H48則與LP_6110表面疏水能力相差不大,均在30%左右(P<0.05)。
4結(jié)論
本文從16份嬰兒糞便樣品中成功分離出169株乳桿菌,通過透明圈直徑觀察及蛋白水解度測定,初步篩選高產(chǎn)蛋白酶菌株。結(jié)合RAPD圖譜分析,剔除了重復(fù)菌株。對選定菌株進行16S rDNA測序和序列同源性比對,確定8株產(chǎn)蛋白酶乳桿菌均為鼠李糖乳酪桿菌。以LGG和LP_6110為對照,分析8株乳桿菌的益生特性。結(jié)果表明,鼠李糖乳酪桿菌S29、N38、H48、T91、T95具有較強膽鹽耐受能力和較強的胃腸液耐受性,同時具有較強的抑菌能力和較高的胞外多糖產(chǎn)量,其他益生功能也表現(xiàn)優(yōu)異。為益生菌乳制品的開發(fā)提供了參考依據(jù)。
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