3.2. 不同碳水化合物底物的生长速率测定
图2. 单核细胞增生李斯特菌Scott A(上)、肠出血性大肠杆菌O157:H7(中)和开菲尔乳杆菌B6(下)在补充1%(w/v)碳水化合物Synergy 1(A)、GOS(-)、乳果糖(:)、P95(✕)和葡萄糖(þ)的蛋白胨-酵母提取物肉汤中的生长。低聚糖与葡萄糖之间的主要统计学显著差异(P < 0.01)如下。单核细胞增生李斯特菌:四种低聚糖在24小时均较高。大肠杆菌:四种低聚糖在24小时均较高,乳果糖在2-8小时较低。开菲尔乳杆菌:Synergy和乳果糖在3和4小时较低,然后5-24小时较高,GOS在24小时较高。在一些孤立时间点观察到其他统计学显著差异,但不影响数据的总体趋势。
开菲尔乳杆菌B6、单核细胞增生李斯特菌和大肠杆菌在含不同添加碳水化合物的PY肉汤中的生长速率显示在图2中。观察到益生元碳水化合物与葡萄糖之间存在统计学显著差异,但其中一些是单个时间点,因此对总体趋势不重要。观察到的主要统计学显著(P < 0.01)差异如下。与葡萄糖相比,两种病原体在乳果糖上生长时,大多数时间点从1到8小时的生长减少。然而,在24小时时,两种病原体的所有益生元培养物的光密度(OD)均高于葡萄糖对照。这种差异在GOS培养物中最不明显。在实验的前8小时,开菲尔乳杆菌B6在补充GOS和Raftilose P95的培养物中的生长与葡萄糖对照无显著差异。Synergy 1和乳果糖中的生长在前4小时低于葡萄糖,然后在实验剩余时间超过葡萄糖。在24小时时,Synergy 1、GOS和乳果糖的培养物OD显著高于葡萄糖,但差异通常小于病原体中观察到的差异:开菲尔乳杆菌为葡萄糖读数的105-131%,而单核细胞增生李斯特菌为122-164%,大肠杆菌为132-153%。
进行了额外的简单实验以确定开菲尔乳杆菌B6在补充一些简单糖的培养基中的生长。这些是各0.2%(w/v)的葡萄糖和乳糖混合物,代表GOS糖浆中的简单糖污染物,以及各1%(w/v)的葡萄糖、乳糖和半乳糖(GOS的单体组分)。在单个时间点(18小时)确定培养密度。在添加葡萄糖、半乳糖、GOS和代表GOS污染物的混合物的PY中观察到良好生长(从0时间起增加3.5-3.8 log cfu/mL)。在未补充PY肉汤中观察到较差生长(1.6 log cfu/mL)。补充乳糖的培养物中生长为中等,活菌数增加为2.7 log cfu/mL。
3.3. 合生素与病原体之间的拮抗作用
单核细胞增生李斯特菌和大肠杆菌在纯培养和与开菲尔乳杆菌B6共培养中使用四种益生元底物的生长显示在图3中。开菲尔乳杆菌B6种群的总增加范围为2.7至3.4 log cfu/mL。检查了病原体在纯培养和共培养中的生长差异,如果满足两个标准则视为显著:P < 0.05的统计学显著性和差异幅度≥0.5 log cfu/mL。
图3. 单核细胞增生李斯特菌(A-D和I)或大肠杆菌(E-H)在PY肉汤中纯培养(-)或与开菲尔乳杆菌B6共培养(:)的生长。虚线(✕)表示pH。添加的益生元化合物(1%,w/v)为Synergy 1(A,E)、GOS(B,F)、乳果糖(C,G)和Raftilose P95(D,H)。图I显示在添加0.2%(w/v)葡萄糖和乳糖的PY肉汤中的生长,约GOS中发现的浓度。纯培养和共培养中单核细胞增生李斯特菌计数的差异由数据标签指示,显示在显著(P < 0.05)且≥0.5 log cfu mL^-1的时间点的差异值。
当使用Synergy 1(图3A)培养时,与纯培养相比,与开菲尔乳杆菌B6共培养时单核细胞增生李斯特菌的数量在8和24小时时间点略低(0.5 log cfu/mL)。在两种培养中,单核细胞增生李斯特菌的活菌数在约8小时后达到最大值,此后未下降。当使用GOS(图3B)培养单核细胞增生李斯特菌时,观察到更大的差异。在共培养中,单核细胞增生李斯特菌从6.0 log cfu/mL增加到8小时的7.7 log cfu/mL,然后下降到24小时的0.8 log cfu/mL。纯培养中也出现较小的下降,8小时达到8.5 log cfu/mL的峰值,24小时下降到5.6 log cfu/mL。从8小时起两种培养显著不同。当使用乳果糖(图3C)培养时,单核细胞增生李斯特菌计数在8或12小时达到峰值后,到24小时也略有下降。共培养中这种下降开始稍早,导致12小时时纯培养和共培养之间0.7 log cfu/mL的差异。使用Raftilose P95作为底物时,未观察到单核细胞增生李斯特菌在纯培养和共培养之间的生长差异(图3D)。大肠杆菌与开菲尔乳杆菌B6共培养通常未受到显著影响(图3E-H)。仅在一个时间点(24小时),当使用乳果糖作为底物时(图3G),共培养大肠杆菌的种群显著低于单培养(0.6 log cfu/mL)。
培养物生长过程中培养基pH的变化根据碳水化合物来源而异。使用Synergy 1和Raftilose P95时,pH在前8小时下降然后稳定,而使用GOS和乳果糖时,pH下降持续至少到12小时。记录的最低pH值为Synergy 1的5.7、GOS和乳果糖的4.9、Raftilose的5.9。
图4. 单核细胞增生李斯特菌在PY肉汤中的生长:无添加(实线)、含40%开菲尔乳杆菌B6培养滤液pH 7.2(短虚线)和含40%开菲尔乳杆菌B6培养滤液pH 4.2(长虚线),由Bioscreen微生物生长曲线分析仪测定(数据为三个重复样品的平均值)。
开菲尔乳杆菌B6过夜培养无细胞滤液存在下单核细胞增生李斯特菌的生长显示在图4中。pH调节至7.2的培养滤液的存在显然有利于单核细胞增生李斯特菌的生长,因为培养获得的最大光密度显著增加。相反,pH 4.2的培养滤液降低了单核细胞增生李斯特菌培养达到的最大光密度。然而,在所有三种条件下,光密度达到最大或接近最大值所需的时间大致相等。
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