2.3产蛋白酶L.rhamnosus生长曲线测定
由图4可见,8株筛选菌与2株对照菌在MRS培养基中均表现出良好的生长趋势。N33、H48、P59、T91和T95这5株菌株生长能力最强,而S21菌株与对照菌LP_6110的生长能力相对较弱,它们的OD600 nm最大值仅为1.638和1.626。综上所述,可得出8株试验菌株与2株对照菌株的生长强度排序由强至弱为:N33>P59>T91>T95>H48>N38>S29>LGG>S21>LP_6110。
图4各试验菌株在MRS培养基中生长情况
2.4模拟胃酸耐受分析
益生菌具备一定耐酸能力,可在人体肠道环境中存活并增殖。正常情况下,人体空腹时胃液pH值在2.5左右。因此,本试验选定pH 2.5分析8株乳杆菌耐酸能力,结果见表2。
表2 pH2.5时菌株耐受情况
结果表明,pH 2.5时8株鼠李糖乳酪杆菌存活率范围介于98.60%~104.50%之间。菌株S29、H48、T95处理3 h(pH 2.5)后存活率几乎与初始状态持平,表现出极强的稳定性。而其他试验菌株的存活率虽有轻微下降,但总体差异并不显著。8株菌均展现出良好的耐酸能力。对照LGG耐酸能力与上述8株试验菌株相当,而LP_6110处理3 h后的存活率仅为76.48%。这种差异性可能归因于不同种类乳酸菌在耐酸能力上存在固有差异。张迪等研究植物乳植杆菌(Lactiplantibacillus plantarum,Lpb.plantarum)HOM3201和动物双歧杆菌乳亚种(Bifidobacterium animalis subsp.lactis,B.lactis)HOM1119在胃肠液3 h存活率均在100%以下,而本试验的菌株S21和S29高于HOM3201和HOM1119的存活率。
2.5胆盐耐受能力分析
胆盐能够显著破坏细菌细胞膜的磷脂双分子层结构,从而降低其细胞膜完整性。益生菌在小肠中能否抵抗胆盐的侵蚀,成为其生存并有效定植的关键前提,进而确保其能持续地对人体产生积极作用。因此,胆盐耐受能力已成为评估益生菌功效的重要指标。图5(a)展示了各试验菌株在0.2%猪胆盐处理下,分别经过0.5 h和3 h后的存活状况。
结果表明,在胆盐环境下所有测试菌株均受到不同程度的影响。T91菌株表现出最出色的耐受性,3 h存活率高达65.15%,与其他菌株相比具有显著优势(P<0.05)。此外,N33、N38、T95菌株也表现出较高的胆盐耐受性,明显优于对照组LGG的27.99%和LP_6110的9.98%。尽管这8株试验菌株均属于鼠李糖乳酪杆菌,但在胆盐耐受性上存在统计学差异。
图5各试验菌株胆盐耐受能力
2.6产胞外多糖能力分析
在肠道微生物与宿主间的相互作用中,乳杆菌分泌的胞外多糖(EPS)不仅有助于调节肠道菌群平衡,还具有增强免疫力、降低血糖和胆固醇水平等多种益生功能。本试验以LGG和LP_6110为对照,测定不同菌发酵上清液中胞外多糖产量。由图5(b)可见,H48、T91及T95菌株的EPS产量均超过400 mg/L。而S21菌株的EPS产量则相对较低,仅为179.38 mg/mL(P<0.05)。本研究测定的结果略高于蒋光阳等筛选得到的来源于谷物醋中的菌株,其EPS产量最高仅为344.45 mg/L。
2.7表面疏水性和自聚集能力分析
细菌表面疏水性和自聚集能力与其黏附能力之间存在紧密的关联。这些特性对于益生菌在肠上皮细胞上成功附着和在胃肠道中的稳定定植至关重要。由图5(c)可见,S21菌株显著高于其他试验及对照菌株的表面疏水性。S29、N38以及LP_6110表现出相近的表面疏水能力,均为30%左右,而N33菌株则显示出最弱的表面疏水性。谢秀明等测定乳酸菌疏水性时选取二甲苯、乙酸乙酯和氯仿溶剂这3种不同的有机相,结果显示同一菌株对不同有机相的疏水性也不同。
由图5(d)可见,S21菌株自聚集能力最强(P<0.05)。观察活化后的液体MRS培养基可以发现,S21菌株沉降速度异常迅速,可能与其高度的黏附力或快速的菌体沉降速率有关。除此之外,N38、T91及T95菌株也表现出较强的自聚集能力,均明显高于对照菌株LGG和LP_ 6110。
综上所述,筛选的8株菌株表面疏水能力介于18.55%~86.64%之间,自聚集能力则分布在20.20%~88.09%之间。根据吴雨晗等提出的划分标准,S21菌株被归类为具有高自聚集和高度疏水特性类型,而N33菌株则属于低自聚集和低疏水性类型。除N33菌株外,其它7株乳杆菌中均具备一定的自聚集和疏水能力。
3讨论
试验对来自于不同年龄母亲和月龄母乳喂养的健康婴儿粪便进行筛选,筛选出的8株乳杆菌均为鼠李糖乳杆菌。以LGG和LP_6110为对照,对本试验筛选得到8株产蛋白酶乳杆菌的生长性状和产有机酸能力进行测定。结果表明,8株菌株均具有良好的生长能力,除S21和LP_6110外其他所有菌株均在0~4 h之间缓慢生长,4 h之后开始飞速生长,并在20 h左右达到稳定期,其菌落数均在1.0×109 CFU/mL以上。
同时,对各试验菌株进行耐酸能力分析和模拟胃肠液耐受能力分析。结果表明,8株菌株对pH 2.5的酸环境均具有很强耐受性,只有LP_6110在酸环境下菌落数量减少较多。LIU等考察了18株乳酸菌和双歧杆菌在pH 2.5环境中的存活情况,发现鼠李糖乳酪杆菌对酸环境耐受较强,这与本试验结果一致。
乳杆菌分泌的EPS可在肠道中促进肠道微生物发挥益生功能,且EPS在乳制品发酵生产中可作为高效增稠剂。本试验筛选得到的产蛋白酶乳杆菌中,T91产EPS能力最强,达442.26 mg/L。其次是H48和T95,产生的EPS含量均超过400 mg/L,菌株S21产量最低,为129.38 mg/mL。本试验所得EPS产量数据相较于蒋光阳等从谷物醋中筛选出的菌株,表现出显著优势。后者EPS最高产量仅为344.45 mg/L。
通过表面疏水性及自聚集试验发现,8株菌株表面疏水能力范围在18.55%~86.64%之间,自聚集能力20.20%~88.09%之间。S21在所有菌株中自聚集和表面疏水性能力最强;S29、N38、H48则与LP_6110表面疏水能力相差不大,均在30%左右(P<0.05)。
4结论
本文从16份婴儿粪便样品中成功分离出169株乳杆菌,通过透明圈直径观察及蛋白水解度测定,初步筛选高产蛋白酶菌株。结合RAPD图谱分析,剔除了重复菌株。对选定菌株进行16S rDNA测序和序列同源性比对,确定8株产蛋白酶乳杆菌均为鼠李糖乳酪杆菌。以LGG和LP_6110为对照,分析8株乳杆菌的益生特性。结果表明,鼠李糖乳酪杆菌S29、N38、H48、T91、T95具有较强胆盐耐受能力和较强的胃肠液耐受性,同时具有较强的抑菌能力和较高的胞外多糖产量,其他益生功能也表现优异。为益生菌乳制品的开发提供了参考依据。
相关新闻推荐
2、重组鸭肠炎病毒一步生长曲线、基因组鉴定及稳定性——摘要、材料与方法