俞赟霞，王剛，趙建新，張灝，陳衛(wèi)

(江南大學(xué) 食品學(xué)院，江蘇 無錫，214122)

人類的腸道菌群是一個(gè)密集、復(fù)雜和動(dòng)態(tài)的微生態(tài)系統(tǒng)[1]，腸道菌群與宿主健康密切相關(guān)[2]。二者相互作用以維持微生態(tài)系統(tǒng)的功能穩(wěn)定性。此外，腸道菌群產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物(主要為短鏈脂肪酸(short chain fatty acids，SCFAs))是腸道菌群與宿主進(jìn)行“交流”的物質(zhì)基礎(chǔ)[3]。研究發(fā)現(xiàn)，乳酸菌可改善腸道環(huán)境，促進(jìn)宿主健康，其產(chǎn)生的抗菌物質(zhì)也是其發(fā)揮益生作用的一個(gè)重要因素[4]。乳酸菌產(chǎn)生的抗菌物質(zhì)有有機(jī)酸[5]、過氧化氫[6]、雙乙酰[7]、細(xì)菌素[8]等。其中，細(xì)菌素是一類由核糖體合成，經(jīng)或不經(jīng)過修飾酶加工，最后分泌至細(xì)胞外的一類能抑制或殺死其他細(xì)菌的抗菌肽。

自Nisin[9]被發(fā)現(xiàn)以來，細(xì)菌素一直是多個(gè)科學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。研究表明，有多種乳酸菌可產(chǎn)生細(xì)菌素，其具有狹窄或廣泛的抑菌譜[8]。近年來，國(guó)內(nèi)外大多數(shù)關(guān)于細(xì)菌素的研究主要集中于以下4個(gè)方面：①產(chǎn)細(xì)菌素乳酸菌的挖掘以及細(xì)菌素抑菌能力的分析[10]；②將產(chǎn)細(xì)菌素乳酸菌運(yùn)用于食品加工制造，以控制食品體系菌群及抑制致病菌生長(zhǎng)[11]；③用作抗生素的替代物[12]，以在盡可能減少對(duì)腸道菌群干擾的條件下治療致病菌導(dǎo)致的感染，包括一些耐藥性致病菌[13]；④對(duì)細(xì)菌素進(jìn)行生物工程改造[14]。而關(guān)于乳酸菌原位產(chǎn)細(xì)菌素對(duì)腸道菌群結(jié)構(gòu)與代謝產(chǎn)物的影響仍少有研究。DZUNG等人[15]研究了5種產(chǎn)Ⅱ型細(xì)菌素的乳酸菌對(duì)腸道菌群結(jié)構(gòu)的影響，結(jié)果表明乳酸菌是否產(chǎn)細(xì)菌素對(duì)門水平上的小鼠腸道菌群基本無影響，但屬水平上的腸道菌群結(jié)構(gòu)發(fā)生了短暫但有利的改變。PAUL等人[16]的研究結(jié)果表明，除明顯減少了螺旋體門菌群，產(chǎn)與不產(chǎn)細(xì)菌素Abp118的唾液乳桿菌對(duì)小鼠與豬的腸道菌群結(jié)構(gòu)在主要門水平上無顯著影響。前人研究均未涉及對(duì)腸道菌群代謝產(chǎn)物的影響以及抑菌譜大小對(duì)腸道菌群的影響是否存在差異。

本研究通過篩選產(chǎn)細(xì)菌素的乳酸菌，并選擇合適的相應(yīng)不產(chǎn)細(xì)菌素的乳酸菌作為陰性對(duì)照株，以探索乳酸菌所產(chǎn)細(xì)菌素對(duì)宿主腸道菌群結(jié)構(gòu)與代謝產(chǎn)物的影響。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)菌株

本研究所用的乳酸菌及其他微生物菌株的編號(hào)、種屬、來源及培養(yǎng)方式分別見表1，表2。

表1 研究所用的乳酸菌菌株信息Table 1 Information of lactic acid bacteria used in this study

表2 研究中涉及的指示菌菌株信息Table 2 Information of indicator strains used in this study

1.2 試劑與儀器

1.2.1 培養(yǎng)基與試劑

胰酪胨大豆肉湯培養(yǎng)基(TSB)，MRS培養(yǎng)基，青島海博生物技術(shù)有限公司；胰蛋白酶(1∶250)，木瓜蛋白酶(>6 000 U/mg)，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；胃蛋白酶(1∶15 000)，過氧化氫酶(>3 000 U/mg)，生工生物工程(上海)股份有限公司；乳酸鏈球菌素(Nisin，1 026 U/mg)，美國(guó)Sigma公司；膽鹽(OXOID)，英國(guó)OXOID公司；細(xì)菌基因組提取試劑盒FastDNA?SPIN Kit for Feces，北京聯(lián)立信生物技術(shù)有限公司；瓊脂糖凝膠DNA收試劑盒TIANgel Mini Purification Kit，天根生化科技(北京)有限公司；QuantTMdsDNA BR Assay Kit，美國(guó)Life Technologies公司；KAPA Biosystems Library Quantification Kit，美國(guó)KAPA Biosystems公司；TruSeq DNA LT Sample Preparation Kit、MiSeq?Reagent Kit，美國(guó)Illumina公司。

1.2.2 儀器

電子天平，pH計(jì)，梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司；高壓蒸汽滅菌鍋MLS-3750，日本Sanyo公司；冷凍高速離心機(jī)，德國(guó)Eppendorf公司；快速核酸提取儀FastPrep-24，美國(guó)MP公司；Bio-Rad T100 PCR儀，核酸電泳儀，凝膠成像儀，美國(guó)Bio-Rad公司；厭氧工作站，英國(guó)依萊泰科公司；恒溫恒濕培養(yǎng)箱，上海森信實(shí)驗(yàn)儀器有限公司；超凈工作臺(tái)，生物安全柜，蘇州安泰空氣技術(shù)有限公司；氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS)，TRACE 1300，賽默飛世爾科技公司；MiSeq測(cè)序儀，美國(guó)Illumina公司。

1.3 菌株的培養(yǎng)

將待活化的乳酸菌以體積分?jǐn)?shù)為2%的接種量接種于MRS液體培養(yǎng)基中，37 ℃置于厭氧工作站中培養(yǎng)20 h，活化3代后將菌液離心(8 000 r/min，20 min)，取發(fā)酵上清液，調(diào)節(jié)上清液pH值為6.00±0.05[10]。經(jīng)0.22 μm無菌濾膜過濾后得到無菌的發(fā)酵上清液，備用。

所用的指示菌按照表2中的條件進(jìn)行活化培養(yǎng)，備用。

1.4 牛津杯雙層平板法測(cè)定乳酸菌的抑菌能力

制備含指示菌的固體培養(yǎng)基，調(diào)節(jié)菌濃度為106～107CFU/mL。在鋪有一層水瓊脂的平板中擺上牛津杯，小心倒入含指示菌的培養(yǎng)基，待其凝固后拔出牛津杯[17]。在形成的孔中加入100 μL制備好的無菌上清液，4 ℃條件下擴(kuò)散4 h，隨后37 ℃靜置培養(yǎng)16～18 h，觀察并測(cè)定抑菌圈的大小。每個(gè)樣本做3個(gè)平行實(shí)驗(yàn)，以MRS液體培養(yǎng)基(pH=6.0)作為陰性對(duì)照，Nisin溶液(活力為510 U/mL)作為陽(yáng)性對(duì)照。

1.5 乳酸菌抑菌物質(zhì)的分析

為測(cè)定抑菌物質(zhì)對(duì)過氧化氫酶與蛋白酶的敏感性，將過氧化氫酶、胃蛋白酶、木瓜蛋白酶和胰蛋白酶分別溶解于50 mmol/L磷酸鹽緩沖液(pH=7.0，胃蛋白酶為pH=2.0)中配成母液，加入至乳酸菌發(fā)酵上清液(pH調(diào)至7.0或2.0)中，使最終酶質(zhì)量濃度達(dá)到1 mg/mL[11]。37 ℃水浴2 h后取出，100 ℃煮沸10 min使酶失活，將發(fā)酵上清液pH值調(diào)回6.0，按照1.4中的步驟測(cè)定其抑菌能力。

1.6 乳酸菌生物學(xué)特性的測(cè)定

1.6.1 乳酸菌代時(shí)的測(cè)定

將待測(cè)定的乳酸菌活化3代后，按體積分?jǐn)?shù)為2%的接種量接種于適宜培養(yǎng)基中，混勻后分裝至25個(gè)無菌試管中，適宜條件下進(jìn)行培養(yǎng)。指數(shù)期每隔30 min進(jìn)行1次活菌計(jì)數(shù)，其余時(shí)間段為60 min測(cè)定1次(每次計(jì)數(shù)取1根試管)。繪制活菌數(shù)隨時(shí)間變化的生長(zhǎng)曲線，按照公式(1)計(jì)算乳酸菌的代時(shí)(G)。

式中：t2與t1，指數(shù)期分別所取的時(shí)間點(diǎn)2與1，h；N2與N1，分別對(duì)應(yīng)時(shí)間點(diǎn)2與1時(shí)的活菌數(shù)，CFU/mL。

1.6.2 乳酸菌耐酸耐膽鹽能力的測(cè)定

實(shí)驗(yàn)方法參照翟齊嘯[18]并稍作修改，將胃蛋白酶溶于生理鹽水中(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.85%)，調(diào)節(jié)pH至3.0，使其終質(zhì)量濃度為3 g/L；將胰蛋白酶溶于生理鹽水中(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.85%)，調(diào)節(jié)pH至8.0，使其終質(zhì)量濃度為1 g/L，隨后加入牛膽鹽使其終質(zhì)量濃度為3 g/L。人工胃、腸液經(jīng)0.22 μm無菌濾膜過濾后備用。將活化3代后的待測(cè)乳酸菌離心(5 500 r/min，15 min)，重懸于人工胃液中并進(jìn)行初始活菌計(jì)數(shù)，37 ℃培養(yǎng)3 h后再次測(cè)定其活菌數(shù)(期間每隔30 min搖勻1次)。將含菌人工胃液離心(5 500 r/min，15 min)，重懸于人工腸液中，37 ℃培養(yǎng)2、4 h后測(cè)定其活菌數(shù)(期間每隔30 min搖勻1次)，計(jì)算乳酸菌的存活率。

1.7 動(dòng)物實(shí)驗(yàn)

1.7.1 動(dòng)物飼養(yǎng)及分組

實(shí)驗(yàn)動(dòng)物選擇5周齡的C57BL/6雄性小鼠30只，分為5組，每組6只。飼養(yǎng)環(huán)境溫度為20～26 ℃，濕度40%～70%，每周更換2次墊料。每日每只小鼠灌胃的菌濃度為5×109CFU/mL，灌胃體積為200 μL，即每只小鼠每天的灌胃菌量為1×109CFU。實(shí)驗(yàn)分組及處理方式見表3。

表3 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物分組及處理方式Table 3 Design of animal experiment

注：對(duì)小鼠進(jìn)行乳酸菌灌胃前先適應(yīng)1周。

1.7.2 小鼠糞便菌群結(jié)構(gòu)的測(cè)定

動(dòng)物實(shí)驗(yàn)期間，收集灌胃3周后與停止灌胃1周后的小鼠糞便，采用16S rDNA擴(kuò)增子測(cè)序的方法分析糞便菌群結(jié)構(gòu)。按照FastDNA?Spin Kit for Feces試劑盒說明書來提取小鼠糞便的基因組。以提取得到的基因組為模板，經(jīng)PCR擴(kuò)增16S rDNA的V3、V4區(qū)(擴(kuò)增片段長(zhǎng)度為465 bp，上游引物341F：CCTAYGGGRBGCASCAG，下游引物806R：GGACTACNNGGGTATCTAAT)。PCR反應(yīng)體系組成為TaqMix，25 μL；341F，1 μL；806R，1 μL；模板，1 μL；ddH2O，22 μL。反應(yīng)條件為：95 ℃，5 min；(95 ℃，30 s；52 ℃，30 s；72 ℃，30 s)30個(gè)循環(huán)；72 ℃，7 min；12 ℃，10 min。經(jīng)瓊脂糖凝膠電泳切取對(duì)應(yīng)條帶，按照TIANgel Mini Purification Kit試劑盒說明書進(jìn)行膠回收。

采用Qubit DNA濃度測(cè)定方法利用QubitTMdsDNA BR Assay Kit測(cè)定樣品濃度。根據(jù)DNA定量結(jié)果進(jìn)行等質(zhì)量濃度混樣，隨后按照TurSeq DNA LT Sample Preparation Kit 試劑盒說明書構(gòu)建文庫(kù)，最后根據(jù)MiSeq Reagent Kit說明書經(jīng)Illumina MiSeq測(cè)序儀上機(jī)測(cè)定[20]。

1.7.3 小鼠糞便短鏈脂肪酸的測(cè)定

實(shí)驗(yàn)方法參考毛丙永[20]等并稍作修改：小鼠糞便經(jīng)凍干后，稱取20 mg糞便置于EP管中，加入500 μL飽和NaCl溶液，浸泡30 min后用組織破碎儀破碎至無明顯顆粒狀。加入20 μL 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的H2SO4酸化，漩渦振蕩30 s，加入800 μL乙醚，振蕩混勻，提取短鏈脂肪酸，漩渦振蕩30 s后，14 000 r/min離心15 min。取上層乙醚相，在上清中加入0.25 g無水硫酸鈉，14 000 r/min離心15 min，將上清液轉(zhuǎn)移至棕色進(jìn)樣瓶中，用GC-MS測(cè)定。

GC-MS測(cè)定條件按王剛等人[5]的方法進(jìn)行，分析采用離子掃描模式(掃描范圍為m/z60、74、88、73、43、87、28)，采用外標(biāo)法計(jì)算糞便中短鏈脂肪酸(乙酸、丙酸、丁酸)的含量(μmol/g)。

1.8 數(shù)據(jù)處理及分析

本研究所有數(shù)據(jù)分析均由GraphPad Prism 6、SPSS 19.0、Excel 2010處理完成。實(shí)驗(yàn)結(jié)果以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示，利用單因素方差分析(ANOVA)兩兩比較中的Duncan法進(jìn)行分析，p<0.05則認(rèn)為存在顯著性差異。

2 結(jié)果

2.1 乳酸菌的抑菌能力

7株乳酸菌的抑菌結(jié)果如表4所示。結(jié)果表明，4株乳酸片球菌中僅CCFM 28具有抑菌能力且抑菌譜較寬，其表現(xiàn)出對(duì)單核細(xì)胞增生李斯特菌ATCC 19114較強(qiáng)的抑菌能力(抑菌直徑為16.7 mm)。3株格氏乳桿菌中僅JCM 11657表現(xiàn)出抑菌能力，但其抑菌譜較窄，德氏乳桿菌乳亞種JCM 1557與CGMCC 1.2142對(duì)其敏感性最高(抑菌直徑為16.3 mm)。

表4 七株乳酸菌的抑菌能力Table 4 Antimicrobial ability of 7 strains

注：牛津杯外徑大小為8 mm。

2.2 乳酸菌的抑菌物質(zhì)分析

過氧化氫酶與蛋白酶對(duì)乳酸菌發(fā)酵上清液的影響如表5所示。結(jié)果表明過氧化氫酶對(duì)CCFM 28與JCM 11657產(chǎn)生的抑菌物質(zhì)基本無影響，但CCFM 28和JCM 11657的發(fā)酵上清液對(duì)1～2種蛋白酶較敏感(抑菌圈變?yōu)? mm)。因此，可以判斷CCFM 28與JCM 11657產(chǎn)生的抑菌物質(zhì)主要為細(xì)菌素。

表5 過氧化氫酶與蛋白酶對(duì)發(fā)酵上清液抑菌效果的影響Table 5 Effects of proteases and catalase on the antibacterial effect of supernatant

注：測(cè)定蛋白酶、過氧化氫酶對(duì)CCFM 28發(fā)酵上清液的影響，所用的指示菌為ATCC 19114，而JCM 11657用的則是JCM 1557。

2.3 乳酸菌生物學(xué)特性的分析

7株乳酸菌的生長(zhǎng)曲線和代時(shí)測(cè)定結(jié)果分別見圖1和表6，耐酸耐膽鹽結(jié)果如圖2所示。綜合這3個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，發(fā)現(xiàn)ZT-45和JS-SZ-1-5的生物學(xué)性質(zhì)分別與CCFM 28和JCM 11657最為接近。因此，選擇這2株菌分別作為CCFM 28和JCM 11657的不產(chǎn)細(xì)菌素陰性對(duì)照菌株。

圖1 七株乳酸菌的生長(zhǎng)曲線Fig.1 Growth curves of 7 strains

菌株編號(hào)菌株名稱代時(shí)G/hCCFM 28ZT-45X1339-1乳酸片球菌(P. acidilactici)0.4020.3530.3940.342JCM 11657JS-SZ-1-5JS-WX-9-1格氏乳桿菌(L. gasseri)0.6490.6330.906

圖2 七株乳酸菌的耐酸耐膽鹽能力Fig.2 Resistance of 7 strains to gastric acid and bile salts

2.4 乳酸菌對(duì)小鼠生理的影響

2.4.1 小鼠飲水量和攝食量

動(dòng)物實(shí)驗(yàn)期間，按時(shí)測(cè)定小鼠的飲水量(每日)和攝食量(每周)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖3-A、圖3-B。結(jié)果顯示，小鼠的飲水量與攝食量呈現(xiàn)出相似結(jié)果，CCFM 28組與ZT-45組明顯低于對(duì)照組、JCM 11657組和JS-SZ-1-5組(p<0.05)，而CCFM 28組與ZT-45組，JCM 11657組與JS-SZ-1-5組之間無顯著差異(p>0.05)。因此，從本結(jié)果來看，乳酸片球菌或格氏乳桿菌是否產(chǎn)細(xì)菌素對(duì)宿主飲水量、攝食量的影響無顯著差異，但菌種差異會(huì)引起飲水量與攝食量的變化。

圖3 小鼠的飲水量和攝食量Fig.3 Water and food intake of mice

2.4.2 小鼠體重

每周測(cè)定小鼠體重，計(jì)算其體重增量，結(jié)果如表7所示。從中發(fā)現(xiàn)組別之間基本無顯著差異(p>0.05)，但CCFM 28組與ZT-45組的體重增量基本低于對(duì)照組和格氏乳桿菌JCM 11657組和JS-SZ-1-5組。綜合2.4.1的結(jié)果，攝入乳酸菌可能會(huì)影響小鼠的攝食量與飲水量，但對(duì)體重增量影響較小，且可能與乳酸菌是否產(chǎn)細(xì)菌素?zé)o關(guān)。

表7 小鼠的體重增量Table 7 Increased weight of each mouse

注：a，b，c代表同一時(shí)間測(cè)定的5個(gè)組別體重增量的差異分析。

2.5 乳酸菌對(duì)小鼠腸道菌群的影響

2.5.1 乳酸菌對(duì)小鼠腸道菌群結(jié)構(gòu)的影響

灌胃3周后(時(shí)間點(diǎn)1)與停止灌胃1周后(時(shí)間點(diǎn)2)的糞便菌群組成變化如圖4～6所示。

圖4 灌胃3周后不同組別的小鼠糞便菌群的門水平變化Fig.4 Changes in the phyla level of fecal microbiota in different groups after gavage for 3 weeks

圖5 停止灌胃1周后不同組別的小鼠糞便菌群的門水平變化Fig.5 Changes in the phyla level of fecal microbiota in different groups after 1 week of withdraw

圖6 兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)收集的小鼠糞便菌群中厚壁菌門與擬桿菌門比例的變化Fig.6 Changes in the levels of Firmicuts and Bacteroidetes in feces of mice at 2 time points

結(jié)果發(fā)現(xiàn)，2個(gè)時(shí)間點(diǎn)測(cè)得的糞便菌群中厚壁菌門與擬桿菌門的比例總和占腸道菌群總數(shù)的90%以上(圖4和圖5)。從厚壁菌門水平上看(圖6-A，圖6-C))，除CCFM 28組，2個(gè)時(shí)間點(diǎn)的其余組別均與對(duì)照組存在顯著差異(p<0.05)，表明ZT-45，JCM 11657，JS-SZ-1-5可顯著減少宿主腸道厚壁菌門的比例，而CCFM 28對(duì)其影響較小。另外，從擬桿菌門水平上看(圖6-B，圖6-D))，其呈現(xiàn)出與厚壁菌門類似的結(jié)果，ZT-45，JCM 11657，JS-SZ-1-5可顯著提高擬桿菌門的比例，而CCFM 28組與對(duì)照組之間的差異逐漸減小(從時(shí)間點(diǎn)1至2)。此外，CCFM 28組與ZT-45組之間存在顯著差異(p<0.05)，而JCM 11657組與JS-SZ-1-5組之間則無明顯差異(p>0.05)，這可能與乳酸菌所產(chǎn)細(xì)菌素的種類和抑菌譜的大小有關(guān)。

2.5.2 乳酸菌對(duì)小鼠腸道菌群代謝產(chǎn)物的影響

2個(gè)時(shí)間點(diǎn)測(cè)定的小鼠糞便中代謝產(chǎn)物(主要為短鏈脂肪酸，包括乙酸、丙酸與丁酸)的含量結(jié)果如圖7所示。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，乙酸、丙酸、丁酸以及總酸的含量與對(duì)照組相比無顯著差異(圖7，p>0.05)，且CCFM 28組與ZT-45組，JCM 11657組和JS-SZ-1-5組之間亦不存在顯著差異(p>0.05)。此外，對(duì)比2個(gè)時(shí)間點(diǎn)所測(cè)得的相應(yīng)SCFAs含量，發(fā)現(xiàn)二者之間無顯著差異(p>0.05)。由此說明，腸道菌群代謝產(chǎn)物與灌胃的乳酸片球菌、格氏乳桿菌是否產(chǎn)細(xì)菌素?zé)o關(guān)，且亦可能與以上兩個(gè)菌種差異無關(guān)。

圖7 灌胃3周后與停止灌胃1周后小鼠糞便中短鏈脂肪酸含量的比較Fig.7 Comparison in the level of SCFAs in feces between the groups of gavage for 3 weeks and withdraw for 1 week

3 討論

細(xì)菌素被認(rèn)為是乳酸菌發(fā)揮其益生作用的潛在因素之一[21]。近年來，國(guó)內(nèi)外對(duì)產(chǎn)細(xì)菌素的乳酸菌對(duì)宿主腸道菌群的結(jié)構(gòu)與代謝產(chǎn)物的影響則少有研究，特別是產(chǎn)細(xì)菌素的乳酸菌對(duì)腸道菌群代謝產(chǎn)物的影響，所產(chǎn)細(xì)菌素抑菌譜的大小對(duì)菌群的影響是否存在差異等還未有報(bào)道。

本研究采用牛津杯雙層平板法結(jié)合過氧化氫酶、蛋白酶處理等方法，得到兩株所產(chǎn)抑菌物質(zhì)主要為蛋白或多肽類的乳酸菌——乳酸片球菌CCFM 28和格氏乳桿菌JCM 11657。并通過生長(zhǎng)速率以及耐酸耐膽鹽能力選擇與CCFM 28和JCM 11657生物學(xué)性質(zhì)最為接近的乳酸片球菌ZT-45與格氏乳桿菌JS-SZ-1-5分別作為其陰性對(duì)照組，以研究產(chǎn)細(xì)菌素的乳酸菌對(duì)宿主腸道菌群結(jié)構(gòu)與代謝產(chǎn)物的影響。

結(jié)果顯示，乳酸片球菌組的飲水量和攝食量明顯低于對(duì)照組與格氏乳桿菌組，但產(chǎn)與不產(chǎn)細(xì)菌素組別之間無顯著差異。對(duì)于小鼠體重增量，乳酸片球菌組的體重基本低于對(duì)照組與格氏乳桿菌組，但無顯著差異。由此說明，對(duì)小鼠飲水量、攝食量以及體重增量的影響與攝入的乳酸菌是否產(chǎn)細(xì)菌素?zé)o關(guān)，但可能與菌種差異有關(guān)。此外，攝入乳酸片球菌后引起宿主飲水量與攝食量的改變，而體重未受影響可能與攝入的乳酸菌會(huì)影響宿主能量的吸收與利用有關(guān)[22]。

灌胃3周后與停止灌胃1周后的糞便菌群結(jié)構(gòu)測(cè)定結(jié)果表明，小鼠腸道菌群主要由厚壁菌門與擬桿菌門構(gòu)成。ZT-45，JCM 11657，JS-SZ-1-5可顯著減少宿主腸道厚壁菌門的比例，并提高擬桿菌門的所占比例，而CCFM 28對(duì)兩者的影響較小。有研究結(jié)果[15,24]表明，在體外Pediocin PA-1對(duì)21種常見的腸道菌群基本無影響，且產(chǎn)或不產(chǎn)細(xì)菌素Pediocin PA-1的乳酸片球菌P.acidilactici347在門水平上基本不影響B(tài)alb/c小鼠的腸道菌群，與本研究結(jié)果不一致的原因可能是研究模型的選擇，實(shí)驗(yàn)動(dòng)物品系的差異以及乳酸菌灌胃時(shí)間的長(zhǎng)短。此外，CCFM 28組與ZT-45組之間存在顯著差異，而JCM 11657組與JS-SZ-1-5組之間無明顯差異，這可能與乳酸菌所產(chǎn)細(xì)菌素的種類和抑菌譜的大小有關(guān)[25]。因此，乳酸菌所產(chǎn)細(xì)菌素的種類與抑菌譜的大小可能會(huì)影響小鼠腸道菌群結(jié)構(gòu)。

研究表明，腸道菌群能分解利用可溶性纖維產(chǎn)生有益代謝物質(zhì)(主要為乙酸、丙酸、丁酸)以促進(jìn)機(jī)體健康[23]。短鏈脂肪酸的測(cè)定結(jié)果顯示，產(chǎn)與不產(chǎn)細(xì)菌素組別之間，乳酸菌組與對(duì)照組之間，不同乳酸菌組別之間，兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)的相應(yīng)組別之間均不存在顯著差異。根據(jù)前人的研究結(jié)果[26-27]顯示，L.gasseriPA 16/8在MRS培養(yǎng)基中經(jīng)發(fā)酵后可產(chǎn)生超過120 μmol/L的丁酸。產(chǎn)細(xì)菌素的P.acidilacticiUL5與對(duì)應(yīng)的不產(chǎn)細(xì)菌素菌株相比，可在人類回腸末端模型中使菌群產(chǎn)生更多的乙酸與丙酸。但可能因研究模型與乳酸菌生長(zhǎng)代謝環(huán)境的不同，使得本研究結(jié)果與前人發(fā)現(xiàn)有所不同。因此，盡管攝入乳酸菌對(duì)正常宿主腸道菌群的影響在門水平上有明顯變化，但不足以引起菌群代謝產(chǎn)物的顯著改變，表明正常宿主的腸道菌群具有較強(qiáng)的功能穩(wěn)定性。

綜上所述，2對(duì)乳酸菌(CCFM 28與ZT-45，JCM 11657與JS-SZ-1-5)對(duì)小鼠飲水量與攝食量的影響與其是否產(chǎn)細(xì)菌素?zé)o關(guān)，但與菌種差異有關(guān)，而飲水量與攝食量的改變并未引起小鼠體重增量的明顯變化。乳酸菌是否產(chǎn)細(xì)菌素、所產(chǎn)細(xì)菌素的種類和抑菌譜的大小均可能會(huì)影響小鼠腸道菌群結(jié)構(gòu)，但不顯著影響短鏈脂肪酸含量。