劉 露， 張 雁， 魏振承， 鄧媛元， 丘銀清， 張惠娜

(1.廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 蠶業(yè)與農(nóng)產(chǎn)品加工研究所/農(nóng)業(yè)部功能食品重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/廣東省農(nóng)產(chǎn)品加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 廣東 廣州 510610；2.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院， 湖北 武漢 430070)

短鏈脂肪酸(short chain fatty acids，SCFA)，是由1～6個(gè)碳原子組成的有機(jī)脂肪酸。在人體內(nèi)可由非消化性碳水化合物經(jīng)結(jié)腸微生物發(fā)酵后產(chǎn)生，主要包括乙酸、丙酸、丁酸、乳酸等[1]。SCFA在體內(nèi)參與不同器官的代謝，發(fā)揮各自的功效[2]，如乙酸是膳食纖維發(fā)酵的主要代謝產(chǎn)物[3]。在機(jī)體內(nèi)，大部分乙酸經(jīng)吸收進(jìn)入肝臟代謝，作為周邊組織的能源，除進(jìn)入肝臟外，還可被脾、心臟、肌肉等組織攝入和利用，是機(jī)體從小腸不能消化吸收的碳水化合物中得到能量的主要途徑[4]；丙酸經(jīng)血液吸收后在肝臟中分解代謝，參與丙酮酸逆轉(zhuǎn)化葡萄糖的過(guò)程，同時(shí)，還可能抑制脂肪和膽固醇的合成[5]；丁酸是結(jié)腸的主要能量來(lái)源，能夠調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖和分化[6]，同時(shí)，具有抗腫瘤的作用[7]；乳酸可降低腸道內(nèi)環(huán)境的pH值，對(duì)腸道致病菌如沙門氏菌(Salmonella)、大腸埃希氏菌(Escherichiacoli)等有抑制作用，還能促進(jìn)腸道蠕動(dòng)，調(diào)節(jié)腸道菌群的平衡[8]。

國(guó)內(nèi)外研究表明，低聚糖具有預(yù)防便秘、結(jié)腸癌、腫瘤、糖尿病、冠心病等功效[9]，特別是具有調(diào)節(jié)腸道微生態(tài)平衡的作用[10]。腸道益生菌可通過(guò)發(fā)酵低聚糖產(chǎn)SCFA調(diào)節(jié)腸道健康[11-12]，且發(fā)酵低聚糖可產(chǎn)出相對(duì)于其他碳源底物更高含量的SCFA或調(diào)節(jié)某類SCFA的含量。植物乳桿菌(Lactobacillusplantarum)和雙歧桿菌(Bifidobacterium)體外發(fā)酵低聚半乳糖，比以葡萄糖為碳源可產(chǎn)生更多的乳酸及SCFA[13]；青春雙歧桿菌(Bifidobacteriumadolescentis)體外發(fā)酵半乳甘露低聚糖，比以半乳糖和甘露糖為碳源可產(chǎn)生更多的SCFA[14]；半乳糖和乳果糖復(fù)合低聚糖可通過(guò)提高SCFA含量來(lái)調(diào)節(jié)腸道健康[15]；木寡糖可使雙歧桿菌屬的數(shù)量顯著增加，并促進(jìn)有益SCFA的形成[16]。SCFA的種類和數(shù)量受到發(fā)酵底物的數(shù)量[17]、類型[18]及發(fā)酵菌種[19]和發(fā)酵環(huán)境[20]等因素的影響。通過(guò)測(cè)定發(fā)酵培養(yǎng)基中SCFA的含量，可以更全面地評(píng)價(jià)體系中菌種發(fā)酵底物的變化情況，同時(shí)，也可反映菌群的活性。

前期研究表明，山藥低聚糖可被腸道益生菌群利用，對(duì)青春雙歧桿菌、動(dòng)物雙歧桿菌(Bifidobacteriumanimalis)[21]、嗜酸乳桿菌(Lactobacillusacidophilus)和嗜熱鏈球菌(Streptococcusthermophilus)的體外生長(zhǎng)促進(jìn)作用良好[22]。 目前，有關(guān)山藥低聚糖的功效研究集中于免疫調(diào)節(jié)、抗氧化和促進(jìn)益生菌生長(zhǎng)等領(lǐng)域[23-25]，腸道益生菌發(fā)酵山藥低聚糖產(chǎn)SCFA的研究暫未見報(bào)道。采用體外模擬腸道內(nèi)環(huán)境的方法，分析青春雙歧桿菌、動(dòng)物雙歧桿菌、嗜酸乳桿菌(Lactobacillusacidophilus)、嗜熱鏈球菌(Streptococcusthermophilus)、保加利亞乳桿菌(Lactobacillusbulgaricus)和植物乳桿菌等腸道益生菌發(fā)酵山藥低聚糖產(chǎn)生SCFA的種類和含量，希望為深入探討山藥低聚糖的益生功能提供理論基礎(chǔ)，為山藥及其低聚糖的開發(fā)利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

鐵棍山藥購(gòu)于廣州市越秀區(qū)果蔬批發(fā)市場(chǎng)，產(chǎn)地河南，新鮮度和成熟度良好；嗜酸乳桿菌、嗜熱鏈球菌、保加利亞乳桿菌、植物乳桿菌、青春雙歧桿菌和動(dòng)物雙歧桿菌以及培養(yǎng)基生化試劑均購(gòu)于廣州市微生物研究所；其余化學(xué)試劑均為市售分析純。

體外結(jié)腸環(huán)境培養(yǎng)基根據(jù)參考文獻(xiàn)[26]的方法制備, 稍作改進(jìn)：以山藥低聚糖(自制)作為碳源。配方為(g/L蒸餾水)：山藥低聚糖13；黏蛋白4.0，酪蛋白3.0，蛋白胨5.0，胰蛋白胨5.0，膽鹽0.4，酵母浸膏4.5，F(xiàn)eSO4·7H2O 0.005，NaCl 4.5，KCl 4.5，KH2PO40.5，MgSO4·7H2O 1.25，CaCl2·6H2O 0.15，NaHCO31.5，半胱氨酸 0.8，氯高鐵血紅素 0.05，吐溫80 1.0。121 ℃高壓滅菌15 min。

乳酸菌基礎(chǔ)培養(yǎng)基(改良MRS培養(yǎng)基)用于嗜酸乳桿菌、嗜熱鏈球菌、保加利亞乳桿菌和植物乳桿菌的活化，配方(廣州市微生物研究所提供)如下：胰蛋白胨 10.0 g，牛肉膏10.0 g，酵母膏5.0 g，檸檬酸2.0 g，葡萄糖20.0 g，KH2PO42.0 g，乙酸鈉5.0 g，吐溫80 1.0 mL，MgSO4·7H2O 0.58 g，硫酸錳0.25 g，K2HPO42.0 g。蒸餾水定容1 000 mL，pH值6.2～6.5，121 ℃高壓滅菌15 min。

青春雙歧桿菌基礎(chǔ)培養(yǎng)基用于青春雙歧桿菌的菌種活化，配方(廣州市微生物研究所提供)如下：大豆蛋白胨5.0 g，胰胨5.0 g，酵母粉10.0 g，葡萄糖10.0 g，鹽溶液40 mL，L-半胱氨酸0.5 g，0.1%刃天青1.0 mL。pH值6.5～7.0，121 ℃高壓滅菌15 min。其中鹽溶液的配制：CaCl20.2 g、MgSO4·7H2O 0.48 g，K2HPO41.0 g，KH2PO41.0 g，NaHCO310.0 g，NaCl 2.0 g。蒸餾水定容1 000 mL，pH值6.5。

動(dòng)物雙歧桿菌基礎(chǔ)培養(yǎng)基用于動(dòng)物雙歧桿菌的菌種活化，配方(廣州市微生物研究所提供)如下：蛋白胨10.0 g，牛肉膏10.0 g，酵母粉5.0 g，葡萄糖5.0 g，K2HPO40.45 g，KH2PO40.33 g，NH4Cl 1.0 g，MgSO4·7H2O 0.1 g，L-半胱氨酸 0.5 g，0.1 %刃天青1.0 mL，Na2S·9H2O 0.5 g。pH值7.5，121 ℃高壓滅菌15 min。

1.2 儀器與設(shè)備

BS2105型電子天平，德國(guó)Sartorius公司；Agilent 1200型液相色譜儀，美國(guó)Agilent科技有限公司；Agilent 1200 series DND型檢測(cè)器，美國(guó)Agilent科技有限公司；壓力蒸汽滅菌鍋，上海博訊實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠；LRH- 250型生化培養(yǎng)箱，上海一恒科技有限公司；YQX- Ⅱ型厭氧培養(yǎng)箱，上海躍進(jìn)醫(yī)療器械有限公司；JJ- CJ- 1F型潔凈工作臺(tái)，吳江市凈化設(shè)備總廠；VORTEX- 5型旋渦混合器，廣州市深華生物技術(shù)有限公司；KS- 300EⅡ型超聲波清洗機(jī)，寧波海曙科生超聲設(shè)備有限公司；3- 18K型臺(tái)式高速冷凍離心機(jī)，德國(guó)Sartorius公司；MilliQ Plus型超級(jí)純水儀，美國(guó)Milllpore公司；制冰機(jī)，美國(guó)Scotsman(斯科茨曼)公司；FDU- 1200型冷凍干燥機(jī)，日本東京理化。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1山藥低聚糖的制備

采用參考文獻(xiàn)[27]的方法制備山藥低聚糖。所得山藥低聚糖提取物中低聚糖含量為78.46%±0.29% 。

1.3.2菌種的活化

乳酸菌菌種活化：在無(wú)菌操作條件下，取乳酸菌凍干粉菌種，接種于10 mL脫脂乳中，充分振蕩后，(37±1) ℃靜置培養(yǎng)，凝固后以5%的接種量繼續(xù)培養(yǎng)傳代。傳代3次后，取第3代菌液4 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>

雙歧桿菌活化：在無(wú)菌無(wú)氧操作條件下，取雙歧桿菌凍干粉，用雙歧桿菌基礎(chǔ)培養(yǎng)基溶解，接種于雙歧桿菌基礎(chǔ)培養(yǎng)基上，(37±1) ℃厭氧培養(yǎng)48 h，用5%的接種量繼續(xù)培養(yǎng)傳代?；罨螅瑐鞔?次，取第3代菌液-80 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>

1.3.3山藥低聚糖發(fā)酵

菌種活化完成后，在無(wú)菌條件下，按照5%的接種量分別接于以山藥低聚糖為碳源的體外結(jié)腸環(huán)境培養(yǎng)基中。厭氧培養(yǎng)0、4、8、12、24 h后，測(cè)定發(fā)酵液pH值，同時(shí)，取發(fā)酵液于滅菌的聚乙烯管中，保存，待分析用。

1.3.4SCFA含量的測(cè)定[28-29]

1.3.4.1 色譜條件的選擇

色譜柱為SB- AQ柱(250 mm×4.6 mm，5 μm)，進(jìn)樣量為20 μL，流動(dòng)相為0.01 mol/mL KH2PO4(磷酸調(diào)節(jié)pH值為2.65±0.05)與甲醇，二者體積比為97∶3，流速為0.8 mL/min，柱溫25 ℃，紫外檢測(cè)器檢測(cè)波長(zhǎng)為210 nm。

1.3.4.2 SCFA標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

取乳酸、乙酸和丙酸三種標(biāo)準(zhǔn)品各20.00 mg，以超純水定容至10.00 mL，配制成標(biāo)準(zhǔn)溶液。分別取各標(biāo)準(zhǔn)溶液25、50、100、125、250、500、1 000 μL，以超純水定容至1.00 mL，配制成標(biāo)準(zhǔn)系列。以SCFA標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度為橫坐標(biāo)，相應(yīng)的峰面積為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，得到線性回歸方程。樣品中待測(cè)組分用保留時(shí)間和峰高增量法定性，標(biāo)準(zhǔn)曲線法定量。

根據(jù)HPLC測(cè)定結(jié)果得出，乳酸的標(biāo)準(zhǔn)曲線為Y=458.9X+7.101 3，R2=0.999 8；乙酸的標(biāo)準(zhǔn)曲線為Y=807.86X+4.565 1，R2=0.999 9；丙酸的標(biāo)準(zhǔn)曲線為Y=829.35X-0.888 6，R2=0.999 3。

1.3.4.3 樣品測(cè)定

取發(fā)酵液1 mL，加入0.01 mol/mL磷酸100 μL，離心5 min(10 000 r/min)。取上清液100 μL，稀釋至500 μL，經(jīng)0.25 μm孔徑濾膜過(guò)濾后進(jìn)行HPLC分析。相同色譜條件下檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)品及樣品，根據(jù)保留時(shí)間和峰面積確定樣品中對(duì)應(yīng)的SCFA及其含量。

1.4 數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計(jì)分析

2 結(jié)果與分析

2.1 4種乳酸菌發(fā)酵山藥低聚糖產(chǎn)SCFA分析

2.1.1 4種乳酸菌發(fā)酵山藥低聚糖產(chǎn)乳酸分析

4種乳酸菌利用山藥低聚糖發(fā)酵產(chǎn)乳酸結(jié)果如圖1。圖中顯示，發(fā)酵液中乳酸含量均隨發(fā)酵時(shí)間延長(zhǎng)而增加，在48 h時(shí)分別為(4.19±0.27)、(7.53±0.10)、(7.09±0.01)、(13.80±0.24) mg/mL，其中嗜熱鏈球菌在8 h的乳酸含量顯著高于4 h，隨后其乳酸含量趨于穩(wěn)定，無(wú)顯著增加趨勢(shì)。在0～48 h發(fā)酵時(shí)間內(nèi)，植物乳桿菌發(fā)酵能力一直強(qiáng)于其他3種乳酸菌，是產(chǎn)乳酸量最多的菌種；在0～8 h內(nèi)嗜熱鏈球菌產(chǎn)乳酸能力強(qiáng)于嗜酸乳桿菌和保加利亞乳桿菌；隨著發(fā)酵持續(xù)，在12 ～48 h，嗜酸乳桿菌和保加利亞乳桿菌發(fā)酵產(chǎn)乳酸能力超過(guò)嗜熱鏈球菌。

不同小寫字母表示差異顯著。圖1 發(fā)酵時(shí)間對(duì)4種乳酸菌產(chǎn)乳酸的影響Fig.1 Impacts of fermentation time on lactate acid production of 4 kinds of lactic acid bacteria

2.1.2 4種乳酸菌發(fā)酵山藥低聚糖產(chǎn)乙酸分析

4種乳酸菌發(fā)酵山藥低聚糖不同時(shí)間產(chǎn)生乙酸的變化情況如圖2。各乳酸菌隨發(fā)酵時(shí)間產(chǎn)乙酸的變化趨勢(shì)均不一樣。嗜熱鏈球菌發(fā)酵液中乙酸含量隨發(fā)酵時(shí)間增加，嗜熱鏈球菌發(fā)酵液中乙酸含量在4～12 h和24～48 h內(nèi)無(wú)明顯變化，發(fā)酵48 h含量最高，為(0.260±0.003) mg/mL；嗜酸乳桿菌、保加利亞乳桿菌和植物乳桿菌發(fā)酵液中乙酸含量隨發(fā)酵時(shí)間先增加后減少，嗜酸乳桿菌發(fā)酵液中乙酸含量在4 h時(shí)最高，為(0.34±0.02) mg/mL；保加利亞乳桿菌發(fā)酵液中乙酸含量在8～48 h內(nèi)無(wú)顯著變化，發(fā)酵8 h含量最高，為(0.92±0.11) mg/mL；植物乳桿菌發(fā)酵液中乙酸含量在24 h時(shí)最高，為(0.70±0.02) mg/mL。

在0～48 h發(fā)酵時(shí)間內(nèi)，保加利亞乳桿菌發(fā)酵能力一直強(qiáng)于其他3種乳酸菌，是產(chǎn)乙酸量最多的菌種；在0～12 h發(fā)酵時(shí)間內(nèi)，嗜酸乳桿菌發(fā)酵液中乙酸含量高于嗜熱鏈球菌和植物乳桿菌；24～48 h發(fā)酵時(shí)間內(nèi)，嗜熱鏈球菌發(fā)酵液中乙酸含量高于嗜酸乳桿菌和植物乳桿菌。發(fā)酵過(guò)程中出現(xiàn)乙酸含量下降的現(xiàn)象，究其原因，可能是乙酸發(fā)生分解所致。

不同小寫字母表示差異顯著。圖2 發(fā)酵時(shí)間對(duì)4種乳酸菌產(chǎn)乙酸的影響Fig.2 Impacts of fermentation time on acetic acid production of 4 kinds of lactic acid bacteria

2.1.34種乳酸菌發(fā)酵山藥低聚糖產(chǎn)丙酸分析

4種乳酸菌發(fā)酵山藥低聚糖不同時(shí)間產(chǎn)生丙酸的變化情況如圖3。相對(duì)于乳酸和乙酸，4種乳酸菌利用山藥低聚糖發(fā)酵產(chǎn)丙酸的含量均較少。嗜熱鏈球菌、保加利亞乳桿菌和植物乳桿菌發(fā)酵液中丙酸含量均隨時(shí)間先增加后減少。嗜熱鏈球菌發(fā)酵液丙酸含量在4 h后開始減少，12 h后穩(wěn)定，4 h時(shí)最高，為(0.042 0±0.000 3) mg/mL；保加利亞乳桿菌發(fā)酵液中丙酸含量在8 h后開始減少，12 h后穩(wěn)定，8 h時(shí)最高，為(0.060 0±0.001 6) mg/mL；植物乳桿菌發(fā)酵液中丙酸含量在4 h后減少，8 h后穩(wěn)定，4 h時(shí)最高，為(0.057 0±0.000 7) mg/mL；嗜酸乳桿菌發(fā)酵液中丙酸含量在4～48 h發(fā)酵時(shí)間內(nèi)無(wú)顯著差異，4 h時(shí)含量最高，為(0.056 0±0.003 0) mg/mL。

在0～4 h發(fā)酵時(shí)間內(nèi)，嗜酸乳桿菌和植物乳桿菌發(fā)酵能力強(qiáng)于嗜熱鏈球菌和保加利亞乳桿菌；4～8 h發(fā)酵時(shí)間內(nèi)，保加利亞乳桿菌發(fā)酵能力強(qiáng)于其他3種菌種；8～48 h發(fā)酵時(shí)間內(nèi)，嗜酸乳桿菌和植物乳桿菌發(fā)酵液中丙酸含量高于嗜熱鏈球菌和保加利亞乳桿菌。

不同小寫字母表示差異顯著。圖3 發(fā)酵時(shí)間對(duì)4種乳酸菌產(chǎn)丙酸的影響Fig.3 Impacts of fermentation time on propionic acid production of 4 kinds of lactic acid bacteria

2.2 2種雙歧桿菌發(fā)酵山藥低聚糖產(chǎn)SCFA分析

2.2.12種雙歧桿菌發(fā)酵山藥低聚糖產(chǎn)乳酸分析

青春雙歧桿菌和動(dòng)物雙歧桿菌發(fā)酵山藥低聚糖不同時(shí)間產(chǎn)生乳酸的變化結(jié)果如圖4。在整個(gè)發(fā)酵過(guò)程中，青春雙歧桿菌和動(dòng)物雙歧桿菌發(fā)酵液中乳酸的含量均隨時(shí)間延長(zhǎng)而增加，在48 h時(shí)分別達(dá)到(0.760±0.005)、(3.500±0.040) mg/mL。在48 h發(fā)酵時(shí)間內(nèi)，動(dòng)物雙歧桿菌產(chǎn)乳酸的量顯著高于青春雙歧桿菌，但其發(fā)酵液中乳酸含量不及4種乳酸菌發(fā)酵液。

不同小寫字母表示差異顯著。圖4 發(fā)酵時(shí)間對(duì)2種雙歧桿菌產(chǎn)乳酸的影響Fig.4 Impacts of fermentation time on lactate acid production of 2 kinds of bifidobacteria

2.2.22種雙歧桿菌發(fā)酵山藥低聚糖產(chǎn)乙酸分析

青春雙歧桿菌和動(dòng)物雙歧桿菌發(fā)酵山藥低聚糖不同時(shí)間產(chǎn)生乙酸的變化情況如圖5。在整個(gè)發(fā)酵過(guò)程中，青春雙歧桿菌和動(dòng)物雙歧桿菌發(fā)酵液中乙酸的含量均隨時(shí)間不斷上升，在48 h時(shí)分別達(dá)到(1.230±0.020)、(1.850±0.003) mg/mL。在0～48 h發(fā)酵時(shí)間內(nèi)，動(dòng)物雙歧桿菌發(fā)酵山藥低聚糖產(chǎn)乙酸含量高于青春雙歧桿菌；且雙歧桿菌發(fā)酵山藥低聚糖產(chǎn)乙酸含量要高于4種乳酸菌。

不同小寫字母表示差異顯著。圖5 發(fā)酵時(shí)間對(duì)2種雙歧桿菌產(chǎn)乙酸的影響Fig.5 Impacts of fermentation time on acetic acid production of 2 kinds of bifidobacteria

2.2.32種雙歧桿菌發(fā)酵山藥低聚糖產(chǎn)丙酸分析

青春雙歧桿菌和動(dòng)物雙歧桿菌發(fā)酵山藥低聚糖不同時(shí)間產(chǎn)生丙酸的變化情況如圖6。在0～48 h發(fā)酵過(guò)程中，雙歧桿菌發(fā)酵液中丙酸含量均較少，且動(dòng)物雙歧桿菌產(chǎn)丙酸的量顯著性高于青春雙歧桿菌。動(dòng)物雙歧桿菌發(fā)酵液中丙酸含量在8 h時(shí)最高，為(0.082±0.001) mg/mL；青春雙歧桿菌發(fā)酵液中丙酸含量在4 h時(shí)最高，為(0.050±0.001) mg/mL。與4種乳酸菌相比，雙歧桿菌整體發(fā)酵產(chǎn)丙酸含量要高于乳酸菌。

不同小寫字母表示差異顯著。圖6 發(fā)酵時(shí)間對(duì)2種雙歧桿菌產(chǎn)丙酸的影響Fig.6 Impacts of fermentation time on propionic acid production of 2 kinds of bifidobacteria

3 討 論

腸道健康日益受到重視，植物中活性成分經(jīng)腸道微生物菌群發(fā)酵產(chǎn)SCFA研究已成為熱點(diǎn)。研究表明，腸道中的微生物菌群可在體外利用低聚糖[30]、多糖[31]、抗性淀粉[32]、膳食纖維[33]、茶葉兒茶素[34]等植物活性成分作為碳源發(fā)酵產(chǎn)生SCFA，隨著菌種、碳源等條件的變化，產(chǎn)生SCFA的種類和含量也各不相同。

SCFA的產(chǎn)生與發(fā)酵底物的種類以及細(xì)菌種類有著密切的關(guān)系。本實(shí)驗(yàn)通過(guò)對(duì)腸道內(nèi)主要的兩類優(yōu)勢(shì)菌種：乳酸菌和雙歧桿菌，在模擬結(jié)腸環(huán)境中發(fā)酵山藥低聚糖產(chǎn)SCFA的研究，發(fā)現(xiàn)青春雙歧桿菌、動(dòng)物雙歧桿菌2種雙歧桿菌及嗜酸乳桿菌、嗜熱鏈球菌、保加利亞乳桿菌和植物乳桿菌4種乳酸菌均能利用山藥低聚糖發(fā)酵產(chǎn)生乙酸、丙酸和乳酸等SCFA，但產(chǎn)生SCFA含量差別較大。在相同的發(fā)酵時(shí)間內(nèi)，4種乳酸菌發(fā)酵山藥低聚糖產(chǎn)乳酸量顯著高于2種雙歧桿菌，說(shuō)明這4種乳酸菌發(fā)酵山藥低聚糖產(chǎn)乳酸的能力強(qiáng)于2種雙歧桿菌；而2種雙歧桿菌發(fā)酵山藥低聚糖產(chǎn)乙酸量顯著高于4種乳酸菌，說(shuō)明雙歧桿菌發(fā)酵山藥低聚糖產(chǎn)乙酸的能力較強(qiáng)。

孔璐等[35]利用健康成人糞便提取物體外模擬低聚異麥芽糖的腸道發(fā)酵，分別添加嗜酸乳桿菌、短乳桿菌(Lactobacillusbrevis)、植物乳桿菌、鼠李糖乳桿菌、糞腸球菌(Enterococcusfaecalis)、屎腸球菌(Enterococcusfaecium)6株外源乳酸菌于發(fā)酵體系，發(fā)現(xiàn)不同菌種促進(jìn)低聚異麥芽糖腸道發(fā)酵產(chǎn)SCFA的能力不同，屎腸球菌和鼠李糖乳桿菌促進(jìn)低聚異麥芽糖產(chǎn)生乙酸、丙酸和丁酸3 種短鏈脂肪酸的能力最強(qiáng)。郭文奎等[36]研究發(fā)現(xiàn)，兒童糞便發(fā)酵菌群體系中產(chǎn)生的SFCA要高于成人糞便發(fā)酵菌群系統(tǒng)。Holzapfell等[37]報(bào)道，腸道益生菌中乳酸桿菌(Lactobacillus)降解碳水化合物代謝物的能力非常強(qiáng)，可促進(jìn)SCFA的產(chǎn)生；且腸道乳酸桿菌菌群的數(shù)量與SCFA濃度呈正相關(guān)，乳酸桿菌越多SCFA濃度也越高，但這一作用是在與腸道中其他產(chǎn)SCFA菌協(xié)同作用的結(jié)果[38]。SCFA的產(chǎn)生也與發(fā)酵底物及其他因素有關(guān)。Rycroftyc等[39]研究發(fā)現(xiàn)，低聚異麥芽糖發(fā)酵產(chǎn)生乙酸的能力高于低聚果糖、乳果糖等。張寧等[40]發(fā)現(xiàn)，不同聚合度大蒜果聚糖體外發(fā)酵產(chǎn)SCFA，聚合度低的大蒜果聚糖產(chǎn)SCFA量高于聚合度高的果聚糖。

不同的益生元經(jīng)腸道益生菌群發(fā)酵利用，代謝產(chǎn)生不同種類和數(shù)量的SCFA對(duì)人體腸道環(huán)境產(chǎn)生不同影響，并在體內(nèi)參與不同器官的代謝，發(fā)揮各自的功效。因此，可通過(guò)改善膳食結(jié)構(gòu)來(lái)調(diào)節(jié)腸道益生菌產(chǎn)SCFA的種類和含量，向著有益于腸道及人體健康的方向發(fā)展。

4 結(jié) 論

1)山藥低聚糖在模擬結(jié)腸環(huán)境中可被嗜酸乳桿菌、嗜熱鏈球菌、保加利亞乳桿菌和植物乳桿菌、青春雙歧桿菌、動(dòng)物雙歧桿菌等腸道益生菌作為碳源利用，產(chǎn)生對(duì)人體健康有積極作用的乳酸、乙酸及丙酸等SCFA。

2)乳酸菌發(fā)酵山藥低聚糖產(chǎn)生乳酸、乙酸及丙酸的濃度與菌種及發(fā)酵時(shí)間有關(guān)。在48 h發(fā)酵過(guò)程中，乳酸在植物乳桿菌48 h發(fā)酵液中含量達(dá)最高，為(13.800±0.243) mg/mL；乙酸在動(dòng)物雙歧桿菌48 h發(fā)酵液中含量達(dá)最高，為(1.850±0.003) mg/mL；丙酸則在動(dòng)物雙歧桿菌8h發(fā)酵液中含量達(dá)最高，為(0.082±0.001) mg/mL。