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        香菇多糖益生菌咀嚼片對高強度運動人群腸道的促進功能

        2019-10-21 06:49:18孔寧寧姜慧濤
        中國食用菌 2019年9期
        關(guān)鍵詞:體育系香菇益生菌

        孔寧寧,楊 勇,姜慧濤

        (河北體育學(xué)院,河北 石家莊 050041)

        益生菌是一種有益于人體健康的產(chǎn)品,具有免疫調(diào)節(jié)、促使腸道功能的改善、促進消化和預(yù)防腹瀉等功能。目前,益生菌被廣泛應(yīng)用于人類生活的各方面,可作為輔助添加食品和膳食補充劑[1]。香菇(Lentinus edodes) 中提取出重要的生物活性物質(zhì)香菇多糖,其具有增強人力免疫力、促進腸胃消化和恢復(fù)等功能。長期攝入含有香菇多糖成分的食物,可以穩(wěn)定腸道消化功能,提高身體免疫能力,在藥品和保健類食品中應(yīng)用前景廣闊[2]。運動員需要大量的日常訓(xùn)練,在日常運動中的高強度運動,對胃腸道產(chǎn)生強烈的應(yīng)激刺激,使得腸胃正常生理功能運轉(zhuǎn)受損,胃腸道中菌落的結(jié)構(gòu)遭到破壞,最終會因為胃粘膜功能的損傷和調(diào)節(jié)失衡引發(fā)運動型腸胃綜合癥,使得腸胃功能紊亂。研究表明,保證運動員腸道菌群的多樣性和豐度可有效改善其癥狀,成為防治運動性胃腸綜合征的新方法[3]。咀嚼片是一種在口腔內(nèi)嚼碎后咽下的片劑形式,根據(jù)需要可制成不同形狀的異形片,目前市面上存在較多的保健品咀嚼片,保存及使用較為方便,是市場熱銷的產(chǎn)品,在醫(yī)藥與食品領(lǐng)域均得到廣泛應(yīng)用,并且益生菌咀嚼片的制備工藝較為成熟,片劑中的益生菌存活率較高[4],本研究根據(jù)益生菌和香菇多糖對腸道微生態(tài)的改善作用,設(shè)計開發(fā)出一種香菇益生菌復(fù)合咀嚼片,選擇體育系在校大學(xué)生作為研究對象,探究益生菌香菇復(fù)合咀嚼片對運動員的腸胃調(diào)節(jié)作用。采用超聲波協(xié)同酶法提取香菇多糖工藝,具有條件溫和,提取周期較短等優(yōu)點[5]。

        1 原材料與方法

        1.1 原材料

        干香菇,采購于本地蔬菜食品超市;菌株、無水酒精、葡萄糖、苯酚、DEAE-纖維素,采購于昊宏生物制劑銷售中心;檸檬酸、甘露醇、可溶性淀粉、預(yù)膠化淀粉、可壓蔗糖、噴霧干燥一水乳糖、硬脂酸鎂、食用粉沫香精,采購于安泰食品添加劑有限公司。

        1.2 主要儀器

        超聲波細胞粉碎機,南京以馬內(nèi)利儀器設(shè)備有限公司;紫外可見分光光度計,上海元析儀器有限公司;臺式低速離心機,廣州吉迪儀器有限公司;HH-M4數(shù)顯恒溫水浴加熱鍋,常州市金壇友聯(lián)儀器研究所;WN-20萬能粉碎機,南京科立華儀器儀表;FRE-52A旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀,上海亞榮生化儀器廠;DZF-6090真空干燥箱,上海齊欣科學(xué)儀器有限公司;PHS-3C酸度計,上海悅豐儀器有限公司;JJ-1精密增力電動攪拌器、流式細胞儀、電熱恒溫培養(yǎng)箱、高壓蒸汽滅菌器、可見光分光光度計、自動部分收集器、高速冷凍離心機、壓片機等,上海一恒科技有限公司。

        1.3 制作步驟

        益生菌香菇咀嚼片的制作流程主要為:香菇多糖的提取、益生元活性的篩選和咀嚼片的壓制成型。

        1.3.1 香菇多糖的提取工藝

        香菇多糖的提取按照以下步驟進行:香菇粉碎→超聲波提取→pH調(diào)節(jié)→復(fù)合酶提取→滅酶→離心→濃縮沉淀→冷凍→干燥→香菇多糖純化→多糖含量測定。

        實驗研究結(jié)果表明,超聲波提取優(yōu)化工序為:料液比為1∶15(g·mL-1),超聲處理溫度條件是70℃,超聲處理時長為12 min,酶解時長為50 min,復(fù)合酶的添加量為3%(復(fù)合酶成份質(zhì)量比為木瓜蛋白酶:纖維素酶:果膠酶為1∶1∶1),酶解的溫度條件為60℃,酶解的pH為5.5,在此優(yōu)化條件下香菇多糖提取率為12.46%[5]。最終香菇多糖純度為88.15%。

        1.3.2 益生元活性的篩選

        制備香菇多糖培養(yǎng)基→菌株培育活化→菌株篩選→測定菌株生長曲線→測定香菇多糖對植物乳桿菌益生元的活性影響。

        為了更多地發(fā)揮香菇多糖的優(yōu)勢,得到活性更高的益生元,實驗最終決定采用多糖含量為88.15%的中性香菇多糖和有益菌植物乳桿菌C88結(jié)合使用的方法,生產(chǎn)制成益生菌咀嚼片。

        1.3.3 咀嚼片的壓制成型

        選擇預(yù)膠化淀粉、噴霧干后加乳糖、可壓性蔗糖、甘露醇、硬脂酸鎂、食用粉沫香精作為生產(chǎn)益生菌咀嚼片的輔料。按照比例輔料0.3 g,香菇多糖益生菌0.2 g進行混合,混合充分后。在壓力設(shè)定為200 MPa的條件下,每一粒香菇多糖咀嚼片的質(zhì)量設(shè)定為0.5 g,最后將原料和輔料混合攪拌均勻,在設(shè)定的壓力下直接壓制成圓形咀嚼片。

        原輔料準(zhǔn)備過目篩→原料與輔料預(yù)混過篩3次→壓片→包裝。

        采用相同的方法制備不含香菇多糖和益生菌,剩余成分含量相同的咀嚼片,作為對照組咀嚼片進行實驗[6]。

        1.4 試驗方法

        1.4.1 試驗分組

        選擇體育系在校大學(xué)生100名,保證所有選取的在校大學(xué)生都正常參加高強度課程訓(xùn)練,各個專業(yè)的均涉及且人數(shù)均等,男女比例均等,年齡分布在20歲~22歲,無任何家族遺傳史。試驗前經(jīng)過醫(yī)院體檢,健康狀況均為良好,對香菇多糖無過敏癥狀。按照性別和專業(yè)均衡,將100名體育系大學(xué)生分為2組,每組50人,分別為實驗組和對照組。要求試驗期間,試驗組學(xué)生每天服用2次香菇多糖益生菌咀嚼片,每次服用6片,連續(xù)服用100 d。對照組服用不含香菇多糖和益生菌的咀嚼片,攝入量和服用時間與試驗組保持一致。所有體育系大學(xué)生不服用任何其他藥物,并且遵守專業(yè)飲食專家的指導(dǎo)建議,合理控制飲食,并保持每日飲食結(jié)構(gòu)一致。

        1.4.2 指標(biāo)檢測

        試驗期結(jié)束后5 d內(nèi),采集所有體育系大學(xué)生的靜脈血和糞便3次。

        體重指標(biāo):記錄體育系大學(xué)生的初始體重和終末體重,計算體重減少量,分析體育系大學(xué)生體重的變化情況。血清指標(biāo):將采集到的血液樣本凝固60 min,3 000 r·min-1離心分離 10 min,收集上層血清,平均分成2份,放入-80℃冰箱保存?zhèn)溆?。其中一份按照ELISA試劑盒說明書測定人體胃泌素、胃動素、IgA和IL-2的含量,另一份用來檢測巨噬細胞和樹突細胞的含量。糞便pH測定:取新鮮糞便0.1 g,用1.0 mL蒸餾水溶解震蕩使其混合均勻。離心分離30min,試樣出現(xiàn)分層現(xiàn)象,取上層清液,用數(shù)顯pH計測其pH。糞便水分含量測定:取少量糞便放置于鼓風(fēng)干燥箱里烘干3 h,稱量前后的質(zhì)量,計算質(zhì)量變化,得出糞便含水量。糞便氨含量測定:采用納試劑分光光度法檢測糞便氨含量,取新鮮糞便0.1 g,向其加入吸收液5 mL,攪拌混合均勻后,再向其加入Ⅰ級水,使總?cè)莘e達到10 mL,用波長為425 nm的光照射該試樣適當(dāng)時間,然后用儀器測定該試樣的吸光度,從而計算出試樣中氨含量。短鏈脂肪酸含量測定:采用氣相色譜法,取干燥的糞便0.1 g,加入10.0 mL蒸餾水溶解,充分震蕩和攪拌,然后進行分離處理,轉(zhuǎn)速12 000 r·min-1離心10 min,取適量(大于3 mL)試樣的上層清液,然后通過0.45 μm的濾膜過濾所取試樣,完成后,用取樣器取濾液3 mL,加入0.2 mL的50%H2SO4和2.0 mL乙醚,充分震蕩后,轉(zhuǎn)速12 000 r·min-1離心10 min,最后取上層溶液進行氣相色譜分析。糞便主要菌落種類數(shù)量變化測定:取糞便0.1 g,然后用滅菌生理鹽水稀釋到適宜濃度并震蕩混合均勻,隨后取 50 μL 涂布于 LBS、MRS+NNLP、VRBDA、BEA培養(yǎng)基上進行無菌培養(yǎng),條件37℃培養(yǎng) 24 h~48 h。分別檢測乳桿菌、腸桿菌、雙歧桿菌和腸球菌,以顯微鏡鏡檢、革蘭氏染色等方法鑒定菌種類別,并對菌落計數(shù)統(tǒng)計。

        1.5 數(shù)據(jù)處理

        所得的數(shù)據(jù)均使用SPSS軟件進行分析,采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(x±s) 的形式表示。不同劑量的試驗組間與對照組的試驗數(shù)據(jù)對比,均采用方差分析的方法,按照統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)進行對比,P<0.05表示差異顯著,P<0.01表示差異極顯著。

        2 結(jié)果分析

        2.1 體重指標(biāo)

        試驗組和對照組人員試驗期間必須保證身體狀況良好,飲食統(tǒng)一合理安排。對照組體育系大學(xué)生的體重變化為(-2.27±1.30) kg,試驗組體育系大學(xué)生的體重?zé)o明顯變化(P>0.05)。試驗組人員的主觀調(diào)查結(jié)果顯示,消化和排便感覺明顯順暢,表明香菇多糖和益生菌咀嚼片的使用,有效促進了體育系大學(xué)生的腸道蠕動,改善了消化功能,達到了輕微減重的效果。

        2.2 血清指標(biāo)

        試驗組和對照組的體育系大學(xué)生的血清中各指標(biāo)檢測數(shù)據(jù)結(jié)果見表1。

        從表1中可以看出,與空白對照組相比,試驗組人員胃泌素和胃動素表達水平顯著較高,說明實驗組人員的腸胃消化功能更好;實驗組人員IgA和IL-2表達水平顯著高于對照組,巨噬細胞高于對照組,由于香菇多糖是一種生物調(diào)節(jié)劑,可以進行人體的免疫調(diào)節(jié),與益生菌聯(lián)合使用,通過促進腸道蠕動,使得實驗組人員腸道免疫功能更好,腸道功能更健康。

        表1 體育系大學(xué)生血清指標(biāo)檢測結(jié)果

        2.3 糞便指標(biāo)

        2.3.1 糞便pH、水分含量和氨含量的結(jié)果分析

        試驗組和對照組的體育系大學(xué)生的糞便中氨含量、水分含量和pH見表2。

        表2 體育系大學(xué)生糞便理化指標(biāo)檢測結(jié)果

        由表2可知,試驗組體育系大學(xué)生糞便pH明顯低于對照組,表明香菇多糖和益生菌結(jié)合使用時,能夠有效地促進短鏈脂肪酸等酸性物質(zhì)的產(chǎn)生,從而使堿性物質(zhì)減少,所以能夠使腸道的pH降低。由于腸道內(nèi)的腐生菌生存環(huán)境pH較高,代謝旺盛,容易產(chǎn)生致癌物質(zhì),因此服用香菇多糖益生菌咀嚼片能有預(yù)防腸道疾病的產(chǎn)生[6]。

        試驗組體育系大學(xué)生連續(xù)服用100 d香菇多糖益生菌咀嚼片后,糞便中的水含量同樣明顯低于對照組,結(jié)合2組大學(xué)生糞便的實際情況,對照組大學(xué)生的糞便相對較稀,實驗組大學(xué)生糞便成型度較好,表明香菇多糖益生菌咀嚼片具有促進糞便成型、促進排便的作用。

        試驗組體育系大學(xué)生連續(xù)服用100 d香菇多糖益生菌咀嚼片后,糞便中的氨含量明顯低于對照組大學(xué)生,且P<0.05,表明益生菌可以有效地抑制腸道里有害菌的繁殖和成長,增強腸道對蛋白質(zhì)的吸收利用,從而降低糞便中的氨含量。

        2.3.2 腸道微生物含量的比較

        實驗組和對照組體育系大學(xué)生的腸道微生物含量檢測數(shù)據(jù)結(jié)果見表3。

        表3 體育系大學(xué)生腸道微生物檢測結(jié)果

        從表3可以看出,試驗組體育系大學(xué)生糞便中乳桿菌、雙歧桿菌的數(shù)量比對照組顯著升高,腸道內(nèi)有害菌落腸桿菌和腸球菌數(shù)量減少,表明實驗組大學(xué)生的腸道菌落更加健康。植物乳桿菌C88作為益生菌,可以非??焖俚卦谀c道內(nèi)定植,并且快速繁殖生長,從而使有益菌數(shù)量增加,導(dǎo)致有害菌數(shù)量減少;香菇多糖作為活性物質(zhì),能夠有效提高人體免疫[7],其調(diào)整腸道菌落的主要原因可能是通過增強機體部分免疫細胞的功能,創(chuàng)造了對雙歧桿菌等有益菌有利的生長繁殖環(huán)境,使其能夠快速繁殖成長。所以該益生菌咀嚼片對改善腸道菌落種類和數(shù)量具有非常顯著性效果。

        3 結(jié)論

        香菇作為名貴的藥食兼用菌,一直是食品科研的前沿?zé)狳c。隨著食品加工和處理技術(shù)的飛速發(fā)展,香菇多糖提取工藝得到了很大的改進和提升,香菇被開發(fā)出更加廣泛的用途。由于運動員長期進行大量的訓(xùn)練,保障運動員腸道的健康尤為重要。結(jié)合益生菌改善、治療腸道疾病的作用,本研究以香菇多糖為原材料,開發(fā)了一種香菇多糖益生菌咀嚼片。通過實驗證實,有效促進了體育系大學(xué)生的腸道蠕動,能夠調(diào)節(jié)腸道免疫功能,改善腸道菌群,促使腸道功能更加健康,有效地避免日常的高強度運動對胃腸道產(chǎn)生的應(yīng)激刺激,使得腸胃正常生理功能運轉(zhuǎn)受損。

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