孫 盛,陳作國,俞赟霞,余騰斐,李言郡,曲冬梅,陳 蘇
(杭州娃哈哈集團有限公司 杭州娃哈哈科技有限公司 浙江省食品生物工程重點實驗室,浙江 杭州 310018)
泡菜在我國已有3 000多年的歷史,以清脆、開胃、爽口著稱[1-2]。泡菜是以新鮮的蔬菜為主要原料,在酵母和乳酸菌等的作用下通過厭氧發(fā)酵而成的一種發(fā)酵食品[3],具有解膩開胃、助消化、調(diào)節(jié)腸道微生態(tài)平衡、抗氧化、抑菌、控制體質(zhì)量、抗動脈粥樣化等功效[4-5]。乳酸菌主導(dǎo)著泡菜的發(fā)酵過程,在泡菜發(fā)酵的過程中起著重要作用,乳酸菌在發(fā)酵的各個階段種類和數(shù)量的多少直接關(guān)系到泡菜的品質(zhì)和風(fēng)味[1,3]。
便秘是一個最為普遍的腸道疾病,全球約有16%的人群被功能性便秘困擾[6],研究表明便秘是結(jié)腸癌、腸應(yīng)激綜合癥和其他胃腸道疾病發(fā)生的危險信號[7]。有效地藥物療法包括膨脹劑、滲透性瀉藥、刺激性瀉藥、糞便軟化劑等[8],但據(jù)報道這種療法有幾個嚴(yán)重的副作用,如腹瀉、結(jié)腸黑變病、心律失常、腹部絞痛、冠心病動脈收縮、甚至心肌梗塞[7]。因此,需要找到一個更加安全、有效的治療便秘方法。在腸道中乳酸菌通過代謝產(chǎn)酸,能夠抑制有害菌在腸內(nèi)的繁殖,維持腸道生態(tài)平衡,提高腸道機能,促進腸道運動,增加糞便含水量,起到潤腸通便的作用[9]。LI C等[7]研究發(fā)現(xiàn),植物乳桿菌(Lactobacillus plantarum)NCU116能夠顯著提高小鼠糞便含水率,加快腸道蠕動,提高短鏈脂肪酸的含量,改善小鼠便秘,具有潤腸通便功能。WANG L L等[10]研究發(fā)現(xiàn),青春雙岐桿菌(Bifidobacterium adolescentis)通過在腸道內(nèi)定植影響腸道微生物群體結(jié)構(gòu)進而改善小鼠便秘,具有潤腸通便的效果。QIAN Y等[11]研究報道一株發(fā)酵乳桿菌(Lactobacillus fermentum)Lee能夠預(yù)防和改善小鼠便秘。彭芝榕等[12]研究發(fā)現(xiàn),植物乳桿菌(Lactobacillus plantarum)F1208給藥7 d后顯著提高便秘大鼠采食量、飲水量,促進大鼠生長發(fā)育,增加排便粒數(shù)和糞便含水量,顯著提高便秘大鼠小腸碳墨汁推進率,能夠改善便秘大鼠胃腸道功能。周曉丹等[13]研究發(fā)現(xiàn),副干酪乳桿菌(Lactobacillus paracasei)LC-01能夠縮短便秘小鼠首次排便時間,顯著增加小鼠排便粒數(shù)和質(zhì)量,提高糞便水分含量,顯著增加便秘小鼠小腸墨汁推進率,具有良好的潤腸通便功能,同時研究發(fā)現(xiàn)菌株LC01在腸道內(nèi)具有較好的生存能力[14]。此外,乳酸菌還具有促進營養(yǎng)物質(zhì)消化和吸收、調(diào)節(jié)腸道菌群、提高免疫力等功效[15],因此,乳酸菌隨泡菜一起進入人體,能夠在人體內(nèi)發(fā)揮重要的益生作用。
該研究將乳酸菌的產(chǎn)酸能力作為初篩指標(biāo),采用稀釋涂布平板法從貴州泡菜中分離鑒定乳酸菌,并使用復(fù)方地芬諾酯建立小鼠便秘模型,以麻仁丸作為陽性藥物,以干酪乳桿菌(Lactobacillus casei)LC-01作為陽性對照菌,篩選出具有潤腸通便功能的乳酸菌,同時比較了優(yōu)選菌株與菌株LC-01的耐受性和黏附性,為開發(fā)安全、有效的便秘預(yù)防和治療菌株提供參考依據(jù)。
貴州泡菜樣品:采自貴州黔東南苗族侗族自治州(編號為20GZ1~20GZ11)和黔南布依族苗族自治州(編號為20GZ12~20GZ23)地區(qū)少數(shù)民族農(nóng)戶采用傳統(tǒng)方法制作的自然發(fā)酵泡菜樣品,詳情見表1。遠(yuǎn)交系美國癌癥研究所(Institute of Cancer Research,ICR)雄性無特定病原體(specific pathogen free,SPF)級小鼠(體質(zhì)量18~22 g,6~8周齡):浙江省中醫(yī)藥大學(xué)動物實驗中心;人結(jié)直腸腺癌細(xì)胞HT-29:中國科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院細(xì)胞資源中心;干酪乳桿菌(Lactobacillus casei)LC-01:杭州娃哈哈集團有限公司菌種資源庫。
表1 貴州泡菜樣品信息Table 1 Information of samples from Guizhou Paocai
續(xù)表
復(fù)方地芬諾酯(批號1405021):常州康普藥業(yè)有限公司;麻仁丸(批號1402812):杭州胡慶余堂藥業(yè)有限公司;細(xì)菌/細(xì)胞總脫氧核糖核酸(deoxyribo nucleic acid,DNA)提取試劑盒:北京天根生化科技有限公司;MRS培養(yǎng)基:英國Oxoid公司;活性炭、阿拉伯樹膠:廣州市金華大化學(xué)試劑有限公司;牛膽鹽(生化試劑):Sigma-Aldrich(中國)有限公司。
Baker Type B2 SterilGARD III生物安全柜、DU800紫外分光光度計:美國貝克曼公司GX2聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(polymerase chain reaction,PCR)擴增儀、5810 R離心機:德國Eppendorf公司;Delta 320 pH計、JA2003N電子天平:瑞士梅特勒-托利多公司;DNP-111電熱恒溫培養(yǎng)箱:上海海向儀器設(shè)備廠;DF-101S集熱式恒溫加熱磁力攪拌器:鞏水市英谷硲予華儀器廠;MX-S漩渦振蕩器:大龍興創(chuàng)實驗儀器(北京)有限公司;MLS-3780高壓蒸汽滅菌鍋:日本三洋株式會社;OLYMPUS BX61光學(xué)顯微鏡:日本奧林巴斯株式會社。
1.3.1 菌株分離純化與鑒定
取泡菜樣品,篩網(wǎng)過濾后,取1 mL加入9 mL無菌生理鹽水中,然后10倍梯度稀釋,各取10-1、10-3、10-5稀釋度100 μL分別涂布于固體MRS培養(yǎng)基平板上,于37 ℃厭氧培養(yǎng)48 h。根據(jù)形態(tài)特征挑選典型菌落,挑取單個菌落劃線分離2~3次,反復(fù)劃線獲得純菌株,編號,進行革蘭氏染色,鏡檢。菌株以1%的接種量接種到含有MRS液體培養(yǎng)基的試管中,在37 ℃條件下培養(yǎng)24 h取樣測定pH值,判斷該試驗菌株的產(chǎn)酸能力。
取適量對數(shù)生長期的菌株純培養(yǎng)物,利用天根細(xì)菌基因組脫氧核糖核酸(DNA)提取試劑盒(離心柱型)提取菌體DNA,采用細(xì)菌16S片段通用引物27F(5'-AGTCTCTGATCATGC-3')和1492R(5'-AAGGAGGTGCTCCAGCC-3')進行16S rDNA片段的擴增。PCR擴增反應(yīng)體系:模板DNA 0.5 μL,引物(10 mmol/L)各0.5 μL,2×TaqPCR Master Mix 12.5 μL,用雙蒸水(ddH2O)補至20 μL。PCR擴增程序:94 ℃、5 min;94 ℃、30 s,55 ℃、30 s,72 ℃、1 min,30個循環(huán);72 ℃、10 min。PCR產(chǎn)物送至上海生工生物工程有限公司進行測序,將測序結(jié)果采用DNAMAN軟件雙向拼接后,結(jié)果通過美國國家生物技術(shù)信息中心(nationalcenter for biotechnology information,NCBI)網(wǎng)站(http://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi)中的基本局部比對搜索工具(basiclocalalignmentsearchtool,BLAST)進行序列相似性比對分析[16]。根據(jù)菌株16S rRNA序列,通過MEGA5軟件,采用最大似然法構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育進化樹。
1.3.2 菌株潤腸通便功能篩選動物實驗
ICR小鼠自購入起適應(yīng)1周后,按體質(zhì)量隨機分組,共分為9組,每組12只。分組如下:陽性藥物對照組灌胃麻仁丸,灌胃劑量為2 g/kg小鼠體質(zhì)量;乳酸菌組灌胃受試菌株,劑量為1×109CFU/kg小鼠體質(zhì)量,以菌株LC-01為陽性對照菌。對照組和模型組每天灌胃0.2 mL 0.85%生理鹽水,其他處理組每天灌胃等體積的受試物溶液,各組受試物連續(xù)灌胃7 d。動物飼養(yǎng)保持環(huán)境溫度為(21±2)℃,相對濕度為30%~70%,12 h光照交替,自由攝入小鼠維持飼料和飲水。小鼠在實驗0和7 d各稱質(zhì)量1次。
小鼠排便實驗[17]:受試樣品給喂7 d后,各組小鼠禁食不禁水16 h。對照組給喂0.85%生理鹽水,模型組、給藥組給予0.05%復(fù)方地芬諾酯懸液0.3 mL(10 mg/kg小鼠體質(zhì)量),給藥0.5 h后,對照組和模型組小鼠灌胃墨汁0.2 mL,給藥組給喂含受試樣品的墨汁0.2 mL(墨汁含5%活性炭和10%阿拉伯膠)。灌胃墨汁后,每只小鼠單籠飼養(yǎng),觀察并記錄每只小鼠首粒排黑便時間,以及6 h內(nèi)排黑便的粒數(shù)及質(zhì)量。
小腸推進實驗[17]:受試樣品給喂7 d后,各組小鼠禁食不禁水16 h。對照組給喂0.85%生理鹽水,模型組灌胃給予0.025%復(fù)方地芬諾酯懸液0.3 mL(5 mg/kg小鼠體質(zhì)量),給藥0.5 h后,對照和模型組給予墨汁灌胃0.2 mL,給藥組給予含受試樣品的墨汁0.2 mL。25 min后立即脫頸椎處死小鼠,打開腹腔分離腸系膜,剪取上端自幽門、下端至回盲腸部的腸管,置于托盤上,輕輕將小腸拉成直線,測量腸管長度為“小腸總長度”,從幽門至墨汁前沿為“墨汁推進長度”,墨汁推進率計算公式如下:
1.3.3 篩選菌株生物學(xué)特性研究
(1)生長曲線及產(chǎn)酸曲線
篩選菌株以1%的接種量接種到含有MRS液體培養(yǎng)基的試管中,傳至2代后,篩選菌株按1%接種量接種到MRS培養(yǎng)基中,在37 ℃條件下培養(yǎng)4 h、6 h、8 h、10 h、12 h、16 h、24 h,取樣測定pH值,在波長600 nm處測定樣品的光密度(optical density,OD600nm)值,判斷篩選菌株的生長速度和產(chǎn)酸能力。
(2)耐酸性實驗
篩選菌株以1%的接種量接種到含有MRS液體培養(yǎng)基的試管中,傳至2代后,取適量菌液,4 ℃、1 000 r/min離心5 min,棄上清,加入等體積pH值為2.5的MRS液體培養(yǎng)基中,重懸,37 ℃培養(yǎng),分別取0、1 h、2 h、4 h的菌液用平板計數(shù)法測定活菌數(shù),以此判斷篩選菌株的耐酸能力[18]。
(3)耐膽鹽性實驗
篩選菌株以1%的接種量接種到含有MRS液體培養(yǎng)基的試管中,傳至2代后,取適量菌液,4 ℃、1 000 r/min離心5 min,棄上清,加入等體積含有0.3%膽鹽的MRS液體培養(yǎng)基中,重懸,37 ℃培養(yǎng),分別取0 h、4 h和8 h的菌液用平板計數(shù)法測定活菌數(shù),以此判斷篩選菌株的膽鹽耐受能力[18]。菌株存活率計算公式如下:
(4)黏附性實驗
人結(jié)直腸腺癌細(xì)胞HT-29復(fù)蘇后傳至第三代,以細(xì)胞懸液濃度為1×106CFU/mL接種于已放置細(xì)胞爬片的6孔細(xì)胞培養(yǎng)板中,于37 ℃、5%CO2的培養(yǎng)箱中進行培養(yǎng)。菌株以1%的接種量接種于液體MRS培養(yǎng)基中,在37 ℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24 h,菌濃度調(diào)到2×108CFU/mL。取1 mL菌液接種于含有HT-29細(xì)胞和細(xì)胞爬片的6孔細(xì)胞培養(yǎng)板中,37 ℃、CO2培養(yǎng)箱中孵育2 h。孵育結(jié)束后,緩慢吸去培養(yǎng)液,無菌磷酸鹽緩沖液(phosphate buffered saline,PBS)洗滌,無水甲醇固定8 min。取出細(xì)胞爬片,經(jīng)革蘭氏染色后,用中性樹脂封片。于光學(xué)顯微鏡下進行觀察,每個片子隨機選取10個視野計數(shù),每株菌3個重復(fù)[19]。
1.3.4 統(tǒng)計分析
測定指標(biāo)均表示為3次平行實驗的平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差。顯著性分析采用SPSS17.0軟件中的Duncan's多重比較檢驗法進行分析,顯著水平設(shè)置為0.05。
采用稀釋涂布平板法從23個貴州泡菜樣品中分離得到77株乳白色圓形菌落的乳酸菌疑似菌株,對其編號為GZ1~GZ77,經(jīng)革蘭氏染色后,共計得到革蘭氏陰性菌31株,革蘭氏陽性菌46株。根據(jù)菌株在MRS培養(yǎng)基中的產(chǎn)酸特性,最終挑選出5株產(chǎn)酸強的菌株(編號為GZ9、GZ15、GZ20、GZ47、GZ54),且都在衛(wèi)生部2010年頒布的《可用于食品的菌種名單》中。
菌株GZ9、GZ15、GZ20、GZ47、GZ54的革蘭氏染色結(jié)果見圖1。由圖1可知,菌株GZ9、GZ15、GZ20、GZ47、GZ54均為革蘭氏陽性菌。
圖1 5株菌的革蘭氏染色結(jié)果Fig.1 Gram staining results of 5 lactic acid bacteria
菌株GZ9、GZ15、GZ20、GZ47、GZ54的系統(tǒng)發(fā)育樹見圖2。
圖2 基于16S rRNA序列的5株乳酸菌系統(tǒng)發(fā)育樹Fig.2 Phylogenetic tree of 5 lactic acid bacteria based on 16S rRNA gene sequences
由圖2可知,菌株GZ9和GZ47被鑒定為植物乳桿菌(Lactobacillus plantarum),菌株GZ15和GZ54被鑒定為干酪乳桿菌(Lactobacillus casei),菌株GZ20被鑒定為發(fā)酵乳桿菌(Lactobacillus fermenti)。菌株GZ9、GZ15、GZ20、GZ47、GZ54的信息見表2。
表2 受試菌株的信息Table 2 Information of tested strains
為了篩選具有潤腸通便功能的乳酸菌,選取遠(yuǎn)交系ICR小鼠,利用復(fù)方地芬諾酯建立便秘模型,并選取麻仁丸為陽性藥物對照,以菌株LC-01作為陽性菌株對照,比較5株乳酸菌(GZ9、GZ15、GZ20、GZ47、GZ54)的潤腸通便效果。
2.2.1 小鼠排便實驗
實驗期間小鼠灌胃受試藥物與受試菌株菌懸液均未發(fā)現(xiàn)明顯不適癥狀,無意外死亡情況。對小鼠體質(zhì)量進行監(jiān)控,結(jié)果見表3。由表3可知,在7 d內(nèi),與模型組相比,不同處理組小鼠體質(zhì)量均無顯著性差異(P>0.05),表明灌胃受試劑量的試驗藥物與試驗菌株菌懸液對小鼠體質(zhì)量均無顯著影響(P>0.05)。
表3 小鼠灌胃受試藥物及菌懸液前后體質(zhì)量的變化Table 3 Change of mice body weight before and after intragastric administration with tested drug and bacterial suspension
受試樣品給喂7 d后,進行小鼠排便情況測定,結(jié)果見表4。由表4可知,與對照組小鼠相比,模型組小鼠的首次排黑便時間顯著增加,6 h排黑便粒數(shù)和排黑便質(zhì)量均顯著降低,表明采用復(fù)方地芬諾酯懸液灌胃制造便秘模型造模成功。
表4 灌胃受試藥物及菌懸液對便秘小鼠排便指標(biāo)的影響Table 4 Effect of intragastric administration with tested drug and bacterial suspension on defecation indexes of constipation mice
由表4可知,藥物組小鼠連續(xù)灌胃7 d麻仁丸溶液,與模型組小鼠相比,6 h排黑便質(zhì)量顯著增加,但首次排黑便時間和6 h排黑便粒數(shù)與模型組相比無顯著性差異(P>0.05),但優(yōu)于模型組。與模型組小鼠相比,灌胃1×109CFU/kg小鼠體質(zhì)量的菌株GZ9和GZ15菌懸液均可以顯著減少小鼠的首次排黑便時間(P<0.01),與菌株LC-01相當(dāng)。灌胃菌株GZ9和GZ15菌懸液的小鼠,其6 h排黑便粒數(shù)和排黑便質(zhì)量與模型組小鼠相比顯著提高(P<0.05),且高于菌株LC-01。其中,經(jīng)菌株GZ15菌懸液灌胃處理的小鼠,其首次排黑便時間、6 h排黑便粒數(shù)和排黑便質(zhì)量3項指標(biāo)均優(yōu)于其他4株菌和菌株LC-01,說明菌株GZ15菌懸液能夠降低便秘小鼠首次排黑便時間,增加便秘小鼠6 h排黑便粒數(shù)和排黑便質(zhì)量,潤腸通便的效果顯著。
2.2.2 小腸墨汁推進實驗
實驗期間小鼠灌胃受試藥物與受試菌株菌懸液均未發(fā)現(xiàn)明顯不適癥狀,無意外死亡情況。對小鼠體質(zhì)量進行監(jiān)控,結(jié)果見表5。由表5可知,在7 d內(nèi),與模型組相比不同處理組小鼠體質(zhì)量均無顯著性差異(P>0.05),表明灌胃受試劑量的試驗藥物與試驗菌株菌懸液對小鼠體質(zhì)量均無顯著影響(P>0.05)。
表5 小鼠灌胃受試藥物及菌懸液前后體質(zhì)量的變化Table 5 Change of mice body weight before and after intragastric administration with tested drug and bacterial suspension
受試樣品給喂7 d后,進行小鼠小腸墨汁推進實驗,結(jié)果見表6。由表6可知,各處理組小鼠的小腸總長度無顯著性差異(P>0.05)。與對照組小鼠相比,模型組小鼠的墨汁推進率顯著降低(P>0.01),表明采用復(fù)方地芬諾酯懸液灌胃制造便秘模型造模成功。由表6亦可知,與模型組小鼠相比,藥物組小鼠的墨汁推進率顯著高于模型組(P<0.05);灌胃1×109CFU/kg小鼠體質(zhì)量的菌株GZ15菌懸液小鼠,其墨汁推進率顯著高于造模組小鼠(P<0.05),且優(yōu)于其他4株菌,與菌株LC-01相當(dāng),說明菌株GZ15菌懸液能夠提高便秘小鼠墨汁推進率,與小鼠排便實驗結(jié)果一致,潤腸通便的功能顯著。
表6 灌胃受試藥物及菌懸液對便秘小鼠墨汁推進率的影響Table 6 Effect of intragastric administration with tested drug and bacterial suspension on the ink propulsion rate of constipation mice
2.3.1 菌株GZ15生長和產(chǎn)酸特性
生長曲線和產(chǎn)酸速率是乳酸菌活力良好的重要特征之一,同時產(chǎn)酸速率也是篩選優(yōu)良菌株的重要指標(biāo)[15]。由圖3A可知,菌株GZ15生長迅速,在接種后4 h進入對數(shù)生長期,14 h進入穩(wěn)定期。由圖3B可知,在接種菌株GZ15后產(chǎn)酸趨于平穩(wěn),培養(yǎng)16 h時pH達(dá)3.85±0.07,顯示出較好的產(chǎn)酸能力。
圖3 菌株GZ15的生長(A)和產(chǎn)酸(B)曲線Fig.3 Growth (A) and acid production (B) curves of strain GZ15
2.3.2 菌株GZ15的酸和膽鹽耐受性
胃液pH根據(jù)飲食的不同,通常在3.0附近波動,但飲食酸性食物后pH降至1.5左右,飲食堿性食物pH在4.0~4.5之間[20],食物在胃中通過的時間一般是0~4 h[21]。由表7可知,在pH 2.5的酸性環(huán)境下孵育4 h后,存活率高達(dá)99.40%,活菌數(shù)達(dá)到5.91×108CFU/mL,與對照菌LC-01相當(dāng),其存活率為99.05%。在0.3%膽鹽環(huán)境下孵育8 h后,活菌數(shù)存活率高達(dá)98.37%,達(dá)到4.71×107CFU/mL,優(yōu)于對照菌LC-01,表現(xiàn)出較好的膽鹽耐受性。說明菌株GZ15具有較好的酸和膽鹽耐受性,能夠在胃腸道嚴(yán)苛的環(huán)境下長時間保持較高活性。
表7 菌株GZ15的酸及膽鹽耐受性Table 7 Acid and bile salt tolerance of strain GZ15
2.3.3 菌株GZ15的黏附性
乳酸菌對腸道上皮細(xì)胞的黏附作用有助于其在腸道定植、抑制病原菌定植、增強其與腸道細(xì)胞之間的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和提高機體的免疫力[22]。而目前普遍認(rèn)為乳酸菌黏附性是評價其是否具有優(yōu)良特性重要標(biāo)準(zhǔn),菌株GZ15在人結(jié)直腸腺癌細(xì)胞HT-29表面的黏附性見圖4。由圖4可知,菌株GZ15表現(xiàn)出高黏附能力,每個細(xì)胞表面可黏附(4.68±0.59)個,顯著高于菌株LC-01[(3.72±0.14)個,P<0.05)],是菌株LC-01的1.26倍,說明菌株GZ15能夠黏附于腸道黏膜細(xì)胞表面,顯示出較高的腸道定植活性。
圖4 菌株LC-01(a)及菌株GZ15(b)對人結(jié)直腸腺癌細(xì)胞HT-29黏附性Fig.4 Adhesion of strain LC-01 (a) and strain GZ15 (b) to human colorectal adenocarcinoma cell HT-29
便秘是由于腸道功能紊亂引起的慢性疾病,主要臨床癥狀有排便困難、排便頻率低、糞便干硬和延長腸道排空時間[10]。乳酸菌在胃腸道中扮演著重要角色,影響著宿主健康,補充乳酸菌能夠調(diào)節(jié)腸道菌群平衡、緩解便秘[7,11-13]。復(fù)方地芬諾酯是一種小鼠便秘模型造模常用藥物,其主要是直接作用于腸道平滑肌,通過抑制腸黏膜感受器,消除局部腸黏膜蠕動反射而使腸道蠕動減慢,使腸內(nèi)容物通過延遲,致使小鼠排便困難,與便秘臨床癥狀相近[13]。麻仁丸作為臨床用于治療便秘的常用藥,其療效確切??诜嫔軌蛘{(diào)節(jié)腸道菌群平衡,保護腸道健康,可帶來顯著的通便效果,近年來多項研究表明益生菌能夠治療功能性便秘[7,11-13]。副干酪乳桿菌LC-01具有良好的潤腸通便功能[13],并在腸道內(nèi)具有較好的生存能力[14]。本研究采用止瀉劑復(fù)方地芬諾酯建立便秘模型,以麻仁丸作為陽性藥物對照,以副干酪乳桿菌LC-01作為陽性對照菌,發(fā)現(xiàn)在5株菌中干酪乳桿菌GZ15降低復(fù)方地芬諾酯引發(fā)的便秘小鼠首次排黑便時間最顯著,小鼠6 h排黑便粒數(shù)、排黑便質(zhì)量和小鼠墨汁推進率最高,效果與麻仁丸相當(dāng),優(yōu)于副干酪乳桿菌LC-01。說明干酪乳桿菌GZ15具有良好的潤腸通便功能。
目前,普遍認(rèn)為優(yōu)良的乳酸菌應(yīng)具備如下條件:對胃腸道環(huán)境具有高的耐受性;能夠在腸道中定植;具有高的安全性;臨床效果明顯[23]。乳酸菌的黏附性被認(rèn)為是其定植腸道,發(fā)揮益生功能的前提和基礎(chǔ),而優(yōu)良的乳酸菌還應(yīng)具有良好的生長特性和產(chǎn)酸特性,必須能夠在胃中酸性條件和消化酶條件下存活,其次能夠通過小腸高濃度膽鹽條件,黏附于腸道細(xì)胞表面,定植在腸道中,競爭性排斥病原菌在腸道中的黏附,長期釋放一些功能性物質(zhì),如乳酸、短鏈脂肪酸、抗菌肽、維生素和一些功能酶,幫助宿主抵御病原菌、分解食物和提供營養(yǎng)[10]。該研究發(fā)現(xiàn)菌株GZ15具有良好的生長特性和產(chǎn)酸特性,能夠在pH 2.5和0.3%膽鹽濃度下保持較高活性,并且對HT-29細(xì)胞具有高的黏附性,每個細(xì)胞平均可以黏附(4.68±0.59)個菌,且顯著高于副干酪乳桿菌LC-01[黏附(3.72±0.14)個菌],說明GZ15菌株具有良好的生長特性、產(chǎn)酸特性、耐受性和黏附性。
乳酸菌在肉制品、乳制品、植物蛋白飲料和果蔬飲料加工中都扮演著重要角色,能夠提高食品的營養(yǎng)價值、改善食品風(fēng)味、增強食品的保健作用和延長食品的保存期[24-25]。干酪乳桿菌GZ15不僅具有良好的生長特性,并且可以在pH 2.0條件下存保持高的活力,同時具有潤腸通便功能,能夠應(yīng)用在多種發(fā)酵食品中。由于干酪乳桿菌GZ15良好的耐酸特性,因此可以在植物基且具有一定潤腸通便功能的酸性果蔬汁中發(fā)酵,如蘋果汁、胡蘿卜汁、獼猴桃汁等,結(jié)合乳酸菌和植物果蔬汁的特性,可以開發(fā)一款富含果蔬汁,且能夠預(yù)防便秘的功能性發(fā)酵食品。
該研究從貴州泡菜樣品中分離、篩選、鑒定乳酸菌,并采用止瀉劑復(fù)方地芬諾酯建立便秘模型,通過小鼠首次排黑便時間、6 h排黑便粒數(shù)和排黑便質(zhì)量、小鼠墨汁推進率等指標(biāo)篩選具有潤腸通便功能的乳酸菌,并對優(yōu)選菌株的耐受性和黏附性進行研究。研究發(fā)現(xiàn),從貴州泡菜中分離鑒定出產(chǎn)酸能力強的革蘭氏陽性乳酸菌5株,其中菌株GZ9和GZ47被鑒定為植物乳桿菌(Lactobacillus plantarum),菌株GZ15和GZ54被鑒定為干酪乳桿菌(Lactobacillus casei),菌株GZ20被鑒定為發(fā)酵乳桿菌(Lactobacillus fermenti)。通過對5株菌潤腸通便功能篩選,發(fā)現(xiàn)菌株GZ15給藥7 d后,便秘小鼠首次排便時間最短,6 h排便粒數(shù)、質(zhì)量和小腸墨汁推進率最高。對菌株GZ15進一步研究發(fā)現(xiàn),其具有優(yōu)良的生長特性和產(chǎn)酸特性,能在高pH和膽鹽濃度下保持較高活性,且黏附性高??蓱?yīng)用于發(fā)酵功能食品中,預(yù)防和治療便秘。