◎ 關(guān)仁梅,羅 強,生龍娜雍,羅 璠
(西南民族大學(xué) 食品科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,四川 成都 610041)
藏區(qū)當(dāng)?shù)氐哪撩袷来赜脗鹘y(tǒng)而古老的自然發(fā)酵方法制作酸奶,牦牛乳中含有豐富的微生物群落[1-2]。目前牦牛乳資源未得到合理的開發(fā)利用,關(guān)于優(yōu)勢菌株的開發(fā)研究較少。本試驗通過對從西藏地區(qū)的自然發(fā)酵牦牛乳所分離的植物乳桿菌11進行益生性實驗,包括產(chǎn)酸、抑菌能力以及模擬人體腸道耐受能力、膽鹽耐受性、抗氧化能力實驗,希望為其作為益生菌應(yīng)用提供依據(jù)。
植物乳桿菌11,分離自自然發(fā)酵牦牛乳;大腸桿菌ATCC8099、金黃色葡萄球菌ATCC25923作為指示菌株及質(zhì)控菌株,購自中國科學(xué)院微生物研究所。
1.2.1 植物乳桿菌無細胞發(fā)酵上清液(CFS)的制備
取保藏菌株于MRS液體培養(yǎng)基30 ℃恒溫培養(yǎng) 48 h,8000 r·min-1離心10 min,上清液在80 ℃下水浴10 min,使用1 mol·L-1NaOH溶液調(diào)節(jié)pH=6.0排除酸干擾,用0.22 μm濾膜過濾獲得乳酸菌CFS[3]。
1.2.2 指示菌懸浮液的制備
將2株指示菌以1%接種量接種于LB培養(yǎng)基中,37 ℃恒溫培養(yǎng)24 h,10000 r·min-1離心10 min,去除上清液,用10 mL 0.05 mol·L-1PBS(pH=7.2)緩沖液洗滌2次。用無菌生理鹽水調(diào)節(jié)菌液濃度為1×107CFU·mL-1[4]。
1.2.3 產(chǎn)酸曲線的繪制
將植物乳桿菌11以1%接種量接種于MRS液體培養(yǎng)基,過夜活化,4000 r·min-1離心10 min,去上清液,用無菌生理鹽水洗滌2次,并配置菌懸液,調(diào)節(jié)菌液濃度至OD600=0.5,將菌懸液以5%接種量接種于MRS液體培養(yǎng)基(pH=6.5)中,置于30 ℃恒溫培養(yǎng)箱培養(yǎng),分別測定2 h、4 h、6 h、8 h、10 h、12 h、18 h和24 h 發(fā)酵液的pH值,繪制變化曲線。
1.2.4 抑菌能力
采用96孔板法測定植物乳桿菌CFS對兩株指示菌的抑制作用。在96孔板中分別加入10 μL指示菌懸浮液和190 μL乳酸菌CFS,30 ℃培養(yǎng)24 h,測定 600 nm處的吸光值OD600,以等量MRS液體培養(yǎng)基替代CFS為對照[5],抑菌率計算如式(1)所示:
式(1)中:ODLAB表示24 h之后指示菌在乳酸菌CFS中的OD600;ODcontrol表示24 h之后指示菌在MRS液體中的OD600。
1.2.5 模擬人體胃腸道耐受能力
模擬胃腸液參照《中國藥典》[6]中提及的方法,配制人工胃液和腸液。人工胃液:取16.4 mL 1 mol·L-1稀鹽酸于容器中,依次加入800 mL超純水與10 g胃蛋白酶,混勻后在容量瓶中定容到1000 mL,用 0.22 μm濾膜過濾,即得到人工胃液,pH約為2.0。人工腸液:取6.8 g磷酸二氫鉀,用500 mL超純水溶解,用0.1 mol?L-1氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH=6.8;另取10 g 胰酶,加水適量溶解,將兩液混合后,加水定容到 1000 mL,即得人工腸液。取兩管活化后的植物乳桿菌11菌懸液,10000 r·min-1離心2 min 后棄上清液,用無菌生理鹽水洗滌兩次,在菌體中分別加入10 mL人工胃液和人工腸液,漩渦混勻后于30 ℃,200 r·min-1搖床溫浴,在0 h和3 h分別測定人工胃液處理組的活菌數(shù)量,在0 h和4 h分別測定人工腸液處理組的活菌數(shù)量,菌株存活率計算如式(2)所示:
式(2)中:N1代表經(jīng)過人工胃液或人工腸液處理后細菌數(shù);N0代表人工胃液(人工腸液)處理前的細菌數(shù)。
1.2.6 膽鹽耐受性
將過夜活化后的實驗菌株菌液調(diào)整為含0.3%牛膽鹽的MRS液體培養(yǎng)基,37 ℃培養(yǎng)3 h后,使用平板菌落計數(shù)法定量樣品中的菌體數(shù)目。以相同時間的原始菌液作對照,存活率計算如式(3)所示:
式(3)中:N1為處理組的細菌數(shù)(CFU);N2為對照組的細菌數(shù)(CFU)。
1.2.7 抗氧化能力
使用總抗氧化能力(T-AOC)檢測試劑盒檢測總抗氧化能力。使用DPPH法振蕩[7]測定DPPH自由基清除能力:將150 μL乳酸菌CFS與150 μL甲醇DPPH溶液在96孔酶標混勻,在避光條件下,室溫靜置30 min后,測517 nm處吸光度,記為A2,將150 μL乳酸菌CFS與150 μL 70 %甲醇溶液混勻,記為A3,將150 μL 70%的甲醇溶液與150 μL甲醇DPPH溶液混勻,記為A1,以1 mmol?L-1維生素C為陽性對照。DPPH自由基清除率計算如式(4)所示:
實驗均平行3次,數(shù)據(jù)用均值±標準差表示,使用Excel 2010和SPSS 20.0進行數(shù)據(jù)分析。
測定發(fā)酵液pH有助于了解植物乳桿菌11的產(chǎn)酸能力,結(jié)果如圖1所示。在0~8 h發(fā)酵液pH快速降低,在8 h之后pH變化較為平緩,最終在24 h時pH穩(wěn)定在3.8左右,結(jié)果表明植物乳桿菌11產(chǎn)酸快,產(chǎn)酸能力強。
圖1 植物乳桿菌11的產(chǎn)酸曲線圖
以大腸桿菌ATCC8099和金黃色葡萄球菌ATCC25923為指示菌測定了植物乳桿菌11的抑菌能力。植物乳桿菌11發(fā)酵上清液經(jīng)過中和酸、H2O2分解處理后對大腸桿菌的抑菌率分別為(32.96±5.65)%,對金黃色葡萄球菌的抑菌率為(53.15±4.71)%,初步判定植物乳桿菌11對兩株指示菌有一定的抑菌作用。
對植物乳桿菌11進行模擬胃腸道環(huán)境測定其存活率,發(fā)現(xiàn)植物乳桿菌11在人工胃液(pH=2.0)處理3 h后,存活率為(93.29±2.49)%,在模擬人工腸液(pH=6.8)處理4 h后,存活率為(94.33±11.65)%,試驗結(jié)果表明植物乳桿菌11在腸胃液中有較強的存活能力,為其發(fā)揮益生功能提供基礎(chǔ)。
植物乳桿菌11在含有0.3%的牛膽酸鹽培養(yǎng)基下培養(yǎng)3 h后,其存活率為(77.25±10.89)%,說明其對膽鹽的耐受性較好。
通過DPPH自由基清除率和總抗氧化能力評價了植物乳桿菌11的抗氧化活性,以1 mmol?L-1維生素C和MRS培養(yǎng)基作為參照,植物乳桿菌11的24 h發(fā)酵上清液對DPPH的清除率為(19.36±3.96)%,其總抗氧化能力為(8.2±2.18)U·mL-1,1 mmol?L-1維生素C的總抗氧化能力為(98.55±3.14)U·mL-1,MRS培養(yǎng)基總抗氧化能力為(3.36±1.47)U·mL-1。綜合兩類測定方法,植物乳桿菌11具備一定的抗氧化能力。
本研究通過產(chǎn)酸能力、抑菌能力、模擬人體腸道耐受能力、抗氧化能力實驗對植物乳桿菌11進行益生性評價。結(jié)果表明:植物乳桿菌11產(chǎn)酸快,對金黃色葡萄球菌有一定的抑制效果,對人工胃腸液耐受性強,3 h人工胃液存活率為(93.29±2.49)%,4 h人工腸液存活率為(94.33±11.65)%,在0.3%膽鹽濃度培養(yǎng)下存活率為(77.25±10.89)%,其24 h發(fā)酵上清液有一定的抗氧化效果,對DPPH的清除率為(19.36±3.96)%。綜合試驗結(jié)果表明,初步判斷植物乳桿菌11是一株益生性菌株。此研究為植物乳桿菌11進一步開發(fā)與應(yīng)用奠定了理論基礎(chǔ)。