姚 夏,吳麗華*,葛少彬

(太原師范學(xué)院 生物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,山西 晉中 030019)

0 引言

膳食纖維是一類不能被胃和小腸所消化,但對(duì)人體有重要生理功能的非淀粉類多糖.研究表明,膳食纖維可顯著降低人體患高血壓、糖尿病、肥胖癥和腸胃疾病的概率,可能是因?yàn)樯攀忱w維能縮短致癌物在胃腸道中停留的時(shí)長(zhǎng),并對(duì)腸道菌群進(jìn)行正向改善.

酵母膳食纖維(Yeast dietary fibre,YDF)是一類具有活性成分的多糖,主要成分為葡聚糖和甘露寡糖,YDF營(yíng)養(yǎng)豐富,可提高機(jī)體免疫力,且具有較強(qiáng)的抗氧化活性,是優(yōu)質(zhì)的抗氧化劑和食品添加劑。本實(shí)驗(yàn)對(duì)YDF理化性質(zhì)及體外抗氧化活性進(jìn)行檢測(cè),并探究YDF對(duì)不同微生物生長(zhǎng)的影響,旨在揭示酵母膳食纖維的益生功能,為YDF的合理使用提供實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù).

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

酵母膳食纖維(Yeast dietary fibre,YDF),購(gòu)于安琪酵母股份有限公司;供試菌株枯草芽孢桿菌、大腸桿菌和金黃色葡萄球菌均保存于太原師范學(xué)院微生物實(shí)驗(yàn)室.

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 酵母細(xì)胞培養(yǎng)

接種環(huán)挑取少量酵母菌菌落置于YPD液體培養(yǎng)基中,28℃恒溫?fù)u床培養(yǎng)至對(duì)數(shù)期.

1.2.2 理化性質(zhì)指標(biāo)測(cè)定

稱取適量YDF,參考zhang等[1]的方法,檢測(cè)YDF的溶脹性、持油力、溶解度和溶解性.

1.2.3 多糖含量的檢測(cè)

參考馬麗媛[2]的方法,取不同質(zhì)量濃度的葡萄糖樣品0.05 mL置于試管中,加入0.5 mL 6%苯酚和3mL濃硫酸,放置 10 min 使溶液冷卻后充分搖晃試管,然后靜置20 min,測(cè)定溶液的OD490.空白對(duì)照用蒸餾水.根據(jù)所測(cè)數(shù)據(jù)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線.樣品測(cè)定時(shí),取0.1g YDF,溶于100 mL蒸餾水中得到樣品溶液(1 mg/mL),取0.05 mL樣品代替葡萄糖溶液重復(fù)上述步驟.根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線得到多糖質(zhì)量,并計(jì)算YDF樣品的多糖含量.

1.2.4 抗氧化性分析

準(zhǔn)確稱取梯度質(zhì)量的YDF,待完全溶解之后,參照石秀梅等[3]的方法,測(cè)定DPPH自由基清除率、羥自由基清除率和還原力,參照付旭恒等[4]研究方法,測(cè)定亞鐵離子螯合率.

1.2.5 抑菌活性測(cè)定

參考趙文婧等[5]的方法,配制含有不同質(zhì)量濃度的YDF的牛肉膏蛋白胨液體培養(yǎng)基后,分別接種大腸桿菌和金黃色葡萄球菌,180 rpm,37℃,恒溫震蕩培養(yǎng)一定時(shí)間后,測(cè)定菌液在600 nm處的吸光值.

1.2.6 數(shù)據(jù)分析

采用 SPSS 21.0 軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、處理與分析,數(shù)據(jù)以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示.

2 結(jié)果與分析

2.1 YDF理化性質(zhì)分析

眾所周知,多糖可以提高機(jī)體免疫力,膳食纖維的溶脹性和持油力決定著其促進(jìn)腸道蠕動(dòng)和吸附清除脂肪的能力,而其溶解性與被腸道微生物降解水平有關(guān),溶解性越高,越容易被降解吸收.由表1可知,YDF的溶脹性為5.33 mL/g,持油力為1.49 g/g,溶解度為4.6 g/100 mL,溶解性達(dá)到89.33%,多糖濃度為21.8%.結(jié)果說(shuō)明,YDF能在促進(jìn)腸道蠕動(dòng)、吸附油脂和有毒物質(zhì),以及提高免疫力等方面發(fā)揮重要作用.

表1 YDF理化性質(zhì)的測(cè)定

2.2 YDF體外抗氧化性分析

YDF的體外抗氧化能力如圖1所示.從圖中可以看出,當(dāng)YDF濃度為10 mg/mL時(shí),其DPPH自由基清除率約為90%,亞鐵離子螯合率約為37%,羥自由基清除率為23.75%;當(dāng)YDF濃度為25 mg/mL時(shí),羥自由基清除率可達(dá)75.9%;當(dāng)YDF濃度為50 mg/mL時(shí),亞鐵離子螯合率達(dá)到92.64%.結(jié)果說(shuō)明,YDF具有較強(qiáng)的抗氧化能力,且在一定濃度范圍內(nèi),體外抗氧化能力與YDF濃度線性正相關(guān).

圖1 YDF的體外抗氧化性

2.3 YDF對(duì)微生物生長(zhǎng)的影響

YDF對(duì)微生物生長(zhǎng)的影響如圖2所示.從圖中可以看出,0～10 mg/mL的YDF對(duì)枯草芽孢桿菌的生長(zhǎng)無(wú)顯著影響(圖2a),但可以顯著抑制大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的生長(zhǎng)(圖2b).在實(shí)驗(yàn)濃度范圍內(nèi),隨著YDF濃度的升高,大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的培養(yǎng)液OD600逐漸下降.培養(yǎng)12 h后,在2 mg/mL處理組中,金黃色葡萄球菌培養(yǎng)液的OD600已顯著低于對(duì)照組,抑制率約為9.6%;而對(duì)大腸桿菌的最低抑制濃度為8 mg/mL.結(jié)果表明,一定濃度的YDF可抑制腸道有害微生物大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的生長(zhǎng),且金黃色葡萄球菌對(duì)YDF更為敏感.因此選擇大腸桿菌和金黃色葡萄球菌研究YDF的抑菌時(shí)間效應(yīng).

圖2 YDF對(duì)微生物生長(zhǎng)的影響

2.4 YDF對(duì)微生物生長(zhǎng)影響的時(shí)間效應(yīng)

根據(jù)前期實(shí)驗(yàn)結(jié)果,選擇10 mg/mL YDF研究YDF對(duì)微生物生長(zhǎng)影響的時(shí)間效應(yīng).

由圖3可知,隨著處理時(shí)間的延長(zhǎng),YDF對(duì)微生物生長(zhǎng)的抑制作用逐漸增強(qiáng).經(jīng)10 mg/mL YDF處理2 h和4 h后,大腸桿菌培養(yǎng)液的OD600雖低于對(duì)照組,但兩者間無(wú)顯著差異;處理6～12 h后,大腸桿菌培養(yǎng)液的OD600均顯著低于對(duì)照組(圖3a).金黃色葡萄球菌經(jīng)YDF處理2～12 h后,培養(yǎng)液OD600均顯著低于對(duì)照組(圖3b);處理4 h后,抑制率達(dá)到最高,培養(yǎng)液OD600約為對(duì)照組的48.55%.

圖3 YDF對(duì)微生物生長(zhǎng)影響的時(shí)間效應(yīng)

3 討論

膳食纖維屬于多糖的一種,被稱為第七營(yíng)養(yǎng)素[6],是國(guó)內(nèi)外公認(rèn)的一種非常重要的功能性食品原料[7],在提高機(jī)體免疫力、調(diào)節(jié)胃腸道功能、抑制病原菌、吸附霉菌毒素等方面均有重要作用[8].此外,膳食纖維還可以大大增強(qiáng)飽腹感,促進(jìn)腸道蠕動(dòng),且一定程度上緩解便秘[9].因此,膳食纖維的合理利用對(duì)于人類健康顯得尤為重要.

本研究采用的YDF溶脹性和持油力分別為5.33 mL/g和1.49 g/g,比Zhang等[1]提取的番木瓜膳食纖維分別高約8.1%和6.43%,溶解度為4.6 g/100 mL,約為谷糠膳食纖維的3.22倍[10],推測(cè)YDF在促進(jìn)腸道蠕動(dòng)方面具有更好的效果[11-15].抗氧化活性檢測(cè)顯示,YDF還原能力、DPPH自由基清除率、羥自由基清除率都具有較強(qiáng)的作用.抑菌能力實(shí)驗(yàn)中,YDF濃度對(duì)腸道有害菌金黃色葡萄球菌和大腸桿菌的生長(zhǎng)均具有顯著的抑制作用[16].由此可見(jiàn),酵母膳食纖維不僅對(duì)消化系統(tǒng)有益[17],抑制腸道有害菌生長(zhǎng)[18],并且具有較強(qiáng)的抗氧化性,是一種對(duì)人體非常有益的功能性食品[19-20].