低聚糖對(duì)植物乳桿菌XC—10的影響研究

楊郁 李靜雅 劉小濤 金志華 金慶超

摘要 研究了幾種常見功能性低聚糖對(duì)發(fā)酵乳生產(chǎn)適用植物乳桿菌XC-10的影響。結(jié)果表明：和相同濃度葡萄糖對(duì)照比較，1.2%～1.6%低聚果糖對(duì)發(fā)酵過程中XC-10的活菌數(shù)影響最大，發(fā)酵16 h后活菌數(shù)達(dá)到3.4×109 CFU/g，為對(duì)照組的1.9倍；14 d的貯藏期內(nèi)，低聚糖對(duì)XC-10的生長(zhǎng)具有保護(hù)作用，活菌數(shù)比對(duì)照組多10%以上；在人工胃液中添加1.2%～1.6%低聚果糖或低聚半乳糖，XC-10生存率是對(duì)照組的1.2倍以上，表明低聚糖在極酸攝食環(huán)境下對(duì)XC-10菌株有顯著保護(hù)作用。

關(guān)鍵詞 低聚糖；發(fā)酵乳；人工胃液；貯藏期

中圖分類號(hào) Q935 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739（2016）04-0287-02

Study on the Influence of Oligose with Lactobacillus plantarum XC-10 Filling for Fermented Milk Production

YANG Yu 1 LI Jing-ya 1 LIU Xiao-tao 2 JIN Zhi-hua 1 JIN Qing-chao 1

（1 School of Biotechnology and Chemical Engineering，Ningbo Institute of Technology，Zhejiang University，Ningbo Zhejiang 315100； 2 Ningbo Dairy Group）

Abstract This paper studied the effects of oligose with Lactobacillus plantarum XC-10 filling for fermented milk production. The results showed that the viable count of XC-10 reached 3.4×109 CFU/g，1.9 times for the same concentration of glucose with 1.2%～1.6% oligosaccharide；Oligose had a protective effect on the growth of XC-10 in 14 d storage period，and the viable count of XC-10 was more than 10% of the control group；Finally，the survival rate in simulated gastric fluid was more than 1.2 times for the control group with 1.2%～1.6% oligose，which showed that oligose had important protective effect of XC-10 in the polar acid feeding environment.

Key words oligose；fermented milk；simulated gastric fluid；storage period

低聚糖（oligosaccharide）又稱寡糖，是由2～10個(gè)單糖分子脫水縮合而成的碳水化合物，因糖的組成和結(jié)構(gòu)不同而有不同的理化性質(zhì)和生理功能[1]，具活化腸道內(nèi)益生菌，促進(jìn)其生長(zhǎng)繁殖，同時(shí)抑制腸道致病菌生長(zhǎng)[2-4]等作用。2007年1月1日起，由國(guó)家發(fā)改委國(guó)家公眾營(yíng)養(yǎng)與發(fā)展中心推出的“食物中加Oligo”項(xiàng)目正式啟動(dòng)，充分表明了國(guó)家對(duì)低聚糖在食品中發(fā)揮功能性的重視。

植物乳桿菌屬于乳桿菌科中的乳桿菌屬，屬于同型發(fā)酵乳酸菌[5]，常見于奶油、肉類及許多蔬菜發(fā)酵制品中，能通過胃并定植于腸道發(fā)揮有益作用，可抑制病原菌生長(zhǎng)、調(diào)節(jié)腸道微生態(tài)、降低血清膽固醇等，近幾年的研究熱點(diǎn)集中于炎癥性胃腸病、過敏、外科感染、抗生素相關(guān)腹瀉、婦科感染、粘膜免疫、癌癥以及肥胖等相關(guān)癥狀[6]。

近年有研究發(fā)現(xiàn)低聚糖可促進(jìn)乳桿菌的增殖[7]，如能將低聚糖與乳酸菌進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，并應(yīng)用于發(fā)酵乳生產(chǎn)，就可達(dá)到既保留發(fā)酵乳的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和風(fēng)味，也能強(qiáng)化低聚糖的益生功能。該文旨在通過研究低聚糖對(duì)適合發(fā)酵乳生產(chǎn)的植物乳桿菌的作用，主要是活菌數(shù)的影響，以期能提高發(fā)酵乳生產(chǎn)中乳酸菌的活菌數(shù)，為乳酸菌更好地發(fā)揮保健作用提供實(shí)驗(yàn)室基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

1.1.1 菌種。植物乳桿菌（Lactobacillus plantarum）XC-10，可用作發(fā)酵乳制作，由本實(shí)驗(yàn)室于寧波雪菜中分離篩選得到。

1.1.2 培養(yǎng)基及主要試劑。①培養(yǎng)基：GYP培養(yǎng)基[8]；10%脫脂牛奶，115 ℃、10 min滅菌。②低聚糖：低聚果糖（FOS），菊粉（Inulin），低聚半乳糖（GOS），低聚異麥芽糖（IMO），低聚木糖（XOS），木蘇糖（Stachyose），均為食品級(jí)，純度為90%左右，購(gòu)自上海馳為實(shí)業(yè)有限公司。③人工胃液：胃蛋白酶（Sigma）0.35 g，NaCl 0.2 g，溶于適量蒸餾水，HCl調(diào)節(jié)pH值至2.0，定容至100 mL，0.22 μm微孔濾膜（Millex-GV）過濾除菌。④其他試劑均為化學(xué)純。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 發(fā)酵乳制作。在10%脫脂牛奶中分別加入0.4%、0.8%、1.2%和1.6%上述6種低聚糖，以相應(yīng)濃度葡萄糖（Glu）為對(duì)照組。滅菌后分裝待用。將XC-10菌株5%接種至上述復(fù)原乳中，42 ℃恒溫培養(yǎng)。

1.2.2 樣品菌數(shù)測(cè)定。發(fā)酵乳樣品在42 ℃培養(yǎng)48 h，依據(jù)《食品衛(wèi)生微生物學(xué)檢驗(yàn)乳酸菌檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)（GB/T 4789.35-2010）》，分別測(cè)定0、4、8、12、16、24、36、48 h樣品中所含活菌總數(shù)。

1.2.3 貯藏期樣品中菌數(shù)測(cè)定。將XC-10菌株5%接種在10%脫脂牛奶中，42 ℃培養(yǎng)8 h，樣品出現(xiàn)凝乳，在上述發(fā)酵乳中添加發(fā)酵中對(duì)活菌數(shù)影響較明顯的低聚糖，使其終濃度分別為0.4%、0.8%、1.2%、1.6%，以相應(yīng)濃度葡萄糖為對(duì)照組，4 ℃貯藏，分別于0、3、7、14、21 d測(cè)定發(fā)酵乳中所含活菌數(shù)。

1.2.4 人工胃液中耐酸性測(cè)定。將菌株于GYP培養(yǎng)基中37 ℃、培養(yǎng)16 h后，無菌狀態(tài)下取10 mL菌液，5 000 r/min離心10 min，沉淀于無菌生理鹽水洗滌離心2次，加入5 mL人工胃液，并添加發(fā)酵中對(duì)活菌數(shù)影響較明顯的低聚糖，使其終濃度分別為0.4%、0.8%、1.2%、1.6%，以相應(yīng)濃度葡萄糖為對(duì)照組，振蕩均勻后置于37 ℃恒溫水浴，2 h后取樣測(cè)定剩余活菌數(shù)，與無菌生理鹽水中對(duì)照活菌數(shù)相比，得出生存率。

2 結(jié)果與分析

2.1 發(fā)酵過程中低聚糖對(duì)XC-10活菌數(shù)的影響

將0.4%、0.8%、1.2%和1.6%的6種低聚糖和葡萄糖分別添加到脫脂牛奶中，42 ℃培養(yǎng)48 h，分別測(cè)定0、4、8、12、16、24、36和48 h時(shí)樣品中所含活菌總數(shù)，如圖1所示。結(jié)果顯示，活菌數(shù)在8 h前變化不明顯，8 h后有顯著增加，培養(yǎng)16 h左右，活菌數(shù)達(dá)到最大；隨著糖濃度的增加，活菌數(shù)也相應(yīng)增加，但濃度1.2%和1.6%時(shí)活菌數(shù)相差不顯著，說明低聚糖濃度在此區(qū)間對(duì)活菌數(shù)的增加影響較大。低聚半乳糖和低聚果糖對(duì)發(fā)酵過程中XC-10的活菌數(shù)影響明顯，特別是低聚果糖，在濃度為1.2%，培養(yǎng)16 h后時(shí)，活菌數(shù)達(dá)到3.4×109 CFU/g，為對(duì)照組活菌數(shù)（1.8×109 CFU/g）的1.9倍，低聚麥芽糖和低聚木蘇糖對(duì)發(fā)酵乳也有一定影響，低聚木糖和菊糖對(duì)發(fā)酵乳無明顯影響。

2.2 貯藏期添加低聚糖對(duì)XC-10活菌數(shù)的影響

由2.1試驗(yàn)結(jié)果可知，低聚半乳糖和低聚果糖對(duì)發(fā)酵過程中XC-10的活菌數(shù)影響明顯，因此在發(fā)酵乳樣品中添加上述2種低聚糖，4 ℃貯藏，分別于0、3、7、14和21 d測(cè)定發(fā)酵乳中所含活菌數(shù)，結(jié)果如圖2所示?？梢钥闯?，0～3 d貯藏期中，活菌數(shù)出現(xiàn)了較明顯的下降，3 d后基本為0 d的1/3左右，3～14 d，活菌數(shù)的變化不明顯，21 d后樣品中活菌數(shù)到達(dá)較低水平，普遍在0.5×107 CFU/g以下；在3～14 d的貯藏期間內(nèi)，糖濃度越高，相對(duì)活菌數(shù)越高，同時(shí)，貯藏7 d，濃度1.2%的測(cè)定結(jié)果表示，低聚果糖組的活菌數(shù)為原始的38.17%，低聚半乳糖為34.70%，比對(duì)照組的（26.71%）高，由此可知，在一定貯藏期內(nèi)，低聚糖對(duì)XC-10的生長(zhǎng)具有保護(hù)作用，減緩菌體的死亡，并且低聚糖濃度越高保護(hù)作用相對(duì)越強(qiáng)。

2.3 添加低聚糖對(duì)人工胃液中XC-10活菌數(shù)的影響

人體胃液的pH值在2.0～4.0之間，對(duì)一般乳酸菌而言是相當(dāng)苛刻的環(huán)境，大部分乳酸菌在通過人體胃部時(shí)死亡，該試驗(yàn)為觀察在極酸環(huán)境下低聚糖對(duì)乳酸菌XC-10的保護(hù)作用，進(jìn)行了人工胃液中添加低聚半乳糖和低聚果糖后，XC-10的耐酸性測(cè)定，結(jié)果如圖3所示。結(jié)果表明，在人工胃液中含有葡萄糖和低聚糖時(shí)，隨著糖濃度的增加，XC-10的生存率相應(yīng)增加，但糖濃度在1.2%～1.6%區(qū)間內(nèi)，生存率

變化不明顯；加入低聚糖后XC-10的生存率比加入同樣濃度的葡萄糖時(shí)有顯著提高，1.2%～1.6%區(qū)間內(nèi)，添加低聚果糖和低聚半乳糖試驗(yàn)組的活菌生存率分別達(dá)到9.2%和8.8%左右，比添加葡萄糖時(shí)（7.5%）1.2倍以上。由此可見，和葡萄糖相比，低聚糖在極酸攝食環(huán)境下對(duì)XC-10菌株有顯著保護(hù)作用。

3 結(jié)論與討論

不同種類及濃度的低聚糖對(duì)XC-10發(fā)酵脫脂牛奶過程中和貯藏期內(nèi)乳菌落活菌數(shù)有不同影響，其中低聚果糖和低聚半乳糖影響最顯著，發(fā)酵期中能夠促進(jìn)XC-10的生長(zhǎng)，在添加1.2%～1.6%低聚果糖的樣品中，16 h時(shí)XC-10的活菌數(shù)可達(dá)到3.4×109 CFU/g；在4 ℃貯藏條件下發(fā)酵乳中低聚果糖和低聚半乳糖能保護(hù)XC-10的存活，減緩其衰亡。在食用時(shí)添加低聚糖可保護(hù)乳酸菌較順利通過胃部強(qiáng)酸環(huán)境，使到達(dá)腸道的活菌數(shù)增加。

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