方竹筍膳食纖維作為益生元對(duì)乳酸菌生長(zhǎng)的影響

趙泓舟，杜木英，ZALAN Zsolt ，HEGYI Ferenc，吳良如，張同芳*，鄭炯*

1(西南大學(xué) 食品科學(xué)學(xué)院，重慶，400715)2(匈牙利農(nóng)業(yè)與生命科學(xué)大學(xué)，食品科學(xué)與技術(shù)研究所，布達(dá)佩斯，1011-1239) 3(國(guó)家林業(yè)和草原局竹子研究開發(fā)中心，浙江 杭州，310012)

膳食纖維(dietary fiber, DF)是一種廣泛分布于天然植物中但不能被人體消化的多糖[1]。近年來(lái)大量研究表明，DF具有多種重要的生理功能，如改變腸胃對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化與吸收，降低人體高血糖和高血脂的發(fā)生概率；限制膽鹽的吸收水平，調(diào)節(jié)血漿中的膽固醇含量；影響腸道轉(zhuǎn)運(yùn)，微生物的生長(zhǎng)和代謝，降低糖代謝紊亂和心血管疾病等作用[2]。此外，DF對(duì)于腸道菌群還具有益生效應(yīng)，DF的攝入不足會(huì)使腸道微生物群降解富含糖蛋白的黏液層來(lái)代替DF的功能，從而降低黏液層對(duì)腸道的保護(hù)，最終致使腸道環(huán)境暫時(shí)或永久性轉(zhuǎn)變，表現(xiàn)為細(xì)菌多樣性和豐富度降低[3]。

竹筍膳食纖維(bamboo shoot dietary fiber，BSDF)，主要由纖維素、木質(zhì)素和不溶性的半纖維素等組成，具有較高的持水能力和膨脹能力[4]。BSDF具有抗氧化、抗炎、抗糖尿病、預(yù)防肥胖等多種功能。研究證實(shí)，BSDF可以顯著的減輕體重，通過抑制肝臟合成脂肪的基因，減少脂質(zhì)的合成，從而降低血清中的總膽固醇和甲狀腺球蛋白[5]；同時(shí)，增加食品系統(tǒng)中的黏度，降低人血糖和血清膽固醇含量，顯著縮短食物糜的轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)間，增加糞便體積，預(yù)防便秘[6]；改變膽汁鹽酸的含量，影響腸道菌群生長(zhǎng)和豐度[2]。乳酸菌是人體內(nèi)必不可少的且具有重要生理功能的益生菌，廣泛存在于人體腸道中[7]。研究表明，菊粉作為益生元通過調(diào)節(jié)乳酸菌能量代謝，產(chǎn)生短鏈脂肪酸促進(jìn)乳酸菌生長(zhǎng)[8]。因此，我們假設(shè)BSDF在調(diào)節(jié)人體腸道菌群以及作為益生元等方面也具有相似的作用效果。所以，本文以BSDF為原料，測(cè)定其基本成分、單糖組成以及重均分子量，并以菊粉為陽(yáng)性對(duì)照，探究BSDF在消化液中的抗消化能力，同時(shí)選取乳酸菌L1(Lactobacillusfermentum)和乳酸菌L2(Lactobacillusplantaum)作為乳酸菌模型，研究BSDF對(duì)乳酸菌生長(zhǎng)的影響，以期為BSDF益生功能的研究及產(chǎn)品開發(fā)提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

金佛山方竹筍加工副產(chǎn)物，重慶特珍農(nóng)業(yè)開發(fā)有限公司；乳酸菌L1(Lactobacillusfermentum)、L2(Lactobacillusplantaum)，中匈食品科學(xué)合作研究中心；牛肉膏、蛋白胨、酵母浸膏，北京奧博星生物有限公司；菊粉、胃蛋白酶(2 500 U/g)、胰蛋白酶(2 500 U/g)、木瓜蛋白酶(800 U/g)，上海源葉生物科技有限公司；DNS試劑，索萊寶公司；吐溫80、乙酸鈉、檸檬酸三銨、葡萄糖、苯酚、硫酸鎂、硫酸錳、氯化鈉、磷酸氫二鉀等試劑均為分析純，成都科隆化學(xué)品有限公司；三氟乙酸為色譜純、甲醇為分析純，上海安譜公司；單糖標(biāo)準(zhǔn)品，Sigma公司。

1.2 儀器與設(shè)備

HH-ZK8數(shù)顯恒溫水浴鍋，鞏義市予化儀器有限責(zé)任公司；FA1004A電子分析天平，上海精天電子儀器有限公司；GR60DA高壓滅菌鍋，美國(guó)Zealway公司；LRHS-150-℃恒溫恒濕培養(yǎng)箱，上海躍進(jìn)醫(yī)療器械有限公司；SW-CJ-1FD潔凈工作臺(tái)，蘇凈集團(tuán)蘇州安泰空氣技術(shù)有限公司；BPH-7100ApH計(jì)，貝爾分析儀器有限公司；ICS 5000離子色譜，美國(guó)Thermo；BI-200SM動(dòng)靜態(tài)光散射儀，美國(guó)Brookhaven。

1.3 BSDF的制備

根據(jù)汪楠等[9]的方法制備BSDF。取方竹筍筍頭、筍腳等加工副產(chǎn)物，洗凈切片，用沸水將筍肉漂燙7 min，60 ℃烘干，粉碎過篩得到全粉。全粉中加入800 U/g的木瓜蛋白酶，控制料液比為1∶20(g∶mL)，55 ℃酶解2 h后滅菌，純水洗滌后過濾，收集濾渣，冷凍干燥并粉碎，獲得BSDF粉末。

1.4 BSDF基本成分、重均分子量及單糖組成測(cè)定

1.4.1 BSDF基本成分測(cè)定

水分含量測(cè)定：參照GB 5009.3—2016《食品中水分的測(cè)定》；蛋白質(zhì)含量測(cè)定：參照GB 5009.5—2016《食品中蛋白質(zhì)的測(cè)定》；膳食纖維含量測(cè)定：參照GB 5009.88—2014《食品中膳食纖維的測(cè)定》；脂肪含量的測(cè)定：參照GB/T 5009.6—2003《食品中脂肪的測(cè)定》；總灰分含量的測(cè)定：參照GB 5009.4—2016《食品中灰分的測(cè)定》。

1.4.2 BSDF重均分子量測(cè)定

將BSDF分別配制成質(zhì)量濃度為0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 mg/mL的溶液，通過0.45 μm微孔濾膜過濾4次。采用動(dòng)靜態(tài)光散射儀在640 nm下對(duì)樣品的靜態(tài)光散射進(jìn)行測(cè)量，25 ℃下測(cè)量角范圍為30°～150°，用甲苯作為參比物。數(shù)據(jù)分析采用Zimm plot方法。

1.4.3 BSDF單糖組成的測(cè)定

根據(jù)LI等[7]的方法，采用高效陰離子色譜分析逐級(jí)醇沉多糖組分的單糖組成，利用離子色譜系統(tǒng)及電化學(xué)檢測(cè)器對(duì)BSDF的單糖組分進(jìn)行分析檢測(cè)。

1.5 BSDF在胃中的抗消化能力

根據(jù)ZHANG等[10]的方法并略加修改，配制人工胃液：稱量8.0 g氯化鈉、0.2 g氯化鉀、8.25 g二水合磷酸氫二鈉，14.35 g磷酸二氫鈉、0.1 g二水氯化鈣、0.18 g六水合氯化鎂、5.0 g胃蛋白酶，溶解于500 mL蒸餾水中攪拌均勻定容至1 000 mL。并用1 mol/L鹽酸分別調(diào)節(jié)pH為1.5、2.5、3.5。稱取1.0 g BSDF加入人工胃液后，于37 ℃恒溫加熱，在0、1、2、3、4、5、6 h定時(shí)取樣，按照1.4.2的方法測(cè)定重均分子量，并用DNS法測(cè)定還原糖含量計(jì)算水解率。同時(shí)以菊粉作為對(duì)照。如公式(1)所示：

(1)

式中：n0為消化前的總糖含量；n1為初始消化的還原糖含量；n2為不同時(shí)間測(cè)得的還原糖含量。

1.6 BSDF在腸道中的抗消化能力

根據(jù)ZHANG等[10]的方法并略加修改，配制人工腸液：稱量3.4 g磷酸二氫鉀溶于250 mL蒸餾水，攪拌均勻后調(diào)節(jié)pH至6.8，后將5.0 g胰蛋白酶溶于100 mL蒸餾水，兩者混合定容至500 mL。隨后用0.1 mol/L NaOH分別調(diào)節(jié)pH為7、7.5、8.5。稱取1.0 g BSDF加入人工腸液后，于37 ℃恒溫加熱，在0、1、2、3、4、5、6 h定時(shí)取樣，按照1.4.2的方法測(cè)定重均分子量，并用DNS法測(cè)定還原糖含量并計(jì)算水解率。同樣以菊粉作為對(duì)照，水解率計(jì)算同公式(1)。

1.7 BSDF對(duì)乳酸菌生長(zhǎng)的影響

1.7.1 培養(yǎng)基制備

根據(jù)張夢(mèng)云[11]的方法并改進(jìn)，制備BSDF為碳源的基礎(chǔ)培養(yǎng)基。按照1∶100、2∶100、3∶100(g∶mL)將BSDF加入100 mL蒸餾水中，振蕩均勻后于80 ℃恒溫水浴攪拌1 h，隨后加入1.0 g蛋白胨、1.0 g牛肉膏、0.5 g酵母浸膏、0.5 g乙酸鈉、0.2 g檸檬酸三銨、0.1 g吐溫80、0.2 g磷酸氫二鉀、0.05 g硫酸鎂、0.005 g硫酸錳?；旌暇鶆蚝蠓湃霚缇佒?，121 ℃滅菌20 min后倒入無(wú)菌離心管，8 000×g離心5 min。之后放入滅菌后的錐形瓶中備用。按照相同步驟及比例，制備菊粉為碳源的基礎(chǔ)培養(yǎng)基(10、20、30 g/L)；制備20 g/L葡萄糖為碳源的基礎(chǔ)培養(yǎng)基，作為陽(yáng)性對(duì)照，以不添加葡萄糖的培養(yǎng)基為空白對(duì)照。

1.7.2 乳酸菌接種

在潔凈工作臺(tái)上，用無(wú)菌移液槍移取100 μL菌液注入培養(yǎng)基中，振蕩均勻后，放入37 ℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24 h。

1.7.3 乳酸菌生長(zhǎng)過程中pH的測(cè)定

在接種乳酸菌之后的0、2、4、6、8、10、12、24 h取菌液5 mL，用pH計(jì)測(cè)定并記錄時(shí)間所對(duì)應(yīng)菌液的pH值。

1.7.4 乳酸菌產(chǎn)酸能力的測(cè)定

在接種乳酸菌之后的0、2、4、6、8、10、12、24 h取菌液5 mL，裝入滅菌的燒杯中，加入10 mL蒸餾水，滴加0.3 mL酚酞顯色劑，用0.1 mol/L NaOH溶液滴定，直至有粉紅色產(chǎn)生并且30 s內(nèi)不褪色，記錄所消耗的溶液體積。

1.7.5 乳酸菌生長(zhǎng)曲線的測(cè)定

在接種乳酸菌之后的0、2、4、6、8、10、12、24 h取1 mL菌液加入滅菌離心管中，3 000 r/min離心5 min后，將2 mL生理鹽水加入沉淀中，生理鹽水作為對(duì)照，測(cè)定600 nm下的吸光度，并繪制生長(zhǎng)曲線。

1.8 數(shù)據(jù)分析

使用SPSS 25統(tǒng)計(jì)軟件，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析；實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)軟件對(duì)數(shù)值進(jìn)行差異顯著性分析(P<0.05)。每個(gè)實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次。使用Origin 2018軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 BSDF基本成分及單糖組成

BSDF的基本成分如表1所示。含量最高的組分為膳食纖維(64.90%)，其次是蛋白質(zhì)(11.41%)、水分(10.44%)和灰分(8.61%)。而總膳食纖維(total dietary fiber，TDF)含量為64.90%，不溶性膳食纖維(insoluble dietary fiber，IDF)含量為58.12%，水溶性膳食纖維(soluble dietary fiber，SDF)含量為6.78%。這說明提取的BSDF為粗提物，原料中的蛋白質(zhì)并未全部除去，可能有部分膳食纖維與蛋白結(jié)合較緊密。BSDF的重均分子量為2.02×107g/mol，這說明BSDF是一種混合高聚物。

表1 BSDF的基本成分及重均分子量Table 1 Basic composition and weight average molecular of BSDF

表2為BSDF的單糖組成。BSDF由10種單糖組成，分別為巖藻糖、鼠李糖、阿拉伯糖、半乳糖、葡萄糖、木糖、甘露糖、甘露糖醛酸、半乳糖醛酸和核糖，其中相對(duì)含量較高的單糖有葡萄糖、阿拉伯糖、木糖、半乳糖醛酸和甘露糖，分別為39.72%、12.77%、12.69%、9.30%和8.67%。這一結(jié)果與萬(wàn)仁口等[12]對(duì)BSDF研究中的單糖種類大體相同，但含量略有不同，可能是由于竹筍種類和取樣部位不同而導(dǎo)致的。BSDF中的阿拉伯糖、木糖、半乳糖醛酸、甘露糖等單糖均可促進(jìn)乳酸菌的產(chǎn)酸能力[11]，而葡萄糖可以作為能量供應(yīng)的主要來(lái)源。因此，BSDF作為一種新型的益生元具有潛在應(yīng)用價(jià)值。

表2 BSDF的單糖組成 單位：%(相對(duì)含量)

2.2 BSDF在人工胃液中的抗消化能力

在健康人體內(nèi)，胃液pH值大致在1.5～3.5，而食物在進(jìn)入人體內(nèi)大約6 h后排出，當(dāng)食物進(jìn)入胃中，pH一般會(huì)升高至3.5左右[13]。因此，本實(shí)驗(yàn)研究了BSDF在pH值分別為1.5、2.5、3.5的人工胃液中6 h的消化性。水解率可以反映出模擬胃液中BSDF 的抗消化能力。如圖1-a所示，BSDF在人工胃液中處理1～2 h，其水解率變化較大，2 h后水解率變化逐漸平緩；而菊粉在0～1 h內(nèi)水解率的變化較大，1 h后變化趨于平緩。6 h時(shí)，pH值1.5時(shí)菊粉的水解率為18.37%，高于pH值為2.5與3.5時(shí)的水解率，這說明酸性越強(qiáng)，越有利于菊粉分解。6 h后，兩種樣品在相同的pH值下的水解率相差不大，這說明此時(shí)在人工胃液中，菊粉和BSDF的抗消化能力沒有顯著性差別。

由圖1-b可知，經(jīng)人工胃液消化后，BSDF的重均分子量均呈下降趨勢(shì)。0 h時(shí)，BSDF在pH值為1.5、2.5、3.5的消化液中重均分子量分別為2.02×107、2.11×107、1.98×107g/mol，經(jīng)過6 h消化，pH為1.5 環(huán)境下BSDF的重均分子量降到7.0×106g/mol。此外，在pH為1.5和2.5環(huán)境下BSDF的重均分子量要低于pH值為3.5的重均分子量，表明pH值越低越能促進(jìn)BSDF的降解。

2.3 BSDF在人工腸液中的抗消化能力

健康人體腸道偏堿性(pH值7.5～8.5)，一般進(jìn)食后6 h內(nèi)，pH會(huì)升高。人工腸液中不同時(shí)間點(diǎn)的水解率和重均分子量的變化可以反映出BSDF在腸液中的抗消化能力[14]。因此，本實(shí)驗(yàn)研究了BSDF在pH值分別為7、7.5、8.5的人工腸液中6 h的消化性。如圖2-a所示，BSDF在人工腸液中的水解率變化較菊粉平緩，在處理6 h、pH值為7時(shí)，BSDF的水解率為31.08%，低于菊粉的水解率(45.46%)，說明BSDF對(duì)腸液的抗消化能力較菊粉更強(qiáng)。經(jīng)人工腸液消化后，BSDF的重均分子量均呈現(xiàn)下降趨勢(shì)(圖2-b)。0 h時(shí)，BSDF在pH值為7、7.5、8.5的消化液中重均分子量分別為2.02×107、2.26×107、2.14×107g/mol，6 h消化后，BSDF的重均分子量分別降低至5.9×106、5.8×106、5.4×106g/mol。

a-水解率；b-重均分子量圖1 BSDF在人工胃液中水解率與重均分子量的變化Fig.1 The changes of hydrolysis rate and weight average molecular weight of BSDF in artificial gastric fluid

2.4 BSDF對(duì)乳酸菌生長(zhǎng)的影響

2.4.1 BSDF對(duì)乳酸菌生長(zhǎng)過程中pH的影響

在乳酸菌生長(zhǎng)的過程中，pH值可以作為一項(xiàng)重要的參考指標(biāo)來(lái)反映乳酸菌的生長(zhǎng)情況[15]。如圖3-a所示，處理0～4 h，不同BSDF濃度的培養(yǎng)基中pH值變化不明顯，而處理4～12 h，pH值發(fā)生較大變化，12 h后變化趨于平緩。在質(zhì)量濃度為10、20 g/L 時(shí)，BSDF促進(jìn)乳酸菌L1產(chǎn)酸能力要強(qiáng)于菊粉，但是30 g/L的BSDF促進(jìn)乳酸菌L1產(chǎn)酸能力要弱于菊粉。乳酸菌L2在BSDF培養(yǎng)基中pH值變化趨勢(shì)與乳酸菌L1相同(圖3-b)。隨著時(shí)間增加，BSDF濃度越大，pH變化越強(qiáng)烈，說明產(chǎn)生酸性物質(zhì)的能力更強(qiáng)。但是相同濃度下，乳酸菌L2在菊粉培養(yǎng)基pH值的變化較BSDF大，這說明菊粉對(duì)于乳酸菌L2的產(chǎn)游離酸能力更強(qiáng)。

a-水解率；b-重均分子量圖2 BSDF在人工腸液中水解率與重均分子量的變化Fig.2 The changes of hydrolysis rate and weight average molecular weight of BSDF in artificial intestinal fluid

a-乳酸菌L1；b-乳酸菌L2圖3 乳酸菌L1與乳酸菌L2在不同碳源培養(yǎng)基中pH值的變化曲線Fig.3 pH value curve of L1 and L2 in different carbon source medium

2.4.2 BSDF對(duì)乳酸菌產(chǎn)酸能力的影響

益生菌在人體腸道中利用碳源發(fā)酵產(chǎn)生乳酸、短鏈脂肪酸等弱酸性物質(zhì)，由于弱酸無(wú)法完全電離，導(dǎo)致有一部分氫離子無(wú)法被pH值衡量，因此總酸含量也是作為衡量乳酸菌益生效果的重要指標(biāo)[15]。如圖4-a所示，處理6～8 h，乳酸菌L1在BSDF培養(yǎng)基中的總酸含量均明顯增加，而其他時(shí)間變化較為平緩，且無(wú)碳源組變化不明顯，這說明BSDF可以提升乳酸菌L1的產(chǎn)總酸能力。隨著BSDF濃度增大，乳酸菌L1產(chǎn)生酸性物質(zhì)的能力也在增加。在相同濃度下，BSDF相較于菊粉對(duì)乳酸菌L1有更強(qiáng)促進(jìn)產(chǎn)酸的能力。

如圖4-b所示，乳酸菌L2在不同碳源培養(yǎng)基中總酸含量的變化與乳酸菌L1基本一致。處理至6～8 h，BSDF培養(yǎng)基中總酸的含量均明顯增加，而其他時(shí)間變化較為平緩，且無(wú)碳源組變化不明顯，說明BSDF可以提升乳酸菌L2的產(chǎn)總酸能力。隨著BSDF濃度的增加，總酸的濃度均明顯增加。在相同濃度下，BSDF與菊粉對(duì)乳酸菌L2所產(chǎn)生的影響基本一致。

a-乳酸菌L1；b-乳酸菌L2圖4 乳酸菌L1與乳酸菌L2在不同碳源培養(yǎng)基中總酸含量的變化曲線Fig.4 The curve of the total acid content of L1 and L2 in different carbon source medium

2.4.3 BSDF對(duì)乳酸菌生長(zhǎng)曲線的影響

生長(zhǎng)曲線主要反映了微生物生長(zhǎng)情況及微生物所在的生長(zhǎng)期，且主要是菌體數(shù)量的生長(zhǎng)情況。由圖5-a可知，處理0～4 h，乳酸菌L1在BSDF培養(yǎng)基中濁度變化很小，處理4～12 h，BSDF培養(yǎng)基中均產(chǎn)生了顯著的濁度變化，12 h后變化趨于平緩，且無(wú)碳源組，濁度基本不變，說明BSDF對(duì)乳酸菌L1生長(zhǎng)具有促進(jìn)作用。當(dāng)BSDF的濃度增加時(shí)，濁度也相應(yīng)增加。相同濃度下，BSDF處理的濁度變化要高于菊粉，這表明BSDF對(duì)于乳酸菌L1的生長(zhǎng)具有更強(qiáng)的促進(jìn)作用。乳酸菌L2在不同碳源培養(yǎng)基中的生長(zhǎng)曲線與乳酸菌L1大體相同(圖5-b)，相同濃度的BSDF和菊粉對(duì)乳酸菌L2的濁度變化影響也基本一致，表明BSDF和菊粉對(duì)促進(jìn)乳酸菌L2生長(zhǎng)的能力相當(dāng)。

a-乳酸菌L1；b-乳酸菌L2圖5 乳酸菌L1與乳酸菌L2在不同碳源培養(yǎng)基中的生長(zhǎng)曲線Fig.5 Growth curves of L1 and L2 in different carbon source media

3 討論

本文以BSDF為研究對(duì)象，并以菊粉作為對(duì)照，通過培養(yǎng)兩種不同的乳酸菌(乳酸菌L1、乳酸菌L2)，并在不同時(shí)間下對(duì)BSDF的抗胃液消化能力、抗腸液消化能力以及對(duì)乳酸菌生長(zhǎng)的pH、總酸含量、生長(zhǎng)曲線等指標(biāo)進(jìn)行了測(cè)定。

(1)BSDF的體外抗消化能力

體外消化是一種模擬食物在人體胃腸道內(nèi)消化過程的方法，測(cè)定BSDF的抗消化性可以作為判斷其能否進(jìn)入結(jié)腸產(chǎn)生功能的依據(jù)。在消化液中BSDF的重均分子量下降，水解率上升，這可能是由于消化過程中BSDF的部分蛋白質(zhì)分解所致。研究表明，高分子量的膳食纖維可通過增加胃腸道內(nèi)容物黏度阻礙酶與底物的接觸，降低葡萄糖等小分子的擴(kuò)散速率，降低消化液中還原糖含量，產(chǎn)生抗消化性[16]。BSDF具有結(jié)構(gòu)無(wú)定型區(qū)域含量低，區(qū)域結(jié)構(gòu)不易破壞，糖苷鍵種類繁多的特點(diǎn)[17]；菊粉的長(zhǎng)鏈大分子中糖苷鍵主要為β(1→2)糖苷鍵，糖苷鍵種類相較于BSDF簡(jiǎn)單，斷裂更為容易[15]。在人工胃液中，pH值越低越不利于食糜黏度的增加，使更多的底物被水解為還原糖，同時(shí)BSDF在pH值為8.5的環(huán)境下，一些分子間的相互作用力減小，破壞了BSDF的微觀結(jié)構(gòu)，不定性區(qū)域增加，結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，更多親水基暴露，使BSDF更容易大面積的與酶進(jìn)行結(jié)合，使糖苷鍵斷裂，從而表現(xiàn)出不同的消化性[18]。綜上所述，BSDF的抗腸胃液消化能力要高于菊粉，且胃液pH值降低或腸液pH值的增高都會(huì)導(dǎo)致BSDF的抗消化性降低。

(2)BSDF對(duì)乳酸菌生長(zhǎng)的影響

BSDF作為一種從高纖維食品竹筍中提取出的DF，在維持膳食平衡方面發(fā)揮著重要的作用。BSDF影響糖尿病小鼠的空腹血糖、糖耐受量和胰島素水平，表明其具有降血糖作用[5]。此外，BSDF可通過促進(jìn)腸道蠕動(dòng)[2]，吸收膽汁酸降低血液中膽固醇的含量。本研究發(fā)現(xiàn)，隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)，發(fā)酵產(chǎn)物的pH值下降，總酸含量及菌體濁度升高，說明兩種乳酸菌均能夠利用BSDF產(chǎn)酸。LI等[19]研究結(jié)果表明腸道菌群能夠發(fā)酵膳食纖維，產(chǎn)生短鏈脂肪酸、乳酸等物質(zhì)，從而增加總酸含量，降低pH值，這與本研究結(jié)果相似。與此同時(shí)，乳酸菌L1和乳酸菌L2的菌體濁度均有顯著性提高，說明BSDF對(duì)兩種乳酸菌產(chǎn)生了一定的益生作用。

對(duì)于乳酸菌L1來(lái)說，產(chǎn)酸能力隨著BSDF濃度增加而增大。BSDF中的單糖為乳酸菌L1的生長(zhǎng)提供了良好的碳源單糖，這也與實(shí)驗(yàn)中MRS培養(yǎng)基的結(jié)果一致。同時(shí)由于10 g/L的BSDF相較于20 g/L所提供的碳源濃度較少，BSDF水解產(chǎn)生的益生單糖濃度較少，而具有益生效應(yīng)的單糖可以促進(jìn)乳酸菌L1的生長(zhǎng)繁殖，在一定范圍內(nèi)濃度越高，益生效果越好[20]。同時(shí)，菌體濁度的變化表明，在一定范圍內(nèi)增加BSDF的濃度，會(huì)促進(jìn)乳酸菌L1的生長(zhǎng)。而總酸的產(chǎn)量與pH值結(jié)果類似，高濃度BSDF產(chǎn)生的總酸含量較高，可能是由于乳酸菌L1大量利用BSDF產(chǎn)生弱酸，在pH值降低過快的環(huán)境中，無(wú)法更好的電離出游離氫離子，從而導(dǎo)致總酸的堆積，這與ZHU等[20]的研究結(jié)果一致。相較而言，高濃度的菊粉對(duì)于乳酸菌L1的pH值前期影響較小，產(chǎn)生酸性物質(zhì)較少，pH值更適合乳酸菌L1產(chǎn)游離酸，而在總酸與菌體濁度上效果較差?？傮w而言，BSDF相比于菊粉更有利于乳酸菌L1生長(zhǎng)。

對(duì)于乳酸菌L2，在BSDF培養(yǎng)基中pH值逐漸降低最后趨于平緩。這可能是BSDF大分子裂解后，具有益生效果的單糖得以暴露[20]，有利于乳酸菌L2發(fā)酵。當(dāng)pH值過低時(shí)，乳酸菌L2繁殖與代謝受到抑制，pH值、總酸含量和菌體濁度變化趨于平緩，表明pH值過低不利于BSDF對(duì)于乳酸菌L2的益生作用。這與TANG等[21]對(duì)于葡萄柚皮黃酮的研究結(jié)果基本一致。而相同濃度的菊粉相比于BSDF而言，pH值變化范圍要廣，這可能是由于菊粉的分子質(zhì)量小，空間結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，乳酸菌L2對(duì)菊粉利用性更好，能產(chǎn)生更多的游離酸。30 g/L的BSDF對(duì)于乳酸菌的益生效果要高于10、20 g/L 的BSDF，這可能是30 g/L的BSDF所提供的碳源濃度更大，使乳酸菌L1的產(chǎn)游離酸能力更好?？偹嵊捎坞x酸與非游離酸組成，且影響pH值的通常為游離酸水解所產(chǎn)生的氫離子的濃度，而還有一部分酸以結(jié)合態(tài)出現(xiàn)。相同濃度的BSDF相較于菊粉產(chǎn)總酸的含量較高，與pH值變化不同，說明乳酸菌L2利用BSDF產(chǎn)生更多的非游離酸。同時(shí)，在10、20 g/L的BSDF與菊粉處理中濁度變化大致相同，而30 g/L BSDF處理中濁度變化略微高于菊粉，這可能與菊粉發(fā)酵產(chǎn)生的低pH值環(huán)境不適合乳酸菌L2生長(zhǎng)有關(guān)[22]。綜上，BSDF培養(yǎng)基中乳酸菌L2產(chǎn)生游離酸含量少于菊粉培養(yǎng)基，但乳酸菌L2的生長(zhǎng)數(shù)量卻要優(yōu)于菊粉對(duì)照組。

4 結(jié)論

本文以BSDF為研究對(duì)象，并以菊粉作為對(duì)照，研究了BSDF在人工胃液和人工腸液的抗消化能力，以及對(duì)兩種乳酸菌生長(zhǎng)情況的影響。結(jié)果表明，BSDF在胃液中的抗消化能力與菊粉相當(dāng)，但是在腸液中BSDF比菊粉的抗消化能力更強(qiáng)；通過比較BSDF培養(yǎng)基與菊粉培養(yǎng)基中乳酸菌生長(zhǎng)過程中pH值、總酸含量、生長(zhǎng)曲線，發(fā)現(xiàn)BSDF培養(yǎng)基對(duì)兩種乳酸菌生長(zhǎng)均表現(xiàn)出優(yōu)良的益生效果。研究結(jié)果說明BSDF對(duì)乳酸菌的生長(zhǎng)具有益生作用，為BSDF作為益生元的開發(fā)利用提供了理論依據(jù)。