低聚糖對植物乳桿菌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發酵乳生產適用植物乳桿菌XC-10的影響。結果表明：和相同濃度葡萄糖對照比較，1.2%～1.6%低聚果糖對發酵過程中XC-10的活菌數影響最大，發酵16 h后活菌數達到3.4×109 CFU/g，為對照組的1.9倍；14 d的貯藏期內，低聚糖對XC-10的生長具有保護作用，活菌數比對照組多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生存率是對照組的1.2倍以上，表明低聚糖在極酸攝食環境下對XC-10菌株有顯著保護作用。

關鍵詞 低聚糖；發酵乳；人工胃液；貯藏期

中圖分類號 Q935 文獻標識碼 A 文章編號 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個單糖分子脫水縮合而成的碳水化合物，因糖的組成和結構不同而有不同的理化性質和生理功能[1]，具活化腸道內益生菌，促進其生長繁殖，同時抑制腸道致病菌生長[2-4]等作用。2007年1月1日起，由國家發改委國家公眾營養與發展中心推出的“食物中加Oligo”項目正式啟動，充分表明了國家對低聚糖在食品中發揮功能性的重視。

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

近年有研究發現低聚糖可促進乳桿菌的增殖[7]，如能將低聚糖與乳酸菌進行有機結合，并應用于發酵乳生產，就可達到既保留發酵乳的營養價值和風味，也能強化低聚糖的益生功能。該文旨在通過研究低聚糖對適合發酵乳生產的植物乳桿菌的作用，主要是活菌數的影響，以期能提高發酵乳生產中乳酸菌的活菌數，為乳酸菌更好地發揮保健作用提供實驗室基礎。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

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

1.1.2 培養基及主要試劑。①培養基：GYP培養基[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，純度為90%左右，購自上海馳為實業有限公司。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調節pH值至2.0，定容至100 mL，0.22 μm微孔濾膜（Millex-GV）過濾除菌。④其他試劑均為化學純。

1.2 試驗方法

1.2.1 發酵乳制作。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，以相應濃度葡萄糖（Glu）為對照組。滅菌后分裝待用。將XC-10菌株5%接種至上述復原乳中，42 ℃恒溫培養。

1.2.2 樣品菌數測定。發酵乳樣品在42 ℃培養48 h，依據《食品衛生微生物學檢驗乳酸菌檢驗標準（GB/T 4789.35-2010）》，分別測定0、4、8、12、16、24、36、48 h樣品中所含活菌總數。

1.2.3 貯藏期樣品中菌數測定。將XC-10菌株5%接種在10%脫脂牛奶中，42 ℃培養8 h，樣品出現凝乳，在上述發酵乳中添加發酵中對活菌數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%，以相應濃度葡萄糖為對照組，4 ℃貯藏，分別于0、3、7、14、21 d測定發酵乳中所含活菌數。

1.2.4 人工胃液中耐酸性測定。將菌株于GYP培養基中37 ℃、培養16 h后，無菌狀態下取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，并添加發酵中對活菌數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%，以相應濃度葡萄糖為對照組，振蕩均勻后置于37 ℃恒溫水浴，2 h后取樣測定剩余活菌數，與無菌生理鹽水中對照活菌數相比，得出生存率。

2 結果與分析

2.1 發酵過程中低聚糖對XC-10活菌數的影響

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48 h，分別測定0、4、8、12、16、24、36和48 h時樣品中所含活菌總數，如圖1所示。結果顯示，活菌數在8 h前變化不明顯，8 h后有顯著增加，培養16 h左右，活菌數達到最大；隨著糖濃度的增加，活菌數也相應增加，但濃度1.2%和1.6%時活菌數相差不顯著，說明低聚糖濃度在此區間對活菌數的增加影響較大。低聚半乳糖和低聚果糖對發酵過程中XC-10的活菌數影響明顯，特別是低聚果糖，在濃度為1.2%，培養16 h后時，活菌數達到3.4×109 CFU/g，為對照組活菌數（1.8×109 CFU/g）的1.9倍，低聚麥芽糖和低聚木蘇糖對發酵乳也有一定影響，低聚木糖和菊糖對發酵乳無明顯影響。

2.2 貯藏期添加低聚糖對XC-10活菌數的影響

由2.1試驗結果可知，低聚半乳糖和低聚果糖對發酵過程中XC-10的活菌數影響明顯，因此在發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測定發酵乳中所含活菌數，結果如圖2所示。可以看出，0～3 d貯藏期中，活菌數出現了較明顯的下降，3 d后基本為0 d的1/3左右，3～14 d，活菌數的變化不明顯，21 d后樣品中活菌數到達較低水平，普遍在0.5×107 CFU/g以下；在3～14 d的貯藏期間內，糖濃度越高，相對活菌數越高，同時，貯藏7 d，濃度1.2%的測定結果表示，低聚果糖組的活菌數為原始的38.17%，低聚半乳糖為34.70%，比對照組的（26.71%）高，由此可知，在一定貯藏期內，低聚糖對XC-10的生長具有保護作用，減緩菌體的死亡，并且低聚糖濃度越高保護作用相對越強。

2.3 添加低聚糖對人工胃液中XC-10活菌數的影響

人體胃液的pH值在2.0～4.0之間，對一般乳酸菌而言是相當苛刻的環境，大部分乳酸菌在通過人體胃部時死亡，該試驗為觀察在極酸環境下低聚糖對乳酸菌XC-10的保護作用，進行了人工胃液中添加低聚半乳糖和低聚果糖后，XC-10的耐酸性測定，結果如圖3所示。結果表明，在人工胃液中含有葡萄糖和低聚糖時，隨著糖濃度的增加，XC-10的生存率相應增加，但糖濃度在1.2%～1.6%區間內，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有顯著提高，1.2%～1.6%區間內，添加低聚果糖和低聚半乳糖試驗組的活菌生存率分別達到9.2%和8.8%左右，比添加葡萄糖時（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境下對XC-10菌株有顯著保護作用。

3 結論與討論

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

4 參考文獻

[1] 楊闖，王俊玲，周詩伽.功能性低聚糖的制備研究進展及其應用[J].農業與技術，2015，35（20）：1-4.

[2] KOHMOTO T，FUKUI F，TAKAKU H，et al.Dose-respones teset of maltooligosa ccharides for nereasing fecal bifi-dobacteria[J].Agricultural and Biological Chemistry，1991，55：2157-2159.

[3] PALFRAMAN R J，GIBSON G R，RASTALL R A.Effect of pH and dose on the growth of gut bacteria on prebiotic carbohydrates in vitro[J].Anaerobe，2002，8（5）：287-292.

[4] 鄭建仙.功能性低聚糖[M].北京：化學工業出版社，2004.

[5] 廖啟成.乳酸菌之分類及應用[J].食品工業（臺灣），1998，30：1.

[6] 王水泉，包艷，董喜梅，等.植物乳桿菌的生理功能及應用[J].中國農業科技導報，2010，12（4）：49-55.

[7] 周景欣，袁杰利，遲俐，等.雙歧桿菌低聚果糖制劑對便秘人群腸道菌群的調整作用[J].中國微生態學雜志，2008，18（5）：399-400.

[8] CAI Y M，KUMAI S，OGAWA M，et al.Characterization and identification of Pediococcus species isolated from forage crops and their application for silage preparation[J].Applied and environmental microbiology，1999，65（7）：2901-2906.