论文部分内容阅读
益生元不易被人体直接消化吸收,却可以选择性地增殖肠道内部分共生菌,从而促进肠道内短链脂肪酸的产生。益生元能否被益生菌利用是评估其益生特性的重要依据,而目前关于多种益生元促进益生菌在肠道定殖、免疫调节及肠道菌群的研究较少。因此探究益生菌与多种益生元的配比及其功能特性变化,对开发合生元健康产品具有重要意义。本研究通过体外试验对Limosilactobacillusfermentum DALI02高粘附的复合益生元配方进行优化,同时,从肠道定殖、免疫调节、肠道菌群与短链脂肪酸含量等方面,探究复合益生元对L.fermentum DALI02在体内益生功能的潜在影响,主要研究内容与结果如下:(1)L.fermentum DALI02高粘附的益生元组合优化。采用体外Caco-2细胞粘附模型,通过单因素和二次正交旋转实验,以粘附率为指标,优化复合益生元添加量,以此确定提高L.fermentum DALI02粘附能力的益生元组合。结果显示当复合益生元配方为:低聚果糖添加量为0.05%(w/w,下同)、低聚半乳糖添加量为0.20%、菊粉添加量为0.30%、水苏糖添加量为0.20%和低聚木糖添加量为0.30%时,L.fermentum DALI02体外粘附率为3.98%,显著高于其他组合(p<0.05)。(2)复合益生元对L.fermentum DALI02定殖能力的影响。建立免疫低下大鼠模型,通过测定菌株在肠道内定殖数量和定殖时间来确定最佳干预时间,并探究在最佳干预时间时复合益生元对L.fermentum DALI02定殖能力的影响。结果显示,在定殖时间上,复合益生元发酵液分别干预2周和4周后,大鼠肠道上定殖的菌株拷贝数分别为5.20 lg(copies/g)和5.12 lg(copies/g),显著高于干预1天(p<0.05)。在定殖数量上,复合益生元发酵液组停止干预48 h后,其干预2周时的菌株拷贝数为4.01 lg(copies/g),干预4周时的菌株拷贝数为4.48 lg(copies/g),均显著高于干预1天(p<0.05),而干预4周的定殖数量高于干预2周的定殖数量。结果表明,干预4周可以提高菌株定殖数量和定殖时间。测定干预4周的大鼠肠道中菌株定殖能力,结果显示复合益生元发酵液组在停止干预后粪便中菌株拷贝数为4.98 lg(copies/g),定殖时间为5天,显著高于空白组(p<0.05),与DALI02发酵液组的菌株拷贝数相比增加了 26.72%。结果表明复合益生元对L.fermentum DALI02的肠道定殖时间与肠道定殖数量均有促进作用。(3)复合益生元对L.fermentum DALI02体内免疫调节作用的影响。建立免疫低下大鼠模型,测定各组大鼠体重增量、脏器指数、脾淋巴细胞增殖能力、免疫因子水平以及肠屏障完整性,研究复合益生元对L.fermentum DALI02的免疫调节能力影响。结果显示,复合益生元发酵液组大鼠的体重增量和胸腺指数较模型组显著增加21.27%和23.08%(p<0.05),脾淋巴细胞增殖能力显著提高了 49.65%(p<0.05),血清中免疫球蛋白M和白球比例(A/G)分别为0.13 mmol/L和0.80,较模型组显著提高了 30%和29.03%(p<0.05);同时,血清中白介素-6(IL-6)和肿瘤坏死因子α(TNF-α)的含量分别为125.70 pg/mL 和 209.43 pg/mL,较模型组显著减少了 5.38%和 40.04%(p<0.05);血清中脂多糖(LPS)和D-乳酸的含量分别为74.11 pg/mL和40.33 μmol/L,较模型组显著下降了 27.44%和20.97%(p<0.05)。同时,复合益生元发酵液组大鼠的胸腺指数与脾淋巴细胞增殖能力较复合益生元组分别显著提高了 23.08%和20.57%(p<0.05),较DALI02发酵液组分别显著提高了 45.45%和15.30%(p<0.05);血清中TNF-α、LPS和D-乳酸的含量较复合益生元组分别显著减少了 24.76%、7.74%和9.08%(p<0.05),较DALI02发酵液组分别显著减少了 27.55%、6.82%和6.75%(p<0.05)。结果表明,饲喂添加复合益生元发酵的L.fermentum DALI02发酵液可以提高免疫低下大鼠的免疫调节能力。(4)复合益生元对L.fermentum DALI02调节肠道菌群与短链脂肪酸的影响。通过高通量测序与气相色谱,测定大鼠肠道菌群结构与大鼠粪便中的短链脂肪酸成分及含量,研究复合益生元对L.fermentum DALI02调节大鼠肠道短链脂肪酸与菌群结构的影响。结果显示,经复合益生元发酵液单一干预后,大鼠肠道中的乳杆菌属、密螺旋体菌属和罗姆布茨菌属的相对丰度相较模型组均显著上升(p<0.05),而螺杆菌属、拟普雷沃氏菌属和Muribaculaceae属的相对丰度显著下降(p<0.05),其中拟普雷沃氏菌属和Muribaculaceae属的相对丰度与空白组无显著性差异(p>0.05);复合益生元发酵液组大鼠肠道中的乳杆菌属相较复合益生元组或DALI02发酵液组均显著上升(p<0.05)。大鼠粪便中短链脂肪酸含量测定的结果显示,相比空白组,复合益生元的单一干预可以显著下调丙酸、异丁酸和己酸的含量(p<0.05),L.fermentum DALI02的单一干预可以显著上调戊酸的含量(p<0.05),且显著下调丙酸和己酸的含量(p<0.05),然而,复合益生元发酵液可以将发生代谢紊乱的大鼠粪便中的短链脂肪酸含量调节至与空白组无显著性差异(p>0.05)。结果表明,添加复合益生元发酵的L.fermentum DALI02发酵液可以改善免疫低下大鼠的肠道菌群结构及短链脂肪酸含量,从而调节肠道微环境的平衡。综上,添加复合益生元发酵可以通过提高L.fermentum DALI02在肠道上的定殖能力来改善大鼠的肠道菌群及其短链脂肪酸代谢,进而提高大鼠的免疫能力。