【摘 要】
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真空冷冻干燥制备的益生菌制剂具有运输保藏便捷的优点,在室温条件下贮藏经干燥制备的益生菌制剂无需冷链,可极大降低运输和贮藏的成本,但存在菌体活性下降快、存活率低的问题,因此提高益生菌制剂室温贮藏稳定性具有重要意义。本文以具有益生的特性的5株植物乳杆菌为研究对象,分别在其生长培养基和保护剂中添加谷胱甘肽(GSH),探究GSH对菌株冻干存活率及贮藏稳定性的影响,并以植物乳杆菌LIP-1(P1)为例,探究
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真空冷冻干燥制备的益生菌制剂具有运输保藏便捷的优点,在室温条件下贮藏经干燥制备的益生菌制剂无需冷链,可极大降低运输和贮藏的成本,但存在菌体活性下降快、存活率低的问题,因此提高益生菌制剂室温贮藏稳定性具有重要意义。本文以具有益生的特性的5株植物乳杆菌为研究对象,分别在其生长培养基和保护剂中添加谷胱甘肽(GSH),探究GSH对菌株冻干存活率及贮藏稳定性的影响,并以植物乳杆菌LIP-1(P1)为例,探究GSH提高室温贮藏稳定性的机理。结果显示:在培养基中添加2 mmol/L GSH后,相比于不加GSH的对照组,植物乳杆菌P1和植物乳杆菌PC26153(P3)的冻干存活率分别提高了5.4%和8.2%。在8周的室温贮藏期结束后,存活率分别提高了37.9%和21.7%。但对植物乳杆菌PC22301(P2)、植物乳杆菌IMAU70010(P4)和植物乳杆菌IMAU10120(P5)没有显著影响。对胞内GSH的检测发现,植物乳杆菌P1和P3胞内GSH浓度分别为134.0 ng/mg protein和42.7 ng/mg protein,而在另外3株菌的胞内未检测到GSH。在保护剂中添加GSH对5株植物乳杆菌的冻干存活率没有影响,但相比于未加GSH的对照组,室温贮藏8周后的存活率提高了10%到16%。探究GSH提高植物乳杆菌P1室温贮藏稳定性的机理发现,GSH提高了菌株的抗氧化能力。培养基中添加GSH使菌株DPPH自由基和羟自由基清除率分别提高了2.2倍和4.0倍,还原活性提高了2.6倍。GSH对培养期的超氧化物歧化酶(SOD)活性没有影响(p<0.05),但在冷冻干燥和各贮藏期期间,培养基组酶活力显著高于对照组的(p<0.05)。对贮藏期胞内活性氧自由基(ROS)的检测发现,在贮藏期的各个阶段胞内ROS的水平均显著低于对照组(p<0.05)。通过荧光显微镜对菌株细胞膜完整性的观察发现,8周的贮藏期结束后,对照组细胞膜出现损伤的比例远高于实验组。这表明GSH维持了贮藏期细胞膜的完整性;对上清液电导率的测定发现,培养基组电导率低于对照组,这表明培养基组细胞内的电解质在贮藏期的泄漏量较少,进一步说明GSH较好地维持了细胞膜的完整性。在8周内对细胞膜脂肪酸成分的测定发现,在8周贮藏期结束后,对照组不饱和脂肪酸与饱和脂肪酸比值(U/S)从贮藏初始的0.94下降到0.49,培养基组U/S为0.74,这表明GSH显著降低了不饱和脂肪酸的氧化速率和氧化程度。实验结果表明:对5株植物乳杆菌而言,具备从培养基中获取GSH能力的菌株,其培养基中添加GSH对冻干存活率及室温贮藏性的效果优于保护剂中添加GSH,其原因可能是菌株可以在生长期将培养基中GSH转运至胞内,抑制胞内自由基的生成,而保护剂中的GSH不能在贮藏期进入细胞内。对植物乳杆菌P1来说,GSH通过提高菌株的抗氧化能力,降低贮藏起始阶段胞内ROS水平;并保持SOD在长期贮藏过程中的活力,抑制贮藏期内胞内ROS的生成,降低膜脂肪酸的氧化程度,保护了细胞膜的结构和功能,从而提高了菌株贮藏稳定性。在培养基中添加GSH能提高菌株的贮藏稳定性,前提是菌株具备从培养基中获取GSH的能力。
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