论文部分内容阅读
乳酸菌是(Lactic acid bacteria)是一类不产芽孢的革兰氏阳性细菌的统称,广泛存在于自然界。某些乳酸菌菌株因具有良好的生理功能而作为益生菌用于营养补充剂和功能食品。乳酸菌的益生功效受环境影响显著,且存在菌株特异性,即同一菌种的不同菌株可能具有不同的生理生化特性及益生功效。因此对于新分离的乳酸菌需首先对安全性进行评价以保证菌株的食用安全;随后再对生化特性、加工特性、耐受性,是否具有益生潜力等方面进行详细了解,为菌株的、开发利用提供基础。自然发酵食品中极可能含有加工特性良好的新菌株,也是分离获得益生性乳酸菌的重要途径之一。山楂是蔷薇科山楂属植物,含有丰富的蛋白质、维生素、矿物质、黄酮、多酚等成分,是既可作为食物也可作为药品的植物,被列入了我国药食同源名单。但由于山楂中含有大量有机酸、山楂酸、果酸等酸性成分,直接食用易对胃黏膜产生较大刺激。因此除个别品种生食,大多山楂经加工成为山楂类制品后食用或干制后入药。目前,药食同源的植物是功能性食品研究的一大热点;山楂单独使用或与其他药食同源植物配伍使用已获得大量研究,但利用乳酸菌发酵后的作用效果和机理研究较少、还有待进一步研究与开发。随着人们生活方式和餐饮习惯的改变,每天摄入的能量、脂肪及胆固醇大幅度增加。虽然一定量的脂质对保持人体健康具有重要作用,但大量脂质的摄入会导致机体脂质代谢紊乱,并引发多种心脑血管疾病。目前,心脑血管疾病已成为全球范围内发病率最高、死亡率最高的疾病,不仅给人们带来健康负担,还伴随着巨大的经济压力和社会压力。药物治疗是目前最有效也是最主要的治疗方式,但具有一定毒副作用,会引起肝肾功能改变、血清转氨酶升高、消化道反应等不良反应。因此,急需寻找和开发血脂调节效果好、副作用更小的药物替代品。山楂具有良好的降脂效果并已在医学上用于调节血脂,某些植物乳杆菌菌株也可调节血清脂质水平,二者结合可能增强调节血脂的效果。因此,本研究首先对自然发酵韩国泡菜中的微生物进行分离筛选;随后对L.plantarum PMO的使用安全进行了评价;再对比研究了L.plantarum PMO与分离的具有良好发酵性能菌株L.plantarum 102的生物学特性、耐受特性和益生特性,并选择干山楂作为原料,经超声波浸提后利用L.plantarum PMO发酵所得山楂液,对发酵过程中活菌数、主要酚类物质、黄酮成分的变化及抗氧化能力改变进行了研究;最后分别以煮沸和离心的方式处理所得发酵山楂液,将不同处理的发酵山楂液、未发酵山楂液和L.plantarum PMO作为干预,探讨乳酸菌发酵山楂液对血脂的调节作用、对机体氧化应激的影响,并研究了对脂质代谢相关基因的影响,为新菌株的开发利用和功能性食品的开发提供了理论基础,并得出以下结论:(1)韩国泡菜中分离筛选得到9株乳酸菌,包括3株植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)、3株短乳杆菌(Lactobacillus brevis)、2株弯曲乳杆菌(Lactobacillus curvatus)和1株肠膜明串珠菌肠膜亚种(Leuconostoc mesenteroides subsp.mesenteroides),及弯曲乳杆菌和肠膜明串珠菌肠膜亚种;5株酵母菌,包括2株近平滑假丝酵母(Candida parapsilosis)、2株粗状假丝酵母(Candida valida)和1株酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae);并选择其中一株生长性能良好的植物乳杆菌进行后续研究;(2)L.plantarum PMO对抗生素高度敏感,无急性毒性,最大耐受剂量大于5?1011CFU/(mL·bw),20mL/(kg·d);不会引起组织学病变,不会发生细菌易位;也不会引起肝脏、心脏、肾脏及胆道细胞和功能的异常,可以进行开发利用;(3)L.plantarum PMO与L.plantarum 102对数生长期可快速产生大量乳酸、具有相同的产酸性能(p>0.05);对数生长末期活菌数分别达到10.28±0.12lg(CFU/mL)与10.90±0.16 lg(CFU/mL);均具有良好的低温贮藏性能,但二者均不能耐受高温(65°C);两株菌株对低酸条件具有较好的耐受性、能在pH>4的环境中生长繁殖,可作为低酸性基质的发酵剂生产发酵制品;两株植物乳杆菌能在胆盐浓度为0.1%-1.0%的MRS培养基中生长,具有良好的胆盐耐受能力,L.plantarum 102的延迟时间更短(p<0.05);L.plantarum PMO与L.plantarum 102均在人工胃液中具有较高的存活率,具有在肠道中增殖活跃的潜力;供电子能力均强于接受电子能力,对三氯甲烷和乙酸乙酯表现出较好的疏水性;8h的自动聚集率达到40%,24h的自动聚集率分别达到73.79±1.01%和63.64±1.75%;(4)L.plantarum PMO与L.plantarum 102均为胆盐水解酶阴性菌株;L.plantarum PMO主要通过共沉淀作用和同化作用在体外清除胆固醇;接种量为10%时,对MRS-THIO中胆固醇的清除率达到最大(38.40%);菌体浓度过大会减弱胆固醇清除能力;胆固醇清除能力与基质中胆固醇浓度呈正相关(0-200μg/mL),胆固醇浓度为200μg/mL时具有最大清除量(75.91μg/mL);L.plantarum 102仅存在共沉淀作用,对胆固醇的清除能力为10.97-12.36μg/mL,显著低于L.plantarum PMO(p<0.05);L.plantarum 102的DPPH清除能力高于L.plantarum PMO,但均显著低于抗氧化菌株(p<0.05);(5)驯化后的L.plantarum PMO发酵18h可使山楂液中活菌数达到8.26±0.05lg(CFU/mL),总酸含量为1.44±0.04g/100g;贮存过程中无后酸化现象,4°C贮存不能超过28天;发酵使总酚含量显著降低了10.46%(p<0.05),总黄酮含量增加了9.48%(p<0.05);发酵使总游离氨基酸增加6.2倍,精氨酸、甘氨酸、亮氨酸和异亮氨酸含量显著增加(p<0.05),天冬氨酸和丝氨酸含量降低(p<0.05);乳酸、乙酸、绿原酸与金丝桃苷含量显著增加(p<0.05),槲皮素、山楂酸、齐墩果酸和牡荆素-4-葡萄糖苷含量显著降低(p<0.05);加热会显著破坏表儿茶素、山楂酸和齐墩果酸的稳定性(p<0.05);(6)发酵使山楂液的抗氧化活性显著升高,发酵山楂液(FH)的DPPH半数清除量(EC50)为1.93%,显著低于处理后的发酵山楂液和未发酵山楂液(p<0.05);中等剂量发酵的山楂液(FH、BH、CH)对羟自由基、超氧阴离子和脂质过氧化物的清除能力均显著高于未发酵的山楂液(LH、UH)(p<0.05);低浓度未发酵山楂液的总还原能力显著高于发酵组(p<0.05);体外抗氧化能力由强至弱依次为发酵山楂液(FH)、灭活山楂液(BH)、去菌山楂液(CH)、加菌山楂液(LH)、未发酵山楂液(UH);(7)发酵山楂液(FH)可使高脂饮食大鼠肝脏形态恢复正常、肝脏中脂肪堆积现象得到缓解;其它干预均对肝脏损伤具有缓解作用;发酵山楂液(FH)可显著降低高脂饮食大鼠的血清总胆固醇和LDL-C含量(p<0.05);所有干预组对TG、HDL-C、apoA均无显著影响(p>0.05);脂质代谢调节效果由强至弱依次为发酵山楂液(FH)、灭活山楂液(BH)、去菌山楂液(CH)、加菌山楂液(LH)、未发酵山楂液(UH),与山楂液体外抗氧化能力相一致;L.plantarum PMO单独使用时无显著脂质代谢调节作用(p>0.05);(8)高脂饮食会引起机体氧化应激;发酵山楂液可有效增强机体抗氧化能力、降低MDA含量;去除发酵山楂液中的菌体会显著降低抗氧化活性(p<0.05);各干预组对机体抗氧化活性的影响与脂质调节效果相一致;发酵山楂液主要通过降低机体对胆固醇的吸收、提高机体抗氧化能力、降低机体氧化应激反应,参与调节高脂饮食大鼠的脂质代谢;(9)高脂饮食会抑制HMGCR mRNA和LDLR mRNA的表达、上调ABCA1mRNA的表达;发酵的山楂液(FH、BH、CH)可减少机体对外源性胆固醇的吸收、显著上调LDLR mRNA表达量(p<0.05);山楂液(FH、BH、CH、LH、UH)均可增加CYP7A1 mRNA的表达(p<0.05)。