《食品科学》：扬州大学顾瑞霞教授等：乳杆菌耐消化应激能力及消化应激对其肠道黏附能力的影响

乳杆菌作为人体肠道中的重要益生菌，不仅能够调节机体肠道的微生态平衡，还具有提高免疫、抗氧化以及促进营养物质吸收等功能。在发挥益生作用之前，乳杆菌需经过口腔、胃及肠道等一系列的消化应激，而这些不良环境不仅会对乳杆菌的黏附能力产生较大的影响，更会造成乳杆菌的损伤甚至死亡。因此，乳杆菌只有耐受口腔、胃液和肠液等消化道的不良环境，以较高的活菌数到达并黏附在肠道上，才能更好地发挥其益生作用。

扬州大学食品科学与工程学院，江苏省乳品生物技术与安全控制重点实验室的陈大卫、程 月、顾瑞霞*等首先研究乳杆菌在依次经过模拟唾液-胃液-肠液等连续消化应激后的存活能力，然后研究其对肠道的黏附能力以及连续消化应激对其黏附能力和表面黏附素的影响；最后通过透射电镜（TEM）和十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS-PAGE）分别探讨连续消化应激对乳杆菌表层微观结构及表层蛋白的影响，以期阐明消化应激对乳杆菌黏附影响的作用机制。

1、乳杆菌的消化应激能力

将乳杆菌菌体依次悬浮于模拟唾液、模拟胃液及模拟肠液中，37 ℃分别培养2 h后，研究乳杆菌对模拟消化道的耐受情况，结果如表2所示。结果表明这7 株乳杆菌具有较强的耐唾液-胃液-肠液应激的能力并能够以大于106 CFU/mL的活菌数到达肠道。

2、乳杆菌的黏附能力

将耐消化应激能力较强的乳杆菌接种至肠道黏蛋白溶液和Caco-2单层细胞中，研究菌株对肠道黏蛋白和Caco-2细胞的黏附能力，结果见图1。7 株乳杆菌的黏附率差异较大，其中副干酪乳杆菌W125、m111和发酵乳杆菌146对黏蛋白的黏附率分别为15.67%、8.75%、8.38%，显著高于其他菌株（P＜0.05）；副干酪乳杆菌W125、m111、m38和发酵乳杆菌146对Caco-2细胞的黏附率分别为11.47%、21.34%、10.51%及10.44%，显著高于其他菌株（P＜0.05）。

由图2可知，实验的乳杆菌对Caco-2细胞和黏蛋白之间的黏附呈显著正相关（P＜0.05），相关系数为0.64，因此后续仅通过菌株对Caco-2细胞的黏附实验评价菌株对肠道的黏附能力。

3、乳杆菌抑制肠道病原菌黏附能力

接种黏附能力较强的菌株至Caco-2细胞单层，研究菌株通过排除、竞争和替代的方式对大肠杆菌和沙门菌黏附肠道的抑制能力，结果如图3所示。3 株乳杆菌均具有抑制大肠杆菌和沙门菌黏附肠道的能力，分别通过排除、竞争和替代方式对大肠杆菌和沙门菌的黏附抑制率均大于13.51%，其中发酵乳杆菌146通过排除、竞争和替代的方式对沙门菌黏附肠道的抑制率分别为94.14%、92.53%和95.61%，显著高于其他菌株（P＜0.05）；副干酪乳杆菌W125和m111通过竞争方式对大肠杆菌黏附肠道的抑制率显著高于发酵乳杆菌146（P＜0.05），而副干酪乳杆菌m111和发酵乳杆菌146则是通过替代方式对大肠杆菌黏附肠道的抑制率显著高于副干酪乳杆菌W125（P＜0.05）。

4、消化应激对乳杆菌黏附能力的影响

机体的消化应激会影响乳杆菌对肠上皮Caco-2细胞的黏附能力，菌株在依次经过模拟唾液、模拟胃液及模拟肠液应激后的黏附率见图4。模拟唾液-胃液-肠液应激显著降低了副干酪乳杆菌W125和发酵乳杆菌146的黏附能力（P＜0.05），黏附率分别由11.46%和10.43%下降到3.09%和7.35%；但显著增加了副干酪乳杆菌m111的黏附能力（P＜0.05），黏附率由17.60%增加到30.45%。

5、消化应激对乳杆菌表面黏附素的影响

由图5可知，副干酪乳杆菌m111在消化应激前，经LiCl处理后的黏附能力显著低于未经处理的对照组及NaIO4和BSA处理组（P＜0.05），表明表层蛋白是菌株m111表面主要的黏附素；当菌株m111经过模拟唾液-胃液-肠液应激后，LiCl和NaIO4处理后的黏附能力显著低于BSA处理（P＜0.05），表明菌株m111经过消化应激后，表层蛋白和多糖是其表面主要的黏附素。

6、消化应激对菌株表层蛋白表达的影响

由表3可知，在消化应激前后，副干酪乳杆菌m111表层蛋白粗提物中均能检测到蛋白，表明菌株表面存在蛋白类物质；在依次经过模拟唾液-胃液消化应激后，菌株表层蛋白粗提物中蛋白质量浓度为0.70 mg/mL，是未消化应激的表层蛋白粗提物的1.56 倍（P＜0.05）；依次经过模拟唾液-胃液-肠液应激后，菌株表层蛋白粗提物中蛋白含量较模拟唾液-胃液应激和未经消化应激显著降低（P＜0.05）。

由图6可知，在消化应激前，副干酪乳杆菌m111在15～120 kDa范围内存在条带，表明菌株携带表层蛋白；在模拟唾液-胃液应激后，蛋白条带的颜色在36～100 kDa范围内加深，同时在14 kDa出现了新的条带，表明模拟唾液-胃液的应激增加了菌株m111的蛋白表达；而经过模拟唾液-胃液-肠液应激后，在15～120 kDa范围内未检测到蛋白条带，14 kDa处的蛋白条带颜色变浅。

7、消化应激对乳杆菌细胞形态的影响

由图7A、B可知，消化应激前后副干酪乳杆菌m111的细胞形态均为长梭形和圆润的杆状；由图7C、D及表4可知，消化应激前后菌株m111的表层厚度无显著影响（P＞0.05），表明消化应激对菌株的形态及表层物质的厚度影响较小。

结 论

副干酪乳杆菌W125、m111和发酵乳杆菌146具有较强的耐唾液-胃液-肠液消化应激和肠道黏附能力，并可以通过排除、竞争和替代的方式抑制大肠杆菌和沙门菌对肠道的黏附；消化应激显著降低了菌株W125和146的黏附能力（P＜0.05），但显著提高了菌株m111对肠道的黏附能力（P＜0.05）。因此，副干酪乳杆菌m111是一株潜在的具有较高应用价值的益生菌。该研究为高耐受消化应激和高肠道黏附的益生乳酸菌的筛选提供参考，也为消化应激对乳杆菌黏附肠道的影响机制研究提供理论依据。

本文《乳杆菌耐消化应激能力及消化应激对其肠道黏附能力的影响》来源于《食品科学》2022年43卷14期143-150页，作者：陈大卫，程月，任晨瑜，陈春萌，瞿恒贤，瓦云超，燕宪涛，陈霞，黄玉军，张臣臣，关成冉，郑英明，顾瑞霞。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20210830-383。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。

修改/编辑：袁艺；责任编辑：张睿梅

图片来源于文章原文及摄图网。

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