全 文 :食品研究与开发2008 年 11 月第 29 卷第 11 期
基金项目:天津商业大学校级科研基金资助项目(030109)
作者简介:吴子健(1973-),男(汉),讲师,硕士,研究方向:生物活性
物质提取与应用。
吴子健,陈庆森,闫亚丽,马芳,李荣华,郑俊清
(天津市食品生物技术重点实验室,天津商业大学 生物技术与食品科学学院,天津 300134)
银耳多糖对嗜酸乳杆菌L101发酵
生长影响的研究
嗜酸乳杆菌(Lactobacillus Acidophilus)是动物肠
道菌群中一种重要的益生菌,它可以抑制单核细胞增
生李斯特氏菌(Listeria monocytogenes)、脊髓灰质炎病
毒和肠道有害细菌,可维持并改善肠道有益菌群的组
成和结构[1]。国内外相关研究报道表明,嗜酸乳杆菌在
肠道粘膜表面有较强的定植能力,并具有直接刺激肠
道粘膜上皮细胞产生相应细胞因子,如经由 Th1细胞
分泌 IL-2、IFN-γ、TNF、TGF-β等细胞因子;Th2细胞
分泌 IL-4、IL-5、IL-6等细胞因子,从而提高动物的免
疫能力 [2]。
银耳(Tremella fuciformis)又称白木耳,属银耳目,
THE EFFECT OF TREMELLA POLYSACCHARIDES ON THE GROWTH OF
LACTOBACILLUS ACIDOPHILUS L101
WU Zi-jian, CHEN Qing-sen, YAN Ya-li, MA Fang, LI Rong-hua, ZHENG Jun-qing
(Tianjin Key Laboratory of Food and Biotechnology, School of Biotechnology and Food Science,
Tianjin University of Commerce, Tianjin 300134, China)
Abstract: The effects of Tremella Polysaccharides(TPS), which were obtained by hot water extraction (80 ℃,
5 h) and added into MRS medium with its different concentration and different components (nuetural polysac-
chrides and acidic polysacchrides, isolated by DEAE Sepharose FF chromatography) on the growth of probiotic
bacteria, Lactobacillus Acidophilus L101, were evaluated by comparing the variation of viable count. It could
be found that when the concentration of added TPS varied from 3g/L to 7g/L, among which the optimal one
is 5 g/L, the growth of L. Acidophilus L101 was promoted, with total viable count being 8.13×108 cfu/mL,
however, when the concentration of TPS was no less than 9 g/L, the growth of L. Acidophilus L101 was inhibt-
ed. The results also showed that one component of TPS, acidic saccharides, was the main fuctional section,
which promoted the fermetation of L. Acidophilus L101, and the final viable count would be 1.01×109 cfu/mL,
which was increased by 24.2 %, compared with that of the addtion of 5 g/L fine Tremella Polysaccharides, after
16 h fermentation.
Key words: Lactobacillus Acidophilus L101; Tremella polysaccharides; acidic polysaccharides
摘 要:研究嗜酸乳杆菌在发酵过程中银耳多糖对其菌体细胞增殖作用的影响。研究以银耳(Tremella fuciformis)为
原料,采用热水抽提和 DEAE-sepharose FF色谱分离技术获得银耳多糖以及银耳多糖两组分-酸性多糖和中性多糖;
将分离的多糖按不同比例添加于 MRS培养基中,以评价菌体各组分对嗜酸乳杆菌细胞增殖的作用。结果表明:银耳
多糖添加量为 3 g/L~7 g/L可有效促进嗜酸乳杆菌 L101增殖,其最佳添加量为 5 g/L,在此添加量下,菌体发酵 16 h后,
活菌数可达 8.13×108 cfu/mL;而≥9 g/L添加量会抑制菌体的增殖。研究同时证实,酸性多糖是银耳多糖中促进嗜酸
乳杆菌 L101生长的主要有效成分,5 g/L的酸性多糖添加量,发酵 16 h后,活菌数可达 1.01×109 cfu/mL,较 5 g/L精制
银耳多糖组,生物量提高了 24.2 %。
关键词:嗜酸乳杆菌L101;银耳多糖;酸性多糖
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食品研究与开发 2008 年 11 月第 29 卷第 11 期
银耳科,银耳属,其子实体既是一种经济价值很高的食
用菌,又是中医学中一种久负盛名的良药。其子实体所
富含的银耳多糖(Tremella polysaccharides),可激活淋
巴细胞,提高人体白细胞的吞噬能力,增强人体免疫
力,以及兴奋骨髓造血机能等[3]。不仅如此,银耳多糖还
能极大地增强动物肠道中有益菌群在屏障、营养和免
疫上的功能,其主要成分之一 α-甘露糖可选择性促进
动物肠道双歧杆菌、乳酸杆菌等大量增殖,使有益菌群
在胃肠道中形成微生态竞争优势,同时还可防止细菌
表面外源凝集素与肠粘膜上皮细胞特异性的糖分子的
结合,从而有效阻止病原菌在胃肠道的粘接和定植[4-5]。
鉴于银耳多糖和嗜酸乳杆菌两者的生物学活性以
及显著的生理功效,本文从银耳多糖及其组分对嗜酸
乳杆菌 L101发酵过程中生理指标的影响角度出发,探
究银耳多糖最佳添加量,并且确定银耳多糖中促进嗜
酸乳杆菌 L101增殖的有效成分,为利用银耳多糖促进
嗜酸乳杆菌增殖以及为今后银耳多糖益生酸乳的开发
提供一定的理论依据。
1 材料与方法
1.1 材料及仪器
1.1.1 材料
银耳(Tremella fuciformis)又称白木耳,购自天津
本地市场;嗜酸乳杆菌 L101:天津商业大学微生物实
验室提供;DEAE-sepharose Fast Flow(弱阳离子琼脂糖
凝胶)购自 GE公司;其余试剂均为国产分析纯。
1.1.2 仪器
高速万能粉碎机(FW80型);离心超滤管(Amicon
Ultra-50,MWCO=3,000 Dal, millipore 公司)JY2001 型
电子天平;旋转蒸发仪(Buchi);UV2802PC 紫外-可见
扫描分光光度仪(UNICO);7200型分光光度计:尤尼柯
上海仪器有限公司;低温高速离心机(Sigma 3-18K)。
1.2 方法
1.2.1 银耳多糖的提取和检测
1.2.1.1 银耳多糖提取
银耳→烘干→粉碎→热水浸提(80 ℃,5 h)→离
心→浓缩至 1/5原体积→乙醇沉淀→Sevag法除蛋白
质→冷冻干燥→苯酚-硫酸法测定多糖含量
1.2.1.2 多糖纯度检测
溶解性测定、苯酚硫酸法测定总糖、茚三酮法测定
蛋白质和氨基酸、斐林试剂法测定单糖、碘-碘化钾法
测定淀粉、紫外吸收测定核酸和蛋白质。
1.2.1.3 小分子杂质和盐的去除
采用超滤离心管 Vivaspin 20(3 K~1 000 K),固定
转角离心机 4 000 g离心 20 min,滤余项用去离子水再
次溶解,再离心,反复 3次,除去小分子杂质和盐。
1.2.1.4 DEAE-sapharose Fast Flow分离酸性银耳多糖[6]
柱层析(3.0 cm×40 cm)介质为 DEAE-Sepharose
Fast Flow弱阴离子树脂,用蒸馏水平衡;精制银耳多糖
上样量 20 mL(10 mg/mL);流速 1.9 mL/min;以蒸馏水
300 mL和 3 mol/L NaCl 300 mL梯度洗脱;采用部分收
集,收集液用苯酚-硫酸法测定多糖浓度,按峰的管号
范围合并多糖洗脱液,用 1.2.1.3法除盐后,冷冻干燥
备用。
1.2.2 银耳多糖对嗜酸乳杆菌 L101生长影响的研究
1.2.2.1 培养基制备
以 MRS培养基为基础,分别添加 3、5、7、9 g/L的
精制银耳多糖,并且相应的分别减少葡萄糖的量(分别
减少 3、5、7、9 g/L)得到含不同精制银耳多糖浓度的
MRS培养,供嗜酸乳杆菌生长,并且以 MRS培养基作
为对照组的培养基。
1.2.2.2 pH测定[7]
1.2.2.3 活菌计数[8]
1.2.2.4 精制银耳多糖对嗜酸乳杆菌 L101生长的影响
用方法 1.4.1配制的 MRS培养基,38 ℃培养发酵
嗜酸乳杆菌 L101,每隔 2 h取样,测定活菌数,pH值,
滴定酸度。
1.2.2.5 经 DEAE-sepharose FF分离的银耳多糖两组
分对嗜酸乳杆菌 L101生长的影响
将由 DEAE-sapharose Fast Flow 分离得到的两个
组分,分别按比例 5 g/L添加到 MRS培养基中,38℃培
养嗜酸乳杆菌 L101,每隔 2 h取样测定活菌数。同时与
未添加多糖组,以及银耳多糖添加最适量组的活菌数
生长情况做对比。
2 结果与分析
2.1 热水浸提方法提取银耳多糖的试验结果
烘干粉碎后的银耳粉经热水浸提(80 ℃,5 h)后,
离心取上清液,并用真空旋转蒸发浓缩至 1/5原体积,
用乙醇(终浓度为 80 %)沉淀多糖,再经 Sevag法除蛋
白获得精制银耳多糖,并冷冻干燥、称重计算得率为
8.75 %。
2.2 银耳多糖的分析与鉴定
按方法 1.2.1所述的分析方法,对低温冷冻干燥得
到的水溶性银耳多糖进行了分析。结果表明银耳多糖
的感官指标为:淡黄色纤维状疏松固体;易溶于水,水
溶液为透明的黏稠状液体;对多糖的定性鉴定结果显
示:不溶于丙酮、乙醇、正丁醇等有机溶剂;苯酚-硫酸
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注:峰 1 为用蒸馏水洗脱峰;峰 2 为 3 mol/l NaCl 梯度洗脱峰。
图 1 银耳多糖的 DEAE-Sepharose Fast Flow 柱层析洗脱曲线
Fig.1 Elution plot of Tremella Polysaccharides by DEAE-Sepharose
FF Anion-Exchange Chromatography
图 2 银耳多糖对嗜酸乳杆菌 L101 发酵过程中 pH 变化的影响
Fig.2 The effect of Tremella polysaccharides on the variation of pH
during the fermentation of Lactobacillus Acidophilus L101
图 3 不同浓度的银耳多糖对嗜酸乳杆菌 L101 菌体增殖的影响
Fig.3 The effect of Tremella polysaccharides with different
concentration on the proliferation of Lactobacillus Acidophilus L101
反应显红色,茚三酮反应为阴性,斐林试剂反应为阴
性,碘-碘化钾反应为阴性。说明利用该法分离纯化的
银耳多糖不含蛋白质或氨基酸、不含游离单糖以及为
非淀粉多糖的特性。
同时紫外吸收测定表明在 260、280 nm 及可见光
区皆无吸收峰,说明分离得到的银耳多糖中不含蛋白
质、核酸等杂质成分。
2.3 银耳多糖的 DEAE-Sapharose Fast Flow的分离
精制的银耳多糖经 DEAE-Sepharose Fast Flow 柱
层析,分离得到两个组分,结果如图 1所示。
根据 DEAE-sapharose Fast Flow性质、洗脱液的性
质及洗脱体积,断定图 1中峰 1处的收集液为中性多
糖,峰 2为酸性杂多糖。这与 1979年 Kakuta等人的研
究结果一致,他们用水浸提所得的银耳多糖含有两个
组分,一个是酸性杂多糖-葡糖醛木甘聚糖,另一个为
含量较少的中性多糖[9]。
2.4 银耳多糖对嗜酸乳杆菌发酵过程中 pH变化的影响
将银耳多糖添加到 MRS培养基中,发酵培养嗜酸
乳杆菌 L101,测定发酵过程 pH变化情况,结果如图 2
所示。
由图 2可知精制银耳多糖添加量范围在 3 g/L~
7 g/L内,可以促进嗜酸乳杆菌 L101发酵过程中 pH值
的变化,其中添加 5 g/L时 pH降低的速率较其他组变
化略快。但是当添加量达到 9 g/L时,发酵过程中 pH
值的降低会受到抑制。
2.5 银耳多糖对嗜酸乳杆菌发酵过程中活菌数变化
的影响
将银耳多糖按不同浓度添加到 MRS培养基中,发
酵培养嗜酸乳杆菌 L101,测定发酵过程活菌数变化情
况,结果如图 3所示。
由图 3可知银耳多糖在添加比例为 3 g/L~7 g/L范
围时可促进嗜酸乳杆菌 L101菌体增殖,其中银耳多
糖添加量为 5 g/L时,可明显地促进嗜酸乳杆菌 L101
活菌数增殖,在发酵 16 h 后,活菌数最高可达 8.13×
108cfu/mL。但是当添加量达到 9 g/L时,会降低培养
发酵中活菌数增长速度。
综合图 2和图 3可以明显知道添加量在 5 g/L的
银耳多糖能够有效促进嗜酸乳杆菌的生长,而添加量
为 9 g/L时银耳多糖会抑制菌体的生长,其原因可能是
随着银耳多糖添加量的增高,MRS液体培养基的黏稠
度升高,银耳多糖具有较强的吸水性,添加量提高使得
与银耳多糖结合的水增加,而游离水会减少,微生物的
生长需要水,但结合在分子内的水不能被微生物利用,
只有游离的水才能被利用,这样造成了菌体增殖受到
抑制。
2.6 银耳多糖两组分对嗜酸乳杆菌 L101发酵活菌数
变化的影响
经由 DEAE-sepharose FF柱层析分离得到的银耳
多糖的两个组分-中性多糖和酸性多糖,分别以 5 g/L
的比例添加到 MRS培养基中,培养发酵嗜酸乳杆菌
L101,测定发酵过程中活菌数的变化,与对照组以及银
耳多糖最适添加量(5 g/L)组做对比,由图 4可知,嗜酸
乳杆菌 L101在添加 5 g/L中性多糖的 MRS培养基中
菌体增殖情况与在未添加多糖的 MRS培养基的增殖
情况基本相似,说明中性多糖没有促进嗜酸乳杆菌
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图 4 银耳多糖不同组分对嗜酸乳杆菌 L101 发酵过程中活
菌数的影响
Fig.4 The effect of different component of Tremella
polysaccharides on the viable count of Lactobacillus Acidophilus
L101 during fermentation
L101生长;而添加 5 g/L酸性多糖具有明显促进嗜酸
乳杆菌 L101菌体增殖的作用,在培养 14 h后,测定活
菌数可达 1.01×109 cfu/mL,比银耳多糖 5 g/L添加量促
进菌体增殖的效果还要好,最大活菌数提高了 24.2 %。
初步判断酸性多糖是银耳多糖中促进嗜酸乳杆菌
L101活菌数增殖的主要活性有效成分。
3 结论
精制的银耳多糖在添加比例为 3 g/L~7 g/L范围时
可促进嗜酸乳杆菌 L101的增殖,其中 5 g/L为最适添
加量,在发酵 16 h后,活菌数可达 8.13×108 cfu/mL;
而≥9 g/L添加量会抑制菌体的增殖。研究还表明:酸
性多糖是银耳多糖中促进嗜酸乳杆菌 L101增殖生长
的主要有效成分,在其添加量为 0.5 %时,发酵 16 h后
活菌数可达 1.01×109 cfu/mL,较 5 g/L精制银耳多糖,
活菌数提高了 24.2 %;而银耳多糖的中性多糖组分不
会促进嗜酸乳杆菌 L101的增殖。
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收稿日期:2008-07-24
陈义勇 1,2,王伟 3,邓克权 2
(1.常熟理工学院生物与食品工程系,江苏 常熟 215500;2.江南大学 食品学院,江苏 无锡 214036;
3.江苏省产品质量监督检验中心所,江苏 南京 210029)
不同多糖对玉米醇溶蛋白膜性质的影响
摘 要:利用差示扫描量热仪(DSC)测定玉米醇溶蛋白溶液与多糖混合溶液的变性温度范围为 80 ℃~95 ℃,在玉米
醇溶蛋白和山梨醇体系中加入不同的多糖后(果胶、玉米淀粉、魔芋精粉、羧甲基纤维素和阿拉伯胶)测定膜性质,结
果表明添加果胶的效果最好,加入果胶的膜透水率为 0.760×10-4 kg·mm/(kPa·h·m2),拉伸强度为 23.5×10-5 N/m2。
关键词:多糖;玉米醇溶蛋白膜;性质
作者简介:陈义勇(1974-),男(汉),讲师,博士研究生,研究方向:食品科学与天然活性成分。
≥≥≥≥≥≥≥≥≥≥≥≥≥≥≥≥≥≥≥≥≥≥≥≥≥≥≥≥≥≥≥≥≥≥≥≥≥≥≥≥≥≥≥≥≥≥≥≥
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