武香玉，徐海燕，辛国芹，曹银生，汪孟娟，谷 巍

（山东宝来利来生物工程股份有限公司，山东 泰安 271000）

益生元是指一些不被宿主消化吸收却能有选择性地促进其体内双歧杆菌等有益菌的生长和繁殖，从而改善宿主健康的有机物质。益生元不仅具有低热、稳定、安全、无毒等理化性质，而且能够提高营养物质的吸收率，促进生长，增强免疫力[1]。属于益生元的有功能性低聚糖类、多糖类、一些天然植物提取物、蛋白质水解物、多元醇等，目前研究主要集中在低聚糖类物质，主要包括菊粉（Inu⁃lin）、低聚果糖（FOS）、低聚木糖（XOS）、低聚半乳糖（GOS）、低聚异麦芽糖（IMO）、低聚乳果糖（LACT）、大豆低聚糖（SOS）、水苏糖、棉籽糖等。由于机体胃肠道内缺乏水解这些益生元的酶系统，因此其大部分可顺利通过小肠和胃而不被降解利用，直接进入大肠内为双歧杆菌、乳酸杆菌等有益菌所利用，有害菌利用率极低或不能利用，从而使有益菌大量生长繁殖[2]。本试验通过研究不同益生元对肠道菌群生长的影响，为益生元制备提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 供试菌株

双歧杆菌：青春双歧杆菌、长双歧杆菌、婴儿双歧杆菌；乳酸菌：嗜酸乳杆菌、嗜热链球菌、植物乳杆菌、鼠李糖乳杆菌；病原菌：大肠杆菌及沙门氏菌。

1.2 培养基

乳酸菌培养基采用MRS培养基，双歧杆菌培养基采用改良的TPY培养基，大肠杆菌及沙门氏菌采用肉汤培养基[3]。

1.3 低聚糖

低聚果糖、低聚木糖、低聚异麦芽糖、水苏糖、低聚半乳糖及及甲壳素。

1.4 菌株活化

将双歧杆菌接种于TPY培养基，37℃厌氧培养48 h；乳酸菌接种于MRS培养基，37℃培养24 h，分别涂片、染色、镜检，备用。

将大肠杆菌及沙门氏菌接种于肉汤培养基，37℃摇床培养约18 h，涂片、染色、镜检，备用。

1.5 不同益生元对双歧杆菌及乳酸菌生长的影响

对双歧杆菌，每种益生元按一定浓度添加于TPY培养基中，对照不加益生元，接种双歧杆菌，37℃厌氧条件培养48 h，测定活菌数。

对乳酸菌，每种益生元按一定浓度添加于MRS培养基中，对照不加益生元，接种乳酸菌37℃培养24 h，测定活菌数。

对病原菌，将每种益生元按一定浓度添加于肉汤培养基中，对照不加益生元，37℃振荡培养18 h，取出测定活菌数。

1.6 活菌计数

采用平板滴注法进行活菌计数。将培养好的菌液倍比稀释，取合适稀释度菌液，以滴注法点种在相应培养基平板上，厌氧或需氧培养，24或48 h后计数每一稀释度的细菌菌落数。每毫升菌液中的活菌数（cfu·mL-1）为细菌菌落数×稀释倍数×100/3，结果换算成以10为底的对数值进行统计分析。

1.7 统计分析

试验数据采用SPSS 13.0软件中的单因子方差分析，用LSD进行组间多重比较，结果均以“平均值±标准误”表示。

2 结果与分析

2.1 不同益生元对双歧杆菌生长影响结果

不同益生元在相同的添加量下对双歧杆菌生长影响结果见表1。

表1 不同益生元对双歧杆菌增殖促进作用的体外试验结果

由表1可知，不同益生元对双歧杆菌的影响效果不同，同种益生元对不同双歧杆菌的作用效果也不同。对青春双歧杆菌来说，水苏糖和甲壳素与对照相比差异显著（P＜0.05），水苏糖能促进其生长，其他糖与对照相比差异不显著（P＞0.05）。对长双歧杆菌来说，低聚异麦芽糖与对照相比差异显著（P＜0.05），能促进其生长。对婴儿双歧杆菌，低聚果糖效果与对照相比差异显著（P＜0.05），与其他糖相比效果不显著（P＞0.05）。

2.2 不同益生元对乳酸菌生长影响结果

不同益生元在相同的添加量下对双歧杆菌生长影响结果见表2。

表2 不同益生元对乳酸菌的增殖促进作用体外试验结果

由表2可知，不同益生元对乳酸菌的影响效果不同，同种益生元对不同乳酸菌的作用效果也不同，总体来说益生元对乳酸菌生长有促进作用。对鼠李糖乳杆菌来说，与对照相比6种益生元均差异显著（P＜0.05），其中以甲壳素增殖作用最为显著（P＜0.05），木寡糖、低聚异麦芽糖能促进其生长，效果显著（P＜0.05）；0.5%乳果糖能促进其生长。对植物乳杆菌来说，甲壳素、低聚异麦芽糖与对照相比差异显著（P＜0.05），有增殖效果，水苏糖也有显著差异（P＜0.05），但是抑制菌的生长，其他糖差异不显著（P＞0.05）。对嗜酸乳杆菌来说，6种糖与对照相比差异均不显著（P＞0.05）。对嗜热链球菌，水苏糖与对照比差异显著（P＞0.05），促进菌的生长；甲壳素抑制菌生长，其他糖显著无显著差异（P＞0.05）。

2.3 不同益生元对病原菌的生长影响结果

不同益生元在相同的添加量下对病原菌生长影响结果见表3。

表3 不同益生元对病原菌的影响体外试验结果

由表3可知，不同益生元对病原菌生长抑制作用不一样，个别益生元对两种病原菌的生长都有抑制作用。对大肠杆菌来说，甲壳素和低聚半乳糖与对照组相比抑制效果显著（P＜0.05），其他无显著差异（P＞0.05）。对沙门氏菌来说，低聚半乳糖与对照相比抑制效果显著（P＜0.05）。其中低聚半乳糖对大肠杆菌和沙门氏菌都有显著地抑制效果（P＜0.05）。

3 讨论

3.1 益生元的益生功能

近年来，我国学者们对低聚糖类益生元益生功能的评价作了大量研究，张帆等和项明洁等研究表明，低聚果糖具有调节肠道菌群、增殖双歧杆菌和乳杆菌的作用[4]。项明洁等在厌氧菌液体培养基中加入低聚果糖，结果表明，在厌氧菌液体培养基中加入低聚果糖前后双歧杆菌菌数分别为1.5和3亿·mL-1，低聚果糖对双歧杆菌有增殖效果，对人体肠道菌群具有一定的调节作用[5]。任林等研究表明，甲壳低聚糖可增殖小鼠肠道乳酸杆菌、双歧杆菌的数量[6]。顾清等研究结果表明，异麦芽低聚糖对BALBc小鼠和受试人群的肠道菌群均有一定的调节作用，对小鼠和人肠道的双歧杆菌和乳杆菌有增殖作用，并具有抑制肠道产气荚膜梭菌生长的作用[7]。邰秀林等试验证实，低聚果糖能防止早期断奶犊牛肠道萎缩，维持肠道正常形态结构，提高犊牛免疫性能[8]。杭锋等试验结果表明，低聚果糖能促进乳杆菌和双歧杆菌的增加并抑制肠杆菌和肠球菌的增幅[9]。罗予等试验也证实，低聚果糖在体内外均有相对选择性增殖双歧杆菌的作用，对类杆菌和肠杆菌也有调整作用[10]。本研究中水苏糖、低聚麦芽糖和低聚半乳糖均能不同程度的促进双歧杆菌和乳酸菌的生长，说明这3种糖都可以被有益菌分解利用，均可作为有益菌的生长促进剂，且低聚半乳糖对病原菌有很好的抑制作用。

3.2 益生元的作用机制

益生元在消化道中不被机体降解利用，但可作为营养物质被肠道有益菌利用，使有益菌大量增殖，被发酵产生乳酸、乙酸、短链脂肪酸等酸性物质[11]。乳酸可直接作为营养物质被机体吸收，还可作为杀菌剂抑制肠道中的病原菌；短链脂肪酸可通过降低肠道pH，抑制病原菌的生长繁殖，同时通过降低肠道氧化还原电位Eh，调节肠道正常蠕动，间接阻止病原菌在肠上皮细胞的黏附定植，提高动物的抗病能力。

3.3 益生元的抑制作用

病原菌细胞表面的外源凝集素和肠道黏膜上皮细胞能够结合，使病原菌在肠壁上定植和繁殖，导致机体发病。当肠道内存在一定量的低聚糖时，外源凝集素能与低聚糖结构的受体相结合，从而减少了与肠黏膜上皮细胞的结合机会，破坏细胞识别而不吸附到肠壁上，从而增强有益菌的竞争优势。晓卉研究结果表明，添加低聚糖可抑制病原菌的黏附定植和繁殖，从而减少疾病的发生[12]。

3.4 益生元的应用价值

由于低聚糖具有能被益生菌利用、给益生菌提供营养及有害菌难以利用的特点，按照仿生学的原理，若益生元与益生菌合理配伍，更有利于恢复和维持肠道微生态平衡，使肠道内优势菌群迅速增殖，阻止病原菌的侵袭。本研究结果表明，水苏糖、低聚麦芽糖和低聚半乳糖均能不同程度的被有益菌分解利用，作为有菌的生长促进剂，促进双歧杆菌和乳酸菌的生长，所以可将其配伍，应用于肠道微生态平衡的恢复及其他疾病的预防。

[1]陈代文,张克英,王万祥,等.酸化剂、益生素和寡糖对断奶仔猪粪中微生物菌群和免疫功能的影响及其互作效应研究[J].动物营养学报,2006,18（3）:172-178.

[2]熊德鑫,李剑秋,徐殿霞,等.低聚糖体外选择性促进双歧杆菌生长的研究[J].食品科学,1998,19（6）:34-36.

[3]张刚.乳酸细菌——基础、技术和应用[M].北京:化学工业出版社,2007.

[4]张帆,汪会玲,孟晶.低聚果糖对人体肠道菌群的影响[J].现代预防医学,2006,33（2）:158-159.

[5]项明洁,刘明,彭奕冰,等.低聚果糖对双歧杆菌增殖效果及肠道菌群的影响[J].检验医学,2005（1）:49-51.

[6]任林,李邦良,高仕瑛,等.甲壳低聚糖对糖尿病小鼠血糖和肠道菌群的影响[J].中国生化药物杂志,2001,22（5）:227-229.

[7]顾清,杨溢,江国虹,等.异麦芽低聚糖对肠道菌群的调节作用[J].卫生研究,2003（1）:54-51.

[8]邰秀林,龙翔,向钊,等.低聚果糖对早期断奶犊牛肠粘膜和免疫指标的影响[J].中国畜牧杂志,2009,45（7）:36-39.

[9]杭锋,郭本恒,龚广予,等.低聚果糖对小鼠肠道菌群影响与机体免疫调节关系的研究[J].乳业科学与技术,2009（5）:205-211,231.

[10]罗予,孟林敏,毛理纳,等.低聚果糖体内外对肠道菌的影响[J].中国微生态学杂志,2003,15（6）:10-11.

[11]罗予,蔡访勤,赵国新,等.异麦芽寡糖促进肠道分离菌生长的体外实验[J].中国微生态学杂志,2000,12（5）:14.

[12]晓卉.低聚糖体外促进肠道有益菌增殖的研究[J].青海畜牧兽医杂志,2009,39（2）:15-16.