核桃膳食纤维在促进乳杆菌增殖中的应用

本发明涉及微生物培养领域，尤其涉及核桃膳食纤维在促进乳杆菌增殖中的应用。

背景技术：

1、乳杆菌是一类能够发酵碳水化合物产生乳酸的常见益生菌，广泛存在于人体胃肠道中，在抵抗肠道致病菌感染、增强肠道上皮功能、免疫调节、抗癌等方面发挥重要作用。乳杆菌的数量与人体健康密切相关。在体内，乳杆菌在不同的宿主肠道中差异显著，其数量因宿主遗传、年龄或疾病状态等的不同而不同，同时，也会受到饮食、黏附能力、乳酸的分泌、胃酸与胆盐的耐受性的影响。在体外，乳杆菌的增殖也受到菌龄、碳源、氮源、ph值的影响。不同乳杆菌的发酵培养被广泛用于益生菌发酵食品中，如发酵乳、发酵果汁等，这些产品被认为对人体健康有益。因此，如何实现高密度培养的生产工艺，提高细菌活力以及筛选乳杆菌增殖作用的功能因子越来越重要。

2、唾液联合乳杆菌(ligilactobacillussalivarius)主要是利用糖酵解途径将己糖发酵为乳酸的同型发酵乳酸菌。一项转录组学分析了唾液联合乳杆菌ren可通过提高α-半乳糖苷酶基因gala1的表达来增加对棉子糖利用，进而促进增殖。据报道，唾液联合乳杆菌被含有β-半乳糖苷酶与乳酸脱氢酶等，这些酶的存在能够促进乳杆菌对碳水化合物的利用和乳酸形成。同时，还有研究发现唾液联合乳杆菌含有碳水化合物利用的基因，具有发酵葡萄糖、半乳糖、果糖、甘露糖和蔗糖的能力。此外，益生菌生物膜形成也被认为是一种有益的特性，因为它有助于益生菌肠道定植。在功效方面，唾液联合乳杆菌具有抗微生物活性、免疫作用以及调节肠道微生物群和屏障等功能。

3、膳食纤维是一种不能被人体小肠消化吸收的碳水化合物，根据其溶解特性的不同，可分为可溶性纤维和不溶性纤维两大类。肠道菌群能够发酵膳食纤维产生乙酸盐、丙酸盐和丁酸盐等短链脂肪酸，经肠道上皮细胞吸收后对机体健康发挥有益作用。乳杆菌作为人体胃肠道中常见的有益菌，在许多研究中发现，膳食纤维能够促进乳杆菌增殖，提高乳杆菌的发酵活力。核桃是一种营养价值丰富的坚果，除不饱和脂肪酸、蛋白外，也是膳食纤维的良好来源之一。目前，核桃膳食纤维能否促进乳杆菌生长的研究鲜见报道。因此，本发明探究核桃膳食纤维对多种常见乳杆菌的生长的影响，以促进率为指标筛选出最高促进作用的“纤维+菌种”组合，初步探讨其影响增殖的因素，为核桃膳食纤维的开发利用奠定理论基础。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供核桃膳食纤维在促进乳杆菌增殖中的应用。

2、为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：核桃膳食纤维在促进乳杆菌增殖中的应用，所述核桃膳食纤维为核桃可溶性膳食纤维，所述乳杆菌为唾液联合乳杆菌。

3、进一步地，所述核桃可溶性膳食纤维能够提高唾液联合乳杆菌的生物量、活菌数、非特异性黏附能力、并促进其生物膜的形成；提高唾液联合乳杆菌对糖源的利用，降低发酵液的ph值；升高唾液联合乳杆菌β-半乳糖苷酶和乳酸脱氢酶的活性。

4、进一步地，所述核桃可溶性纤维在培养基中的添加量为0.01-0.35％。

5、进一步地，所述培养基为mrs培养基。

6、进一步地，所述核桃膳食纤维的制备方法如下：

7、除蛋白：以1：20-30(w/v)的去离子水加入到去淀粉后的核桃样品中，调节ph至10-11，加入1000-2000u/ml的碱性蛋白酶，于40-50℃下培养5-8h；煮沸灭活后调节ph至7.5-8.5，加入400-600u/ml的风味蛋白酶，于45-55℃下培养4-6h；煮沸灭活后调节ph至2.5-3.5，加入400-600u/ml的酸性蛋白酶，于40-50℃下培养4-6h；煮沸灭活后调节ph至10.5-11.5，搅拌充分溶解蛋白质；

8、可溶性与不溶性纤维的制备：去除蛋白后将酶解液离心，获得残渣依次经水洗、中和、醇洗、干燥得到不溶性纤维；上清液经调节ph 4.0-5.0沉淀蛋白后，中和，加入3-5倍体积预热至55-65℃的85-95％乙醇沉淀过夜，再经离心后干燥获得可溶性纤维。

9、进一步地，所述去淀粉后的核桃样品制备过程如下：

10、(1)脱脂：核桃研磨后，以核桃:石油醚1﹕8-12(w/v)的比例脱脂3-7次，每次120-180min，然后置于室温下干燥，备用；

11、(2)去淀粉：将脱脂后的样品以1：8-12(w/v)的比例分散于水中，添加热稳定α-淀粉酶0.1-0.3ml/g，在85-95℃下持续搅拌培养20-40min；结束后冷却至55-65℃，添加淀粉葡萄糖苷酶0.08-0.12ml/g，在50-65℃下恒温培养3-5h，酶解结束后，于沸水浴中使酶失活；然后于酶解液中加入3-5倍体积预热至55-65℃的85-95％乙醇，冷却后，转入2-6℃过夜，通过离心后获得去淀粉样品。

12、本发明另一方面，还提供一种含有核桃可溶性膳食纤维的培养基，能够用于调节乳酸菌的生长。

13、为探究核桃膳食纤维对乳杆菌的生长是否有促进作用，本发明分别以不同浓度的膳食纤维添加到mrs培养基中，比较核桃膳食纤维对10种乳杆菌生长的影响，并以促进率为指标，筛选出最佳的“纤维+菌种”组合进行增殖作用评价。结果显示，在纤维浓度为0.01％～0.32％范围内，核桃不溶性纤维仅对植物乳植杆菌生长有促进作用，最高为9.95％，对其他9种乳杆菌均显示不同程度的抑制作用；核桃可溶性纤维对唾液联合乳杆菌促进率最高，达到44.34％，其次是植物乳植杆菌、干酪乳酪杆菌、德氏乳杆菌保加利亚亚种和罗伊氏粘液乳杆菌，其余5种乳杆菌促进率较低。核桃可溶性纤维对唾液联合乳杆菌增殖作用的研究发现，核桃可溶性纤维能够显著提高唾液联合乳杆菌的生物量、活菌数、非特异性黏附能力，并促进其生物膜的形成(p<0.05)；显著提高唾液联合乳杆菌对糖源的利用，显著降低发酵液的ph值(p<0.05)；显著升高唾液联合乳杆菌β-半乳糖苷酶和乳酸脱氢酶的活性。以上结果表明，核桃可溶性纤维促进唾液联合乳杆菌的增殖与增加黏附性、生物膜形成以及升高β-半乳糖苷酶和乳酸脱氢酶的活性有关。

14、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：核桃可溶性纤维能够大大促进了唾液联合乳杆菌的增殖，能够显著提高唾液联合乳杆菌的生物量、活菌数、非特异性黏附能力，并促进其生物膜的形成；显著提高唾液联合乳杆菌对糖源的利用本发明结果为核桃膳食纤维作为新型益生元提供理论基础，为核桃膳食纤维的综合开发利用提供新思路。

技术特征：

1.核桃膳食纤维在促进乳杆菌增殖中的应用，其特征在于，所述核桃膳食纤维为核桃可溶性膳食纤维，所述乳杆菌为唾液联合乳杆菌。

2.根据权利要求1所述的核桃膳食纤维在促进乳杆菌增殖中的应用，其特征在于，所述核桃可溶性膳食纤维能够提高唾液联合乳杆菌的生物量、活菌数、非特异性黏附能力、并促进其生物膜的形成；提高唾液联合乳杆菌对糖源的利用，降低发酵液的ph值；升高唾液联合乳杆菌β-半乳糖苷酶和乳酸脱氢酶的活性。

3.根据权利要求1所述的核桃膳食纤维在促进乳杆菌增殖中的应用，其特征在于，所述核桃可溶性纤维在培养基中的添加量为0.01-0.35％。

4.根据权利要求3所述的核桃膳食纤维在促进乳杆菌增殖中的应用，其特征在于，所述培养基为mrs培养基。

5.根据权利要求1所述的核桃膳食纤维在促进乳杆菌增殖中的应用，其特征在于，所述核桃膳食纤维的制备方法如下：

6.根据权利要求5所述的核桃膳食纤维在促进乳杆菌增殖中的应用，其特征在于，所述去淀粉后的核桃样品制备过程如下：

7.一种含有核桃可溶性膳食纤维的培养基，其特征在于，所述培养基中加入权利要求5或6制备得到的核桃可溶性膳食纤维。

技术总结
本发明公开了核桃膳食纤维在促进乳杆菌增殖中的应用，所述核桃膳食纤维为核桃可溶性膳食纤维，所述乳杆菌为唾液联合乳杆菌。核桃可溶性膳食纤维能够显著提高唾液联合乳杆菌的生物量、活菌数、非特异性黏附能力，并促进其生物膜的形成；显著提高唾液联合乳杆菌对糖源的利用，显著降低发酵液的pH值；显著升高唾液联合乳杆菌β‑半乳糖苷酶和乳酸脱氢酶的活性。本发明为核桃膳食纤维作为新型益生元提供理论基础，为核桃膳食纤维的综合开发利用提供新思路。

技术研发人员：田洋,高晓余,杨卫星,岳曼,徐昆龙,盛军
受保护的技术使用者：云南农业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/2/19