桑枝低聚糖促枯草芽孢杆菌增殖工艺优化及其对产短链脂肪酸的作用

为确定促进枯草芽孢杆菌增殖的最佳桑枝低聚糖酶解条件,以枯草芽孢杆菌增殖率为指标,利用单因素试验探究酶添加量、酶解温度和酶解时间对增殖率的影响,结合响应面法优化桑枝低聚糖的酶解工艺,并探究桑枝低聚糖对枯草芽孢杆菌产短链脂肪酸的影响。结果表明,最佳的桑枝低聚糖酶解工艺条件为酶添加量1008 U/mL、酶解温度45℃、酶解时间4 h,该条件下枯草芽孢杆菌增殖率为(190.17±3.74)%。优于同等质量浓度下桑枝多糖对枯草芽孢杆菌的增殖率,此外桑枝低聚糖可以显著提高枯草芽孢杆菌产乙酸和丙酸的能力。桑枝低聚糖对枯草芽孢杆菌具有良好的促增殖潜力。

桑枝低聚糖对高脂饮食/链脲佐菌素诱导的糖尿病小鼠的降血糖活性

本研究以桑枝低聚糖为原料,通过体内实验评价其对糖尿病小鼠降血糖功效。通过高脂饲料结合注射链脲佐菌素建立糖尿病小鼠模型,采用低剂量(200.00 mg/(kg·bw))、中剂量(400.00 mg/(kg·bw))、高剂量(800.00 mg/(kg·bw))桑枝低聚糖对模型小鼠灌胃干预。定期测定小鼠体质量、空腹血糖值,40 d后测定小鼠口服糖耐量、胰岛素水平、氧化应激水平、肾脏相关酶、肠道菌群组成的变化,观察小鼠结肠的病理形态,评估桑枝低聚糖对糖尿病小鼠血糖等生化指标的影响,及其对肠道菌群的作用。结果表明,与模型组相较,桑枝低聚糖延缓了糖尿病小鼠的体重下降,对空腹血糖和糖耐量均有一定程度降低。经桑枝低聚糖治疗后,糖尿病小鼠的胰岛素水平显著降低(P<0.05),SOD、GSH水平显著提高(P<0.05),MDA含量显著降低(P<0.05),CRE、BUN水平有效降低。通过对糖尿病小鼠的肠道菌群进行16S rDNA分析,发现桑枝低聚糖有效增加了肠道微生物的丰富度,在门的水平上,减少厚壁菌门丰度,增加拟杆菌门丰度;在科的水平上,提高乳杆菌科的比例;在属的水平上,提高乳酸杆菌属的比例,并且降低毛螺菌属的比例。证实桑枝低聚糖能够通过改善胰岛素抵抗、改善氧化应激水平,调节肠道菌群等途径降低糖尿病小鼠血糖、缓解糖尿病小鼠消瘦的状况,修复结肠与肾脏损伤,从而起到降血糖作用,在低剂量(200.00 mg/(kg·bw))下就能够发挥较好的降血糖功效,作用效果与剂量无明显线性关系。

桑枝低聚糖促乳酸菌生长活性优化研究

为了确定桑枝低聚糖促乳酸菌生长的优化工艺,分别采用物理超声、化学酸解、生物酶法制备桑枝低聚糖。测定桑枝低聚糖对植物乳杆菌、肠膜明串珠菌、干酪乳杆菌和鼠李糖乳杆菌的促生长作用,发现与物理超声、化学酸解法相比,生物酶法制备的桑枝低聚糖能特异性增殖鼠李糖乳杆菌。采用Box-Behnken响应面设计方法,以鼠李糖乳杆菌增殖率为指标,得到生物酶法制备桑枝低聚糖的优化工艺:β-甘露聚糖酶添加量50.00 mg·mL^-1,酶解时间4 h,酶解温度46℃。按照优化工艺制备桑枝低聚糖,测定桑枝低聚糖对鼠李糖乳杆菌的促生长作用,得到鼠李糖乳杆菌的增殖率为396.30%±0.42%,与预测值相符,表明所得优化工艺可行。研究表明,生物酶法制备桑枝低聚糖能显著提高鼠李糖乳杆菌的增殖活性,可为桑枝低聚糖益生元食品开发提供一定的理论依据。

抑菌性桑枝低聚糖微胶囊的制备及结构表征

为了降低桑枝低聚糖的吸湿性,提高稳定性,拓展在产品开发中的应用,本实验以麦芽糊精、乳清蛋白为壁材,桑枝低聚糖为芯材,利用喷雾干燥制备稳定性良好、具有抑制变异链球菌活性的微胶囊。探究壁材种类及与芯材的质量比对微胶囊抑菌率的影响,并对微胶囊的吸湿性、分子结构、微观形态、热稳定性、贮藏稳定性等进行综合评价。结果表明:当复合壁材为麦芽糊精与乳清蛋白且质量比为2:1,壁材与芯材质量比为2:1时,制备的微胶囊具有较高的抑菌率(61.31%±3.34%)与较低的吸湿性(12.31%±1.47%),粒径为6.58±1.76μm。扫描电镜显示微胶囊颗粒形态完整,表面结构较为光滑;FITR表明微胶囊是麦芽糊精与乳清蛋白通过静电相互作用形成的,桑枝低聚糖较好地被包埋在微胶囊内部;X衍射分析证明桑枝低聚糖在微胶囊中结晶结构发生改变;微胶囊的玻璃化转变温度为96.10℃,高于一般贮藏温度。桑枝低聚糖制备成微胶囊后,在温度40.0、60.0℃,湿度RH75.0%、RH 92.5%下稳定性提高。本研究可为桑枝低聚糖作为功能性配料提供一定的理论基础。

桑枝低聚糖抑制变异链球菌工艺优化及其抗氧化活性

为了确定桑枝低聚糖抑制变异链球菌生长的最佳工艺,在单因素试验的基础上,采用Box-Behnken响应面法优化桑枝低聚糖的酶解工艺,以桑枝多糖为原料,以变异链球菌的抑菌率为指标,考察酶添加量、酶解时间和酶解温度等因素对抑菌率的影响,得到生物酶法制备桑枝低聚糖的优化工艺:β-葡聚糖酶添加量为485 U/mL,酶解时间3.6 h,酶解温度44℃,在此条件下变异链球菌抑菌率为(68.30±3.96)%,与预测值相符,表明优化工艺可行。同质量浓度下桑枝低聚糖对变异链球菌的抑菌率均高于桑枝多糖,证明该酶解工艺能有效提高抑菌活性。桑枝抗氧化活性表明优化工艺后的桑枝低聚糖对DPPH、ABTS+自由基有清除作用,对Fe3+具有还原能力,并且其总抗氧化能力随着质量浓度的升高而增强。