2结果与分析
2.1苦荞蛋白对三种有害菌生长的抑制作用
由图1可知,不同实验组中肠球菌、肠杆菌及产气荚膜梭菌的数量均呈先上升后下降的趋势,其中,中(MD)、高(HD)剂量组的苦荞蛋白在发酵8 h时达到最大值,而空白组(CK)、酪蛋白组(PC)及低(LD)剂量组的苦荞蛋白在16 h时达到最大值。另外,在发酵至32 h时,不同剂量组的苦荞蛋白中肠球菌、肠杆菌及产气荚膜梭菌的数量均显著低于CK和PC组(p<0.05),且上述三种有害菌群的数量随苦荞蛋白浓度的增加而显著性降低(p<0.05),同时,酪蛋白组中肠球菌、肠杆菌及产气荚膜梭菌的数量与空白对照组之间无显著性差异(p>0.05)。培养至32 h时,低、中、高剂量的苦荞蛋白组较空白对照组,肠球菌减少了50%、57%、65%,肠杆菌减少了13%、52%、72%,产气荚膜梭菌减少了66%、73%、78%;而酪蛋白却使其分别减少了5%、7%、4%。研究结果表明,苦荞蛋白能够显著地抑制肠道有害菌(肠球菌、肠杆菌及产气荚膜梭菌)的生长,与文献报道的结论一致。
图1苦荞蛋白体外发酵对三种肠道有害菌生长的影响
注:CK:空白对照组;PC:酪蛋白组;LD:低剂量苦荞蛋白组;MD:中剂量苦荞蛋白组;HD:高剂量苦荞蛋白组;A:肠球菌;B:肠杆菌;C:产气荚膜梭菌,图2、图3同。
2.2苦荞蛋白对小鼠粪便发酵液pH的影响
由图2可知,各实验组pH变化趋势均呈下降趋势,而对照组(CK)却呈先下降后上升的趋势,这可能是由于随着培养时间的增加,其菌群发生变化,使产酸菌群减少或氨类物质增多而导致;另外,当培养至32 h时,其中PC组pH由7.21降到4.72,LD组pH由7.18降到4.68,MD组pH由7.09降到4.35,HD组pH由7.17降到4.33,各组pH下降程度高低为HD>MD>LD>PC>CK。酪蛋白组和不同剂量组的苦荞蛋白组发酵液中的pH均低于空白对照组,且与其之间均具有显著性差异(p<0.05)。在培养结束时,不同剂量组的苦荞蛋白组的发酵液pH与肠道中三种有害菌(肠球菌、肠杆菌、产气荚膜梭菌)数量之间存在正相关关系,即发酵液pH越低,肠球菌、肠杆菌及产气荚膜梭菌的数量越少。由此说明,有害菌生长受到抑制可能是由于肠道菌群发酵苦荞蛋白而产生短链脂肪酸等酸性物质,从而使肠道环境pH降低,这对于预防和治疗肠道疾病具有重要意义。
图2苦荞蛋白体外发酵对pH的影响
图3苦荞蛋白体外发酵对短链脂肪酸的影响注:A:乙酸;B:丙酸;C:丁酸;D:乳酸。
2.3苦荞蛋白对短链脂肪酸的影响分析
由图3可知,不同剂量的苦荞蛋白均能促进乙酸、丙酸、丁酸、乳酸的生成,且随着培养时间的延长,4种短链脂肪酸的浓度均显著性增加(p<0.05),可能是由于肠道菌群将苦荞蛋白作为发酵底物产生短链脂肪酸等有机酸。当培养至32 h时,中、高剂量的苦荞蛋白组(MD、HD)较0 h使乙酸浓度增加了7.29、8.94倍,丙酸浓度增加了25.47、33.77倍,丁酸浓度增加了23.60、27.34倍,乳酸浓度增加了22.61、25.55倍(酪蛋白组(PC)使其浓度分别增加了6.73、27.60、22.93、20.70倍),此结果与方建东等研究结论一致。在培养结束时,不同剂量组的苦荞蛋白中乙酸、丙酸、丁酸及乳酸与对照组之间均具有显著性差异(p<0.05),且中、高剂量组的苦荞蛋白对短链脂肪酸(乙酸、丁酸、乳酸)的促进作用显著高于酪蛋白,即苦荞蛋白对短链脂肪酸的促进作用优于酪蛋白,且高剂量组较低剂量组效果更加显著,其原因可能是苦荞蛋白和酪蛋白均能够被肠道菌群发酵,而且苦荞蛋白更有利于被肠道菌群发酵产生乙酸、丙酸、丁酸、乳酸。当培养结束时,图3中各组中短链脂肪酸的浓度可能与图2中相对应的pH相关,即短链脂肪酸浓度越高,其对应的pH越低,从而表明pH的降低可能是通过发酵代谢产生的短链脂肪酸所引起的。
3结论
本文初步研究了苦荞蛋白对肠道中三种有害菌(肠球菌、肠杆菌、产气荚膜梭菌)生长的抑制作用及其机理。结果表明,苦荞蛋白对肠道中肠球菌、肠杆菌及产气荚膜梭菌的生长均具有抑制作用且高于酪蛋白,其中,高剂量的苦荞蛋白(HD)对三种菌的抑制作用最强,较空白对照组(CK)分别减少了65%、72%和78%(32 h)。不同剂量的苦荞蛋白可显著性地促进乙酸、丙酸、丁酸、乳酸浓度的增加,且中、高剂量组的苦荞蛋白对其促进作用显著高于酪蛋白(p<0.05),其中,高剂量组的苦荞蛋白较对照组分别使乙酸、丙酸、丁酸及乳酸的浓度增加了8.94、33.77、27.34、25.55倍(32 h)。而产生的短链脂肪酸进一步使肠道pH降低,且不同剂量苦荞蛋白组的pH均低于酪蛋白(高剂量组苦荞蛋白的pH为4.33,而酪蛋白组为4.68)。从而证明了苦荞蛋白对肠道有害菌的生长具有抑制作用,且这种抑制作用是通过促进肠道中短链脂肪酸的产生,进而降低肠道的pH。
综上所述,苦荞蛋白是可能通过促进乙酸、丙酸、丁酸等短链脂肪酸的生成,从而降低肠道的pH来抑制肠道有害菌(肠球菌、肠杆菌及产气荚膜梭菌的)的生长。
苦荞蛋白对肠球菌、肠杆菌、产气荚膜梭菌生长抑制作用及机理(一)
苦荞蛋白对肠球菌、肠杆菌、产气荚膜梭菌生长抑制作用及机理(二)