本论文研究了2'-岩藻糖基乳糖（2'-FL）作为益生元对两歧双歧杆菌（Bifidobacterium bifidum）益生菌特性的影响。人乳低聚糖（HMOs）是母乳中一类重要的生物活性成分，其中2'-岩藻糖基乳糖（2'-FL）是含量最丰富的HMO之一，占总量的约30%。2'-FL已被证实对婴儿肠道微生物群的形成和健康具有显著的益生元作用，尤其是对双歧杆菌的富集和生长具有重要作用。
双歧杆菌是婴儿肠道微生物群的核心菌属之一，其丰度和多样性与婴儿的肠道健康密切相关。然而，关于2'-FL对双歧杆菌益生菌特性（如黏附能力、抗应激能力和抗菌活性）的调节作用，尤其是对两歧双歧杆菌（Bifidobacterium bifidum）的影响，研究相对较少。研究选取了14种双歧杆菌菌株，筛选出能高效代谢2'-FL的B.bifidum YH17和B.bifidum BBI01作为研究对象。研究发现，2'-FL显著加速了这两种双歧杆菌的生长和繁殖，其促进作用主要归因于乳糖核心中的葡萄糖，而半乳糖的利用率较低。此外，2'-FL显著提高了双歧杆菌在模拟胃肠道环境中的存活率，最高可达73.5%，表明其能有效保护双歧杆菌免受胃肠道应激的影响。同时，2'-FL显著增强了双歧杆菌对Caco-2细胞的黏附能力，黏附效率最高可达12.2%，并促进了双歧杆菌与阪崎肠杆菌（Cronobacter spp.）的共聚集，从而增强了双歧杆菌的竞争性排除能力。更进一步，2'-FL代谢产物通过促进双歧杆菌分泌抗菌物质，抑制了阪崎肠杆菌的生长。这些抗菌物质具有热稳定性、pH稳定性（甚至在pH 8.0时仍保持活性），并且与酸化有协同作用。研究还发现，B.bifidum BBI01在2'-FL条件下产生的抗菌物质具有蛋白性质，可能是其抑制病原菌的关键因素。
2'-FL作为一种益生元，不仅能促进双歧杆菌的生长，还能增强其在胃肠道中的存活能力、黏附能力和抗菌能力。这些发现为开发基于2'-FL的益生元补充剂提供了理论依据，有助于改善婴儿肠道微生物群的健康。
Bioscreen全自动微生物生长曲线分析仪的应用
Bioscreen全自动生长曲线分析仪被用于监测不同双歧杆菌菌株在各种碳水化合物（如葡萄糖、乳糖、半乳糖、岩藻糖、2'-岩藻糖基乳糖等）条件下的生长情况。通过定期测量培养液的光学密度（OD600），记录双歧杆菌在不同碳源条件下的生长动态。研究中设置了每30分钟测量一次OD600值，从而生成详细的生长曲线。这些生长曲线反映了菌株在不同碳源下的生长速率、延迟期和最大生长量。通过对比不同碳源条件下的生长曲线，能够评估双歧杆菌对各种碳水化合物的利用能力。通过对所得的生长曲线数据进行分析，发现在乳糖（Lac）和2'-岩藻糖基乳糖（2'-FL）条件下，双歧杆菌的生长曲线显示出较高的OD600值，表明这两种碳源被高效利用。而在岩藻糖（Fuc）条件下，双歧杆菌几乎不生长，说明其无法有效利用岩藻糖。
实验结果
结果表明，2′-FL介导了两歧双歧杆菌YH17和两歧双歧杆菌BBI01的出色益生菌反应。2′-FL显着加速了双歧双歧杆菌的生长和繁殖。2'-FL上乳糖核心中的葡萄糖是更有利的底物，使B.bifidum在半乳糖不容易获得的情况下获得生物量急剧增加。值得注意的是，2′-FL的摄取可以提高双歧双歧杆菌对恶劣GIT条件的抵抗力。此外作为碳源的2′-FL显着改善了B.bifidum的粘合性能。这一特性不仅促进了B.bifidum在肠上皮细胞的定植，而且在排除C.坂崎氏菌ATCC 29544和C.muytjensii ATCC 51329方面赋予了B.bifidum竞争优势。2′-FL对病原体的生长抑制是通过促进双歧双歧杆菌分泌抗菌代谢物介导的。抑制活性因两歧双歧杆菌菌株而异。2′-FL特异性诱导双歧双歧杆菌BBI01产生一种或多种具有蛋白质特性的热稳定抗菌物质。这些独特的抗菌物质在两歧双歧杆菌BBI01的2′-FL CFS中起了关键抑制作用，即使在pH 8.0下也能保持相对稳定，并与酸化产生协同作用。