图1、使用含或不含碳水化合物的培养基实现双歧杆菌的最大生长。最大生长定义为双歧杆菌在无碳水化合物的半定MRS（sMRS）或补充有1%（w/v）葡萄糖（Glu）、半乳糖（Gal）、岩藻糖（Fuc）、乳糖（Lac）、低聚半乳糖（GOS）或2'-岩藻糖基乳糖（2'-FL）的sMRS中在600 nm处达到的最大光密度（OD600）。在sMRS中未观察到生长。减去不含细菌或碳水化合物的空白对照孔以校正OD600值。
图2、双歧双歧杆菌YH17和两歧双歧杆菌BBI01的生长。（A）双歧双歧杆菌YH17的生长曲线。（B）B.bifidum BBI01的生长曲线。（C）两歧双歧杆菌YH17和两歧双歧杆BBI01的滞后期。（D）双歧双歧杆菌YH17和双歧双歧杆菌BBI01的最大生长速率。双歧双歧杆菌菌株在无碳水化合物的半定MRS（sMRS）或补充有1%（w/v）葡萄糖（Glu）、半乳糖（Gal）、岩藻糖（Fuc）、乳糖（Lac）、低聚半乳糖（GOS）或2′-岩藻糖基乳糖（2′-FL）的sMRS中生长。
图3、乳糖（Lac）或2'-岩藻糖基乳糖（2'-FL）的糖谱被两歧双歧杆菌YH17和两歧双歧杆菌BBI01降解。（A）（C）以Lac作为唯一碳源的培养基中葡萄糖（Glu）、半乳糖（Gal）和Lac浓度的变化。（B）（D）以2′-FL作为唯一碳源的培养基中Glu、Gal、岩藻糖（Fuc）、Lac和2′-FL浓度的变化。
图4、在含有葡萄糖（Glu）、乳糖（Lac）、低聚半乳糖（GOS）或2′-岩藻糖基乳糖（2′-FL）作为唯一碳源的培养基中预培养的两歧双歧杆菌YH17和双歧双歧杆菌BBI01的抗逆性。（A）化学模拟胃肠道（GIT）运输后的活力。（B）在补充溶菌酶的PBS溶液中的活力。
图5、来自葡萄糖（Glu）、乳糖（Lac）、低聚半乳糖（GOS）或2′-岩藻糖基乳糖（2′-FL）作为唯一碳源的培养基的无细胞上清液（CFS）的pH值。
总结
本研究以两歧双歧杆菌（B.bifidum YH17和B.bifidum BBI01）为研究对象，系统探讨了2'-FL对其生长、黏附能力、抗应激能力和抗菌活性的影响。2'-岩藻糖基乳糖（2'-FL）是母乳中最具代表性的低聚糖之一，与特定双歧杆菌种类的富集密切相关。然而2'-FL在调节双歧杆菌益生菌反应方面的功效很少被研究。2'-FL水解对双歧杆菌生长的影响、胃肠道应激下2'-FL对双歧杆菌的保护作用以及2'-FL代谢物对克罗诺杆菌属的抑制活性。研究表明2′-FL显著加速了两歧双歧杆菌YH17和两歧双歧杆菌BBI01的生长和增殖。2'-FL上乳糖核心中的葡萄糖优于B.bifidum以实现生物量的显着增加，而半乳糖不容易获得。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%。此外，2'-FL代谢产物增强了双歧杆菌对溶菌酶的耐受性，表明其在保护双歧杆菌免受胃肠道应激方面具有独特优势。2′-FL显着改善了两歧双歧杆菌的粘合性能，从而促进了两歧双歧杆菌竞争性消除坂崎克罗诺杆菌ATCC 29544和Cronobacter muytjensii ATCC 51329。2′-FL对克罗诺杆菌菌株的生长抑制是通过促进两歧双歧杆菌分泌抗菌物质来介导的。抑制活性取决于两歧双歧杆菌菌株。2′-FL特异性诱导双歧杆菌BBI01产生一些抗菌物质，这些物质是蛋白质的、热稳定的，即使在pH值8.0下也相对稳定。这些抗菌物质在抑制活性中起关键作用，并与酸化产生协同作用。
Bioscreen C全自动生长曲线分析仪在本研究中发挥了关键作用，通过精确监测和分析双歧杆菌在不同碳源条件下的生长动态，帮助研究者深入理解2'-岩藻糖基乳糖对双歧杆菌生长的促进作用及其潜在机制。本研究为理解2'-FL作为益生元在调节双歧杆菌益生菌特性方面的作用机制提供了新的见解。这些发现不仅揭示了2'-FL在促进双歧杆菌生长、增强其抗应激能力和抗菌活性方面的独特优势，还为开发基于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。并为2'-FL在益生元领域的应用提供了有力支持，未来的研究有望进一步揭示其在肠道健康中的全面潜力。