抗氧化乳杆菌的筛选及其抗氧化活性的研究

氧化作用对生命有机体来说是一个必要的过程,同时也会引起机体内生物大分子的损伤。尽管机体自身具有抗氧化防御系统,但是这些系统并不能完全有效地抵御或修复氧化作用带来的损伤,这时外加一些抗氧化剂对协助体内氧代谢的平衡是很有帮助的,但由于许多化学合成的抗氧化物存在安全问题,所以具有抗氧化活性的天然产物就越来越受到人们的青睐。乳酸菌作为益生菌已经在食品和医药方面得到广泛应用。本文从25株乳杆菌中筛选出两株抗氧化性较强的乳杆菌:瑞士乳杆菌LLB( Lactobacillus helveticus)和戊糖乳杆菌Lp-B(Lactobacillus pentosus),在此基础上对菌株进行了生物学特性和肠胃耐受能力方面的研究,对无细胞提取物的抗氧化性随培养条件变化进行了测定,并进一步对发酵乳的抗氧化性和抗氧化机制进行了探索。 1、利用对H2O2的耐受性和无细胞提取物对DPPH的清除两种方法,从25株乳杆菌中筛选出两株具有较高抗氧化活性的乳杆菌。结果证实:LLB和Lp-B均能耐受浓度为1mmol/L的H2O2,耐受性优于其他菌株;25株乳杆菌对DPPH的清除率分别从4 %～24 %,其中LLB对DPPH的清除率为24 %, Lp-B对DPPH清除率为22 %。 2、测定了菌株的生长特性(生长曲线、耐盐、耐酸性等)和肠胃环境的耐受能力。结果表明:菌株能够在18 %浓度的NaCl条件下生长,并能耐受pH 2.5的酸性环境;模拟肠胃环境过程中,菌株对胆汁盐、胰蛋白酶和胃蛋白酶均具有良好的耐受性。经传统的形态学、生理生化特性以及16S rDNA的扩增与测序,确定LLB为瑞士乳杆菌(Lactobacillus helveticu),Lp-B为戊糖乳杆菌(Lactobacillus pentosus)。 3、研究了不同培养时间、培养温度、培养基pH值以及不同细胞浓度时,菌株抗氧化性的变化。试验表明:将菌株培养到18 h时,抗氧化活性较其它时间要高,其中18 h时,LLB的DPPH清除率为32 %,HO·清除率为45 %,还原活性相当于95μmol/mL L-半胱氨酸盐酸盐的量;Lp-B的DPPH清除率为23 %,HO·清除率为32 %,还原活性相当于82μmol/mL L-半胱氨酸盐酸盐的量。将菌株在37℃下培养,菌株的抗氧化活性要高于30℃和42℃时培养,LLB的DPPH清除率、HO·清除率和还原活性在37℃培养时分别为30 %、44 %和相当于98μmol/mL L半胱氨酸盐酸盐的量;Lp-B的DPPH清除率、HO·清除率和还原活性在37℃培养时分别为23 %、38 %和相当于85μmol/mL L半胱氨酸盐酸盐的量。菌株具有高抗氧化活性的最适培养基pH为8,其中,LLB在pH为8的培养基环境下,DPPH清除率、HO·清除率和还原活性分别为33 %、45 %和相当于99μmol/mL L半胱氨酸盐酸盐的量;Lp-B的DPPH清除率、HO·清除率和还原活性分别为25 %、36 %和相当于89μmol/mL L半胱氨酸盐酸盐的量。与此同时,随着细胞浓度的增加,菌株的抗氧化活性逐渐提高。 4、研究发现,发酵乳的抗氧化活性与DH(水解度)成正相关,同时二者均受到发酵时间、发酵温度和牛乳固形物含量的影响。结果表明:随着发酵时间的延长,DH逐渐增大,发酵乳抗氧化性也随之增大;发酵温度为37℃时,发酵乳的DH和抗氧化性最高,LLB的发酵乳在37℃的发酵温度下,DH、DPPH清除率、HO·清除率和还原活性分别为6.6 %、52 %、32 %和相当于65μmol/mL L半胱氨酸盐酸盐的量;Lp-B的发酵乳在37℃的发酵温度下,DH、DPPH清除率、HO·清除率和还原活性分别为5.6 %、45 %、26 %和相当于51μmol/mL L半胱氨酸盐酸盐的量。同时,随着牛乳固形物含量的增加,发酵乳的DH和抗氧化性也逐渐提高。 5、本研究进一步探索了发酵乳的抗氧化机制,研究结果发现:在LLB和Lp-B的发酵乳中,Pro、Ala、Val、Ile、Leu、Tyr、Phe、Trp的含量占氨基酸总量的百分比分别为46.7 %和35 %,明显高于未发酵乳的22.3 %,从而证明,芳香族氨基酸和疏水性氨基酸含量的增加是提高发酵乳抗氧化能力的一个重要原因。