本論文研究了2'-巖藻糖基乳糖（2'-FL）作為益生元對兩歧雙歧桿菌（Bifidobacterium bifidum）益生菌特性的影響。人乳低聚糖（HMOs）是母乳中一類重要的生物活性成分，其中2'-巖藻糖基乳糖（2'-FL）是含量最豐富的HMO之一，占總量的約30%。2'-FL已被證實對嬰兒腸道微生物群的形成和健康具有顯著的益生元作用，尤其是對雙歧桿菌的富集和生長具有重要作用。
雙歧桿菌是嬰兒腸道微生物群的核心菌屬之一，其豐度和多樣性與嬰兒的腸道健康密切相關。然而，關于2'-FL對雙歧桿菌益生菌特性（如黏附能力、抗應激能力和抗菌活性）的調節(jié)作用，尤其是對兩歧雙歧桿菌（Bifidobacterium bifidum）的影響，研究相對較少。研究選取了14種雙歧桿菌菌株，篩選出能高效代謝2'-FL的B.bifidum YH17和B.bifidum BBI01作為研究對象。研究發(fā)現(xiàn)，2'-FL顯著加速了這兩種雙歧桿菌的生長和繁殖，其促進作用主要歸因于乳糖核心中的葡萄糖，而半乳糖的利用率較低。此外，2'-FL顯著提高了雙歧桿菌在模擬胃腸道環(huán)境中的存活率，最高可達73.5%，表明其能有效保護雙歧桿菌免受胃腸道應激的影響。同時，2'-FL顯著增強了雙歧桿菌對Caco-2細胞的黏附能力，黏附效率最高可達12.2%，并促進了雙歧桿菌與阪崎腸桿菌（Cronobacter spp.）的共聚集，從而增強了雙歧桿菌的競爭性排除能力。更進一步，2'-FL代謝產(chǎn)物通過促進雙歧桿菌分泌抗菌物質，抑制了阪崎腸桿菌的生長。這些抗菌物質具有熱穩(wěn)定性、pH穩(wěn)定性（甚至在pH 8.0時仍保持活性），并且與酸化有協(xié)同作用。研究還發(fā)現(xiàn)，B.bifidum BBI01在2'-FL條件下產(chǎn)生的抗菌物質具有蛋白性質，可能是其抑制病原菌的關鍵因素。
2'-FL作為一種益生元，不僅能促進雙歧桿菌的生長，還能增強其在胃腸道中的存活能力、黏附能力和抗菌能力。這些發(fā)現(xiàn)為開發(fā)基于2'-FL的益生元補充劑提供了理論依據(jù)，有助于改善嬰兒腸道微生物群的健康。
Bioscreen全自動微生物生長曲線分析儀的應用
Bioscreen全自動生長曲線分析儀被用于監(jiān)測不同雙歧桿菌菌株在各種碳水化合物（如葡萄糖、乳糖、半乳糖、巖藻糖、2'-巖藻糖基乳糖等）條件下的生長情況。通過定期測量培養(yǎng)液的光學密度（OD600），記錄雙歧桿菌在不同碳源條件下的生長動態(tài)。研究中設置了每30分鐘測量一次OD600值，從而生成詳細的生長曲線。這些生長曲線反映了菌株在不同碳源下的生長速率、延遲期和最大生長量。通過對比不同碳源條件下的生長曲線，能夠評估雙歧桿菌對各種碳水化合物的利用能力。通過對所得的生長曲線數(shù)據(jù)進行分析，發(fā)現(xiàn)在乳糖（Lac）和2'-巖藻糖基乳糖（2'-FL）條件下，雙歧桿菌的生長曲線顯示出較高的OD600值，表明這兩種碳源被高效利用。而在巖藻糖（Fuc）條件下，雙歧桿菌幾乎不生長，說明其無法有效利用巖藻糖。
實驗結果
結果表明，2′-FL介導了兩歧雙歧桿菌YH17和兩歧雙歧桿菌BBI01的出色益生菌反應。2′-FL顯著加速了雙歧雙歧桿菌的生長和繁殖。2'-FL上乳糖核心中的葡萄糖是更有利的底物，使B.bifidum在半乳糖不容易獲得的情況下獲得生物量急劇增加。值得注意的是，2′-FL的攝取可以提高雙歧雙歧桿菌對惡劣GIT條件的抵抗力。此外作為碳源的2′-FL顯著改善了B.bifidum的粘合性能。這一特性不僅促進了B.bifidum在腸上皮細胞的定植，而且在排除C.坂崎氏菌ATCC 29544和C.muytjensii ATCC 51329方面賦予了B.bifidum競爭優(yōu)勢。2′-FL對病原體的生長抑制是通過促進雙歧雙歧桿菌分泌抗菌代謝物介導的。抑制活性因兩歧雙歧桿菌菌株而異。2′-FL特異性誘導雙歧雙歧桿菌BBI01產(chǎn)生一種或多種具有蛋白質特性的熱穩(wěn)定抗菌物質。這些獨特的抗菌物質在兩歧雙歧桿菌BBI01的2′-FL CFS中起了關鍵抑制作用，即使在pH 8.0下也能保持相對穩(wěn)定，并與酸化產(chǎn)生協(xié)同作用。
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