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乳酸菌合成共軛亞油酸及其應用研究進展

2020-05-08 01:18:22郭小婧張東輝
食品研究與開發(fā) 2020年9期
關(guān)鍵詞:生性亞油酸乳酸菌

郭小婧,張東輝

(長江大學生命科學學院,湖北荊州434025)

共軛亞油酸(conjugated linoleic acid,CLA)是亞油酸(linoleic acid,LA)以共軛形式存在的同分異構(gòu)體的統(tǒng)稱。由于CLA 在雙鍵位置和幾何構(gòu)型上存在差異,其異構(gòu)體十分豐富。在眾多異構(gòu)體中,c9、t11-CLA 和t10、c12-CLA 是最具有生理活性的構(gòu)型。CLA 是近年來被研究最多的功能性脂肪酸之一,大量研究表明,它具有抗癌、防治動脈粥樣硬化、防治糖尿病、降低機體脂肪含量等多種生理功能[1]。CLA 因其重要的生理功能而被廣泛應用于保健品、食品、飼料領(lǐng)域。天然的CLA 主要來源于反芻動物的乳肉制品、某些海產(chǎn)品和植物油制品。然而這類食品中,CLA 含量很低,約為0.3 mg/g~7.0 mg/g,遠未達到人體體外攝取CLA 的健康推薦量3.2 g/d[2],故而從天然食物中獲取CLA 將無法滿足人類的需求。因此,開發(fā)高含CLA、促進人類健康的功能食品成為近幾年的研究熱點。

研究表明一些乳酸菌無論在體內(nèi)還是體外都具有合成CLA 的能力[3],利用乳酸菌的發(fā)酵作用提高食品中CLA 含量是獲得CLA 功能食品的途徑之一,例如植物乳桿菌發(fā)酵豆?jié){后可制得富含CLA 的固態(tài)酸豆乳[4]。乳酸菌是能發(fā)酵碳水化合物產(chǎn)生大量乳酸的兼性厭氧細菌,廣泛存在于自然界中。同時,乳酸菌是人體腸道中的正常菌群,具有幫助消化、維持腸道微生態(tài)平衡、增強免疫力等生理功能。乳酸菌良好的益生性和營養(yǎng)功效使其廣泛應用于食品加工行業(yè),它既可以改善食品風味,也能提高食品的營養(yǎng)價值和貯藏性。而且,某些乳酸菌具有一定的黏附性,可以在人體腸道內(nèi)定植并進行增殖,產(chǎn)CLA 的益生性乳酸菌在人腸道內(nèi)定植后可以持續(xù)轉(zhuǎn)化LA,不斷地為機體提供CLA 以促進人體的健康。由此可見,利用產(chǎn)CLA 的乳酸菌生產(chǎn)高含CLA 的功能食品具有良好的應用前景。本文從合成共軛亞油酸乳酸菌的研究進展、合成CLA乳酸菌的益生性研究和合成CLA 乳酸菌在食品、飼料中的應用研究現(xiàn)狀3 個方面進行闡述,以期為CLA 功能食品的研究開發(fā)提供參考。

1 合成共軛亞油酸乳酸菌的研究進展

1.1 合成CLA乳酸菌的篩選及影響CLA合成的因素

乳酸菌合成CLA 的研究源于20 世紀90 年代,研究最多、最廣泛的領(lǐng)域是菌種篩選和發(fā)酵條件的優(yōu)化。由于乳酸菌培養(yǎng)條件較瘤胃菌、雙歧桿菌易于控制,合成CLA 產(chǎn)量普遍較瘤胃菌高,且安全無毒可用于食品生產(chǎn),所以產(chǎn)CLA 的乳酸菌篩選工作一直持續(xù)至今。

合成CLA 乳酸菌的篩選范圍從已知菌種擴展到從泡菜、乳制品、動物腸道等中篩選,不同來源乳酸菌合成CLA 的能力見表1。

目前篩選出可產(chǎn)CLA 的乳酸菌有植物乳桿菌(Lactobacillus plantarum)、嗜酸乳桿菌(Lactobacillus acidophilus)、戊糖乳桿菌(Lactobacillus pentosus)、羅伊氏乳桿菌(Lactobacillus reuteri)、乳酸乳球菌(Lactococcus lactis)、明串珠菌(Leuconostoc mesenteroides)等等,其中篩選出產(chǎn)CLA 乳酸菌以植物乳桿菌最多,嗜酸乳桿菌次之。

表1 不同來源乳酸菌合成CLA 的能力Table 1 The ability of CLA biosynthesis by different source of Lactobacillus

除表1 所列菌株之外,朱振元等[13]從7 株乳酸菌中篩選出可產(chǎn)CLA 的羅伊式乳桿菌,Vieira 等[14]從開菲爾粒中篩選出可產(chǎn)CLA 的乳酸乳球菌MRS47。陳麗娟等[15]從青海高寒地區(qū)的青貯玉米中分離出產(chǎn)CLA的植物乳桿菌ANCLA2。由表1 可知,不同來源篩選出的乳酸菌合成CLA 的能力相差很大,這與菌株密切相關(guān),同時也受添加底物類型及濃度、發(fā)酵方式的影響。合成CLA 的乳酸菌可利用的底物有LA、紅花油、葵花籽油、蓖麻油、元寶楓油等。利用植物油替代純品LA作為底物既可以降低成本,也能減弱高濃度LA 對菌體生長的抑制作用。植物乳桿菌CGMCC8198 利用0.5 mg/mL 元寶楓油為底物發(fā)酵 24 h 后,c9、t11-CLA和 t10、c12-CLA 產(chǎn)量分別為 2.11、3.49 mg/mL,是未添加元寶楓油產(chǎn)量的9.16 和2.25 倍,同時一定濃度的元寶楓油(0.5 mg/mL~1 mg/mL)可以上調(diào)植物乳桿菌CGMCC8198 亞油酸異構(gòu)酶(linoleate isomerase)基因的表達[16]。

乳酸菌合成CLA 的發(fā)酵方式主要有細胞發(fā)酵法、酶法、靜息細胞法及固定化細胞法4 種,較傳統(tǒng)發(fā)酵法而言,靜息細胞法生成產(chǎn)物較單一,雜質(zhì)少,能添加高濃度底物從而獲得CLA 的高產(chǎn)量,固定化細胞可重復多批次使用,且能長時間保持細胞的穩(wěn)定性,因此這兩種方法是近年來用于提高CLA 產(chǎn)量使用最多的方法。Khaskheli 等[17]利用植物乳桿菌靜息細胞轉(zhuǎn)化米根酶酶解的蓖麻油生成CLA,蓖麻油濃度為8 mg/mL,米根酶濃度0.2 mg/mL,靜息細胞濃度12%,pH 6.5,37 ℃反應 20 h 后 CLA 的生成量為 406 μg/mL,其中 c9,t11-CLA 占 56.55%,t10,c12-CLA 占 43.45%。固定化植物乳桿菌3-9 可轉(zhuǎn)化菜油腳料合成CLA:固定化材料為直徑1 mm~3 mm 的瓷顆粒,固定時間為1 h,添加菜油腳料濃度9.78 mg/mL,細胞濃度0.6 g/mL,35 ℃連續(xù)轉(zhuǎn)化 16 批次,CLA 最高產(chǎn)量為(302.81±6.02)μg/mL[8]。

此外,乳酸菌合成CLA 的產(chǎn)量還受培養(yǎng)基種類、培養(yǎng)時間、接種量、培養(yǎng)溫度等多種因素的影響。植物乳桿菌1066 在MRS 培養(yǎng)基中培養(yǎng)18 h 和24 h 后,其CLA 產(chǎn)量分別為 327.67 μg/mL 和 259.33 μg/mL[18],使用奶牛奶培養(yǎng)基、水牛奶培養(yǎng)基和羊奶培養(yǎng)基培養(yǎng)植物乳桿菌 1066 18 h 時,CLA 合成量分別為 510、910、320 μg/mL,培養(yǎng) 18 h 后,CLA 合成量分別為 380、620、190 μg/mL,隨著培養(yǎng)時間的延長,CLA 產(chǎn)量下降[12]。

乳酸菌在合成CLA 的過程中生長會受到高濃度底物的抑制,從而限制了高濃度底物的添加,導致最終CLA 的產(chǎn)量較低。對于合成CLA 乳酸菌的篩選后續(xù)應著重篩選能耐受高濃度底物的乳酸菌,同時可優(yōu)化其發(fā)酵方式及培養(yǎng)條件提高乳酸菌合成CLA 的能力。此外,還可以通過構(gòu)建基因工程菌株或誘變技術(shù)來提高CLA 產(chǎn)量。

1.2 乳酸菌利用LA合成CLA的機理及相關(guān)酶學性質(zhì)分析

乳酸菌利用LA 合成CLA 的機理目前主要認為是細胞通過對LA 的氫化作用以消除LA 對細胞的危害,例如植物乳桿菌ATCC8014 等。同時某些乳酸菌具有亞油酸異構(gòu)酶系,可以將LA 主要異構(gòu)化為c9,t11-CLA 和 t9,t11-CLA,例如植物乳桿菌 AKU1009a 和 植物乳桿菌ZS2058 等。Ortega-Anaya 等[19-20]研究了植物乳桿菌 ATCC8014 利用 LA 合成 c9,t11-CLA 的機制,LA 首先在亞油酸水合酶(linoleate hydratase,MCRA)的作用下生成10-羥基-順12-十八碳烯酸(10-Hydroxy-cis-12-octadecenoic acid,10-HOE),10-HOE 在α-烯醇酶(α-enolase)的作用下直接脫水異構(gòu)化為c9,t11-CLA,植物乳桿菌利用LA 異構(gòu)化為CLA 途徑見圖1。

圖1 植物乳桿菌利用LA 異構(gòu)化為CLA 途徑Fig.1 Proposed pathway of linoleic acid isomerization to CLA in Lactobacillus plantarum

植物乳桿菌 ATCC8014 的 MCRA 分子量為64.74 kDa,是包含有3 個結(jié)構(gòu)域的外在膜蛋白,酶促反應最適 pH 值為 6.5~7.0,MgCl2(50 mmol/L)、(NH4)2SO4(500 mmol/L)、十二烷基-β-D-麥芽糖苷(2.5%)、聚乙烯乙二醇400(25%)和乙醇(15%)的任一添加均可以增強MCRA 的穩(wěn)定性。植物乳桿菌ATCC8014 的α-烯醇酶分子量為48.03 kDa,包含有2 個結(jié)構(gòu)域,生成c9,t11-CLA 的最適 pH 值為 7.0,不能直接利用 LA 為底物,任一添加MgCl2、甘油、十二烷基-β-D-麥芽糖苷和乙腈均可以增加α-烯醇酶的穩(wěn)定性,并能提高酶活使其合成c9,t11-CLA 的產(chǎn)量提高 5 倍~6 倍。Yang等[21-22]發(fā)現(xiàn)在植物乳桿菌ZS2058 中,催化生成CLA 涉及多步反應,包括3 種酶:LA 首先經(jīng)水合作用生成10-HOE,然后經(jīng)脫水、雙鍵移位、水合、脫水等多步反應生成CLA,如圖1 所示??寺≈参锶闂U菌ZS2058 的MCRA、短鏈氫化酶/氧化還原酶(short-chain hydrogenase/oxidoreductase,DH)、乙酰乙酸脫羧酶(acetoacetate decarboxylase,DC)編碼基因后轉(zhuǎn)入大腸桿菌中異源表達,重組大腸桿菌中檢測到了c9,t11-CLA 和3種中間體,證明了CLA 的多步合成路徑,經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn)MCRA、DH、DC 的分子量分別為 64.76、32.10、30.71 kDa。將植物乳桿菌 ZS2058 的 MCRA、DH、DC 編碼基因分別轉(zhuǎn)入耶氏解脂酵母中,酶活測定結(jié)果顯示有產(chǎn)物10-HOE 和10-氧代-反11-十八碳烯酸的生成,再次證明了植物乳桿菌ZS2058 的CLA 合成路徑[23]。分析7 株CLA 合成能力差異的乳酸菌的亞油酸異構(gòu)酶系各組成基因轉(zhuǎn)錄水平,結(jié)果顯示亞油酸異構(gòu)酶系中的DH、DC 的轉(zhuǎn)錄水平差異是造成乳酸菌合成CLA 能力不同的內(nèi)在原因[24]。趙彤彤等[25]擴增植物乳桿菌P-8的羥基脂肪酸脫氫酶基因轉(zhuǎn)入大腸桿菌,純化的羥基脂肪酸脫氫酶可以轉(zhuǎn)化10-HOE 為10-氧代-順12-十八碳烯酸,植物乳桿菌P-8 的羥基脂肪酸脫氫酶分子量為32.09 kDa,等電點為5.15,屬于細胞質(zhì)蛋白。其實驗室同時也證明了植物乳桿菌P-8 的脂肪酸水合酶能將LA 水合為10-HOE,這為揭示植物乳桿菌P-8合成CLA 路徑奠定了良好的實驗基礎。

雖然部分乳酸菌合成CLA 的途徑已經(jīng)明確,但因種屬區(qū)別乳酸菌合成CLA 的過程遠不止圖1 所列,未來仍需深入研究,力爭全面揭示乳酸菌合成CLA 的途徑。

1.3 合成CLA乳酸菌的誘變及基因工程菌株

國內(nèi)學者為了提高乳酸菌生產(chǎn)CLA 的能力,廣泛開展對產(chǎn)CLA 乳酸菌的誘變處理工作。通過紫外線、硫酸二乙酯、亞硝基胍、N+離子注入等多種誘變方式對產(chǎn)CLA 乳酸菌進行誘變處理后,突變株合成CLA 的能力有所增強。而且與單一誘變方法相比,采用多種方法對乳酸菌進行多次誘變處理更能提高菌株產(chǎn)CLA 能力。德氏乳桿菌保加利亞亞種(Lactobacillus delbrueckii subsp.bulgaricus)通過紫外和硫酸二乙酯混合誘變后,其 CLA 產(chǎn)量由 55 μg/mL 提高至 292μg/mL[26]。乳桿菌SC-05 經(jīng)低溫等離子體誘變后,CLA 產(chǎn)量由65.16 μg/mL 提高至 196.27 μg/mL[27]。張珂[28]使用常壓室溫等離子體誘變技術(shù)對嗜酸乳桿菌進行誘變處理,篩選出亞油酸異構(gòu)酶高產(chǎn)突變株,突變株亞油酸異構(gòu)酶酶活最高為1 214.1 U/mL,是原始菌株的2.84 倍。

除通過誘變外,還可以通過構(gòu)建基因工程菌株來實現(xiàn)乳酸菌CLA 產(chǎn)量的升高或異源表達乳酸菌亞油酸異構(gòu)酶來提高酶活。將痤瘡丙酸桿菌(Propionibacterium acnes)的亞油酸異構(gòu)酶PAI 編碼基因?qū)胧称芳壢樗崛榍蚓鶱Z3900 中,得到高產(chǎn)t10,c12-CLA 的重組乳酸乳球菌,重組菌菌體中t10,c12-CLA 含量占總脂肪酸的23.91%,LA 轉(zhuǎn)化率為37.6%,高于乳酸乳球菌自身LA 轉(zhuǎn)化率[29]。干酪乳桿菌(Lactobacillus casei)的亞油酸異構(gòu)酶LAI 編碼基因轉(zhuǎn)入大腸桿菌中,得到能將LA 特異性轉(zhuǎn)化為c9,t11-CLA 的重組菌,LAI 的酶活最大為 206 U/mL[30]。

2 合成CLA乳酸菌的益生性研究

用于合成CLA 功能食品的乳酸菌需具有良好的益生性,既要能耐受胃液(低pH 值),膽汁(高膽鹽)和腸液(胰蛋白酶)的消化作用,又要具有較好的黏附性,抗菌性,能抑制病原菌生長。此外,在食品加工和儲藏過程中,益生菌需保持較高的存活率。具有益生性的產(chǎn)CLA 乳酸菌無論用于食品加工還是口服定植于人體腸道,都會給人體提供CLA,為人體健康帶來福音。而不同的乳酸菌其益生性存在較大差異,因此,研究合成CLA 乳酸菌的益生性將推動產(chǎn)CLA 乳酸菌的應用。Li 等[31]從人類糞便中分離出產(chǎn) c9,t11-CLA 的嗜酸乳桿菌 F0221 能耐酸(pH 3.0)、耐受高膽鹽(0.15 %~0.5 %)、對腸道上皮細胞具有較好的黏附力[(117±26)CFU/100 個細胞],嗜酸乳桿菌 F0221 在添加 0.5 g/L LA 為底物,pH 6.5 的厭氧條件下生成最多的c9,t11-CLA 產(chǎn)量為(102.1±12.6)μg/mL。Sosa 等[32]從 13 株乳酸菌中篩出4 株產(chǎn)CLA 且具有益生特性的乳酸菌,即發(fā)酵乳桿菌(Lactobacillus fermentum)J20,發(fā)酵乳桿菌J23,植物乳桿菌J25,戊糖乳桿菌J26,其合成CLA 產(chǎn)量分別為 (50.9±0.26)、(18.98±1.03)、(23.53±1.94)、(13.44±0.78)μg/mL。同時這4 株乳酸菌在模擬的胃腸道環(huán)境中均具有活性且能產(chǎn)生CLA,并可以黏附在小鼠的腸黏膜上。從內(nèi)蒙古傳統(tǒng)發(fā)酵奶油中篩得潛在黏附性較高的產(chǎn)CLA 乳酸菌HH7、AS8,其CLA 產(chǎn)量分別為:(7.37±0.41)、(13.22±0.52)μg/mL,HH7、AS8 能耐酸(pH 2.5)、耐膽鹽(0.3%)、耐胃蛋白酶(5 mg/mL)、能抑制大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的生長,AS8 還能耐受胰蛋白酶(10 mg/mL)。分別用HH7、AS8 菌液灌胃小鼠,其中用HH7 灌胃的小鼠較對照組體重增加,腸道中乳桿菌和雙歧桿菌的數(shù)量顯著增加,有害菌顯著減少,表明HH7 能定植腸道并調(diào)節(jié)腸道菌群。用AS8 灌胃的小鼠體重增長緩慢,腸道中活菌數(shù)量較對照組無明顯差異[33]。從嬰兒糞便中分離出的可產(chǎn)CLA的發(fā)酵乳桿菌DDHI27 益生性檢測結(jié)果為:可耐酸(pH 1.5)、耐高膽鹽(2%)、具有抗氧化和抑菌活性、對Caco-2 細胞模型具有較高的黏附力[(25.10±2.1)CFU/細胞][34]。發(fā)酵乳桿菌DDHI27 在脫脂奶粉培養(yǎng)基添加LA 0.5 mg/mL,pH 6.0,37 ℃培養(yǎng) 48 h 后合成 c9,t11-CLA:31.97 μg/mL、t10,c12-CLA:5.94 μg/mL 和 t9,t11-CLA:9.99 μg/mL[35]。Palachum 等[36]從印度傳統(tǒng)發(fā)酵藥草木蝴蝶中分離出植物乳桿菌WU-P19 并檢測了其益生特性:可產(chǎn)生膽鹽水解酶水解膽鹽(甘氨膽酸、甘氨脫氧膽酸)、產(chǎn)生β-半乳糖苷酶、具有抵抗抗生素(慶大霉素、卡那霉素、萬古霉素、妥布霉素等)特性、能抑制蠟樣芽胞桿菌、腸炎沙門氏菌和金黃色葡萄球菌的生長、可在模擬的胃腸道環(huán)境中傳代。植物乳桿菌WU-P19 合成CLA 最大含量為21 mg/g 菌體,其中CLA 異構(gòu)體主要為cis9,trans11-CLA 和trans10,cis12-CLA[37]。從奶酪中分離出產(chǎn)CLA 的植物乳桿菌L3C1E8,其 cis9,trans11-CLA 的合成量為 (15.36±0.15)μg/mL,其益生性檢測結(jié)果顯示:耐膽鹽(0.3%)和胰液(0.1%)、耐酸(pH 2.5)、對 Caco-2 和 HT-29 細胞模型表現(xiàn)出良好的黏附性、抑制大腸桿菌生長[38]。

上述這些產(chǎn)CLA 乳酸菌均具有良好的益生性,后續(xù)通過臨床安全性評價后,可以進一步利用這些乳酸菌發(fā)酵食品以提高食品中CLA 含量,形成含CLA 的功能食品,或者讓這些乳酸菌定植人體腸道,使其長期有效地轉(zhuǎn)化LA 為CLA,為人體提供源源不斷的CLA 以促進人體健康。合成CLA 乳酸菌的益生性研究為產(chǎn)CLA 乳酸菌的應用奠定了基礎,推動了CLA 功能食品的開發(fā)。

3 合成CLA乳酸菌在食品、飼料中的應用研究現(xiàn)狀

功能食品作為保健食品受到廣大消費者的青睞,CLA 功能食品具有減肥、抗癌、增強免疫力等多種功效,已引起科學界的廣泛關(guān)注。目前獲取CLA 功能食品的主要方式是在食品或動物飼料中直接添加CLA或LA 或富含LA 的植物油,但純品的CLA 或LA 價格昂貴,增加了應用成本,富含LA 的植物油的大量攝食會增加脂肪含量,不利于生產(chǎn)實踐的推廣。利用產(chǎn)CLA 的益生性乳酸菌制備CLA 功能食品或飼料則明顯降低生產(chǎn)成本,更有利于推廣,并且乳酸菌發(fā)酵產(chǎn)生的CLA 與天然食物中CLA 異構(gòu)體組成最相近,能較好的滿足消費者的心理需求。同時,益生性乳酸菌可以改善人體和動物的腸道環(huán)境,和CLA 一起共同促進人體和動物的健康。因此,利用產(chǎn)CLA 益生性乳酸菌生產(chǎn)CLA 功能食品或飼料具有深度開發(fā)價值。

3.1 合成CLA乳酸菌在食品中的應用

合成CLA 乳酸菌在食品中的應用主要從兩個方面展開,一方面利用產(chǎn)CLA 乳酸菌發(fā)酵食品從而提高食品中 CLA 含量,即 CLA 功能食品。Jin 等[39]用植物乳桿菌P1201 發(fā)酵大豆生產(chǎn)的豆?jié){中含有CLA(1.3±0.1) mg/g,其中 c9,t11-CLA(1.2± 0.1)mg/g,t10,c12-CLA 0.1 mg/g,而未用該菌株發(fā)酵的豆?jié){中未檢測到CLA。用該含CLA 豆奶喂養(yǎng)高脂膳食小鼠后,小鼠體重減少10.7%,脂肪肝減少32.8%[40]。用乳酸乳球菌MRS47 發(fā)酵牛奶,40 ℃發(fā)酵 8 h 后,牛奶中 CLA 含量為850 μg/mL,提取發(fā)酵牛奶的脂肪酸檢測CLA 含量為:c9,t11-CLA 66.5 mg/g 脂肪酸,t10,c12-CLA 18.7 mg/g 脂肪酸,c10,c12-CLA 13.4 mg/g 脂肪酸,其中 c9,t11-CLA 含量是對照組的 9.3 倍[14]。Ozer 等[41]用植物乳桿菌AB20-961 發(fā)酵生產(chǎn)的土耳其香腸中含有CLA,在制作過程中CLA 含量為4.9 mg/g 脂肪,發(fā)酵24 h 后其CLA 含量為5.4 mg/g 脂肪,在儲藏期中CLA 含量為4.4 mg/g 脂肪,比對照組CLA 含量增加了0.1 mg/g~0.6 mg/g 脂肪。使用植物乳桿菌R6、嗜熱鏈球菌、德氏乳桿菌保加利亞亞種(1 ∶1 ∶1)發(fā)酵脫脂奶,添加 LA 0.11%,脫脂乳濃度 11.5%,37 ℃發(fā)酵 40.77 h 后,酸奶中 CLA 含量達到 1 030 μg/mL[42]。

另一方面,可將產(chǎn)CLA 益生性乳酸菌制成菌粉后,作為食品或藥品添加成分制成功能食品或保健藥物,人體通過口服該制劑后,乳酸菌利用人體內(nèi)的LA合成CLA。科學研究表明,健康人體每天平均約排泄20 mg LA,這表明人體內(nèi)有足夠的LA 底物供產(chǎn)CLA乳酸菌利用[43]。Lee 等[44]首次報道了可以在人體內(nèi)產(chǎn)生CLA 的乳酸菌,即植物乳桿菌PL60,志愿者服用植物乳桿菌PL60 凍干粉1 周后,其排泄物中可以檢測到植物乳桿菌PL60,連續(xù)服用21 d 后,其血清中c9,t11-CLA 和t10,c12-CLA 濃度顯著升高,這說明植物乳桿菌PL60 可以在人體腸道內(nèi)存活并且在人體內(nèi)合成CLA。這為產(chǎn)CLA 益生性乳酸菌的應用奠定了基礎。中國專利“具有減脂瘦身功能的益生菌組合物及其制備方法與應用”中,使用可產(chǎn)CLA 的雙歧桿菌、植物乳桿菌和嗜酸乳桿菌益生菌干粉混合金銀花、青蒿、黃芪、葛根和黃苓提取物粉制得益生菌組合物,該組合物中益生菌產(chǎn)生的CLA 可降低脂肪,從而達到減脂瘦身功能。用該益生菌組合物喂養(yǎng)肥胖大鼠后可顯著降低其體重[45]。從健康幼兒糞便中分離出的羅伊乳桿菌HI120,主要將LA 轉(zhuǎn)化為c9,t11-CLA,其轉(zhuǎn)化效率分別比羅伊乳桿菌標準菌DSM 20016 和長雙歧桿菌的NCC2705 高6.1 和9.1 倍。將該菌制備成腸溶性活菌菌粉喂養(yǎng)肥胖糖尿病小鼠,結(jié)果顯示羅伊乳桿菌HI120 可顯著降低小鼠空腹血糖、體重、食量及血液中膽固醇和甘油三酯含量、顯著減輕脂肪肝,同時羅伊乳桿菌HI120 還可以顯著減少小鼠結(jié)腸癌腫瘤體的大小和數(shù)量[46]。從健康女性的陰道細菌菌群中分離出可產(chǎn)CLA 的副干酪乳桿菌LMG S-26420,主要將LA轉(zhuǎn)化為 c9,t11-CLA 和t9,t11-CLA,其 LA 轉(zhuǎn)化率>30%,凍干形式的副干酪乳桿菌LMG S-26420 菌粉可作為營養(yǎng)、食品或藥物添加劑,用于預防和治療與CLA 缺乏相關(guān)病理[47]。

3.2 合成CLA乳酸菌在飼料中的應用

使用產(chǎn)CLA 乳酸菌或其發(fā)酵物制備的飼料喂養(yǎng)動物后,不僅可以改善動物的生長和健康狀況,還可以提高動物乳、肉或蛋制品中CLA 含量,從而得到富含CLA的食品。Herzallah[48]以乳酸菌飼喂肉雞和蛋雞提高了雞肉和雞蛋中CLA 含量,其中用1 mL(106CFU/mL)從山羊瘤胃中分離出的羅伊氏乳桿菌連續(xù)喂養(yǎng)肉雞5 周后,雞肉中 CLA 含量為(1.81±0.113)mg/g 脂肪,是對照組的3.62 倍。用1 mL(106CFU/mL)從駱駝瘤胃中分離出的羅伊氏乳桿菌連續(xù)喂養(yǎng)蛋雞5 周后,雞蛋中CLA含量為(1.25±0.033)mg/g 脂肪,是對照組的 6.25 倍。中國專利CN 201611019128.8 公開了“一種微生物發(fā)酵生產(chǎn)含共軛亞油酸發(fā)酵物的制備方法”,該發(fā)明使用乳酸桿菌和啤酒酵母發(fā)酵米糠、大豆粉和大米粉,經(jīng)滾筒發(fā)酵烘干后制得CLA 含量≥6.0%的發(fā)酵物[49]。另一專利“一種飼養(yǎng)雪花牛肉的發(fā)酵飼料的制備方法”中,使用植物乳桿菌、枯草芽孢桿菌和釀酒酵母混合發(fā)酵富含亞油酸的玉米胚芽粉、小麥粉、大麥芽粉和葛根全粉,制備出一種用于飼養(yǎng)雪花牛肉的富含CLA 和葛根黃酮類物質(zhì)的發(fā)酵飼料,用該飼料等量取代原有飼料,可明顯提高牛肉品質(zhì)[50]。將青貯玉米中分離出的產(chǎn)CLA 植物乳桿菌ANCLA2 回接到全株玉米中,玉米青貯中 CLA 含量達到(13.62±0.94)μg/g,是對照組(未接菌劑)的8.9 倍[15]。該玉米青貯可以作為含CLA 飼料喂養(yǎng)牛羊魚等,含CLA 的玉米青貯飼料喂養(yǎng)草魚后可提高草魚的生長速度及蛋白率。

4 展望

隨著人們保健意識的逐漸增強,CLA 因具有重要的生理功能其市場需求量將會持續(xù)增加,天然來源的CLA 遠遠滿足不了人們的需求。目前CLA 的生產(chǎn)工藝主要是化學法,化學法合成產(chǎn)物復雜,提純困難,生產(chǎn)留下的廢棄液還會污染環(huán)境,不適應時代的發(fā)展。微生物法生產(chǎn)CLA 還處于研究階段,未能實現(xiàn)規(guī)?;a(chǎn)。增加食品中CLA 含量制備CLA 功能食品已經(jīng)成為眾多科學家的研究重點,一方面制備CLA 功能食品操作簡單,原材料天然無毒,終產(chǎn)物無需純化,另一方面產(chǎn)品可以直接食用,既能享受食品的風味,也能獲取CLA,并且無污染廢棄物。乳酸菌是人體腸道正常菌群,利用乳酸菌生產(chǎn)的CLA 功能食品更能被人們所接受。但是目前產(chǎn)CLA 益生性乳酸菌生產(chǎn)出的食品中CLA 含量并不高。多年來篩選到的產(chǎn)CLA 乳酸菌很多,而用于生產(chǎn)CLA 功能食品的乳酸菌并不多,在后續(xù)研究中,應加大可產(chǎn)CLA 乳酸菌的益生性及安全性研究,著重研究如何提高食品中CLA 含量獲得高含CLA 的功能食品,并且逐步開展產(chǎn)CLA 益生性乳酸菌在人體腸道定植的研究,為產(chǎn)CLA 益生性乳酸菌直接服務于人類提供理論基礎。

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