伍鵬，王娟，王晶晶，陳曉東，司徒文佑，段素芳*

1(蘇州大學(xué) 化工與環(huán)境工程學(xué)院，江蘇 蘇州，215123)2(曉東宜健(蘇州)儀器設(shè)備有限公司，江蘇 蘇州，215152) 3(內(nèi)蒙古乳業(yè)技術(shù)研究院有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古 呼和浩特，010110) 4(內(nèi)蒙古伊利實(shí)業(yè)集團(tuán)股份有限公司伊利母嬰營(yíng)養(yǎng)研究院，北京，100022)

含有益生菌的發(fā)酵乳具有諸多生理特性[1-2]，是最常見且具有較高商業(yè)價(jià)值的益生菌產(chǎn)品。在保質(zhì)期結(jié)束前益生菌的數(shù)量和胃腸道生存能力，是決定益生菌產(chǎn)品能否發(fā)揮益生作用的前提條件，也是評(píng)價(jià)其品質(zhì)的重要準(zhǔn)則。近20年來(lái)，許多學(xué)者對(duì)益生菌發(fā)酵乳菌株的篩選、配方的優(yōu)化、發(fā)酵工藝的提升、貯藏期間生存能力的評(píng)價(jià)等方面進(jìn)行了深入研究[3-7]，取得了良好成果。相比之下，發(fā)酵乳中益生菌在胃腸道內(nèi)的存活特性研究較為薄弱，某些益生菌菌株的胃腸道存活能力缺乏科學(xué)證據(jù)的支持[7-9]。因此，在進(jìn)行昂貴的體內(nèi)測(cè)試之前，通過模擬人類胃腸道條件的體外實(shí)驗(yàn)來(lái)證明它們的存活特性是必不可少的。

與傳統(tǒng)的靜態(tài)消化模型(如恒溫水浴搖床和磁力攪拌器等)相比，動(dòng)態(tài)模型在模擬消化道的蠕動(dòng)收縮運(yùn)動(dòng)、形態(tài)解剖結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)消化條件(如pH值的動(dòng)態(tài)變化、消化液的連續(xù)分泌、食糜胃排空)等方面具有顯著優(yōu)勢(shì)[10-11]，被廣泛用于益生菌的胃腸道存活特性研究[3, 12-14]。例如，VENEMA等[15]利用TNO胃腸道模型(TNO intestinal model 1，TIM-1)研究了LactobacillusgasseriPA 16/8、BifidobacteriumlongumSP 07/3、BifidobacteriumbifidumMF 20/5這3種菌株在胃和小腸內(nèi)的存活率。

酪蛋白和乳清蛋白是牛乳中2種主要蛋白，它們結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)不同，比例約為4∶1。與乳清蛋白相比，酪蛋白更容易在胃酸環(huán)境下沉淀形成比較致密和堅(jiān)硬的酪蛋白膠束和凝結(jié)物，致使胃排空延遲，蛋白質(zhì)消化和氨基酸吸收緩慢[9, 16-17]。因此，降低酪蛋白與乳清蛋白的比例被證實(shí)可以提高牛乳蛋白在胃內(nèi)的消化率[16]，但是否會(huì)影響發(fā)酵乳中益生菌胃腸道存活特性，目前未見相關(guān)研究公開發(fā)表。本研究以不同酪蛋白與乳清蛋白配比制備的益生菌發(fā)酵乳及菌粉固體飲料樣品為研究對(duì)象，旨在闡明酪蛋白和乳清蛋白配比、食物基質(zhì)影響益生菌胃腸道存活特性的作用機(jī)制，為兒童益生菌發(fā)酵乳的配方優(yōu)化和發(fā)酵工藝提升提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

1.1.1 益生菌發(fā)酵乳、酸奶及菌粉固體飲料

不同酪蛋白/乳清蛋白配比的益生菌發(fā)酵乳，菌粉和原味QQ星酸奶均由內(nèi)蒙古伊利實(shí)業(yè)集團(tuán)股份有限公司提供。所有樣品中菌株種類和比例相同，初始總?cè)樗峋?包括保加利亞乳桿菌、嗜熱鏈球菌、嗜酸乳桿菌)數(shù)≥1×1010CFU/g，乳雙歧桿菌數(shù)≥1×109CFU/g。發(fā)酵乳的配方組成如表1所示，各配方中宏量營(yíng)養(yǎng)素含量保持一致，菌種添加量均為0.1%，僅酪蛋白和乳清蛋白比例不同。

表1 不同酪蛋白/乳清蛋白配比的益生菌發(fā)酵乳配方Table 1 Fermented milk formula with different ratios of casein to whey protein

市售原味QQ星酸奶(#5)蛋白質(zhì)含量約2.8 g/100g，m(酪蛋白)∶m(乳清蛋白)=4∶1。菌粉固體飲料(#6)由0.25 g菌粉(與發(fā)酵乳樣品為同一批次發(fā)酵劑)分散于125 mL無(wú)菌水中制備而成。

1.1.2 實(shí)驗(yàn)試劑與藥品

MRS agar培養(yǎng)基、半胱氨酸鹽酸鹽溶液、莫匹羅星鋰鹽溶液，青島海博生物技術(shù)有限公司；Oxoid厭氧產(chǎn)氣袋，Thermo(中國(guó))公司；P7125胃蛋白酶、P7545胰酶、48305膽汁鹽，Sigma-Aldrich(上海)貿(mào)易有限公司；75%乙醇、NaCl、NaHCO3、KCl、KH2PO4、MgCl2、(NH4)2CO3、CaCl2、NaOH、HCl，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.1.3 儀器與設(shè)備

DHSI-IV動(dòng)態(tài)仿生人胃腸消化系統(tǒng)，曉東宜健(蘇州)儀器設(shè)備有限公司；SPX-50B生化培養(yǎng)箱，上海坤天實(shí)驗(yàn)儀器有限公司；ZY-100F高壓蒸汽滅菌鍋，浙江新豐醫(yī)療器械有限公司；MS1602TS電子分析天平，梅特勒-托利多國(guó)際貿(mào)易(上海)有限公司；DHG-9070A鼓風(fēng)干燥箱，上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；Milli-Q Advantage A10超純水機(jī)，Millipore(美國(guó))公司。

患者在確診后都接受關(guān)節(jié)鏡手術(shù)治療，指導(dǎo)取平臥位，讓患肢下垂，待麻醉成功后再對(duì)患者施以關(guān)節(jié)鏡手術(shù)治療。對(duì)病變滑膜進(jìn)行徹底的切除，取0.9%氯化鈉注射液對(duì)膝關(guān)節(jié)腔進(jìn)行反復(fù)沖洗，手術(shù)結(jié)束后，予以包扎處理，若有必要，可對(duì)患者施以鎮(zhèn)痛以及抗感染等治療。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 培養(yǎng)基的制備

取66.2 g MRS agar培養(yǎng)基于1 000 mL超純水中，加熱煮沸至完全溶解，121 ℃高壓滅菌20 min，取出后置于恒溫水浴鍋中48 ℃保溫待用。

1.2.2 生理鹽水的制備

稱取8.5 g NaCl，溶于1 000 mL超純水中，充分溶解后，配制成質(zhì)量濃度為8.5 g/L的NaCl溶液。121 ℃高壓滅菌20 min，冷卻后待用。

1.2.3 模擬消化液的制備

消化液模擬液主要由電解質(zhì)儲(chǔ)備液、酶、CaCl2和去離子水組成，配制方法參考相關(guān)文獻(xiàn)[18]。

模擬腸液(以100 mL為例)：取80 mL腸電解質(zhì)儲(chǔ)備液，分別加入 200 μL CaCl2溶液和19 mL去離子水，用6 mol/L HCl溶液調(diào)節(jié)pH值至6.5，按照胰蛋白酶和膽汁鹽終濃度分別為200 U/mL、20 mmol/L的比例加入胰酶和膽鹽，充分溶解后用0.22 μm的無(wú)菌過濾膜過濾除菌。

1.2.4 動(dòng)態(tài)體外胃腸消化

動(dòng)態(tài)人胃腸體外消化設(shè)備(the dynamic human stomach-intestine IV，DHSI-IV)主要包括模擬食管、胃、十二指腸、小腸和大腸過濾裝置5部分(圖1)。DHSI-IV模擬食物胃腸道消化和胃排空的原理及細(xì)節(jié)已由WANG等[19]詳細(xì)描述。該設(shè)備已被證實(shí)可以有效模擬米飯和牛肉在胃消化過程中的pH、粒徑分布、胃排空速率的變化[19]。實(shí)驗(yàn)前，開啟加熱開關(guān)，將設(shè)備及模擬消化液溫度預(yù)熱至37 ℃。按照文獻(xiàn)[20-22]報(bào)道的兒童(3～14周歲)胃腸道生理?xiàng)l件，設(shè)置消化液分泌速率、胃蠕動(dòng)頻率、幽門開口大小、小腸蠕動(dòng)頻率等實(shí)驗(yàn)運(yùn)行參數(shù)。具體參數(shù)如表2所示。1 min內(nèi)將120 mL樣品從食管進(jìn)樣漏斗注入，隨即開啟設(shè)備進(jìn)行連續(xù)胃腸消化。當(dāng)消化60和120 min時(shí)，分別從圖1所示的胃和小腸取樣口處取4 mL消化食糜，測(cè)其pH、固含量及活菌濃度。

表2 兒童胃腸道模擬的運(yùn)行參數(shù)Table 2 Operating parameters for simulation of gastrointestinal tract in children

1.2.5 pH檢測(cè)

在線pH計(jì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)胃內(nèi)pH的變化。另一臺(tái)pH計(jì)測(cè)定分別于胃和小腸消化60 和120 min后的食糜pH值。

1.2.6 消化食糜的表觀形態(tài)結(jié)構(gòu)分析

取4 mL分批消化60和120 min的胃及小腸消化食糜于培養(yǎng)皿中，用相機(jī)拍攝其形態(tài)結(jié)構(gòu)。

A-食管模型；B-胃模型；C-十二指腸模型；D-小腸模型； E-大腸過濾模型圖1 第四代動(dòng)態(tài)體外仿生人胃腸消化系統(tǒng)(DHSI-IV)裝置圖Fig.1 Installation diagram of the dynamic in vitro human stomach-intestine system, DHSI-IV 注：圖中黑色箭頭表示食糜流動(dòng)方向；藍(lán)色箭頭表示幽門開口位置

1.2.7 消化食糜固含量的檢測(cè)

從連續(xù)消化實(shí)驗(yàn)期間取出的4 mL消化食糜中，均勻取1 mL樣品準(zhǔn)確稱重后放入105 ℃烘箱中干燥24 h，測(cè)其固含量[14]。

1.2.8 活菌濃度及存活率的檢測(cè)

將連續(xù)消化0、60、120 min的胃和小腸食糜(4 mL)漩渦混勻后，取100 μL于無(wú)菌生理鹽水中進(jìn)行梯度稀釋。取10-3、10-4、10-5這3個(gè)梯度的稀釋樣液各100 μL于無(wú)菌培養(yǎng)皿中，每個(gè)梯度做4～6個(gè)平行，其中2～3個(gè)平板注入48 ℃保溫的MRS培養(yǎng)基，用于總?cè)樗峋?含嗜熱鏈球菌、保加利亞乳桿菌及嗜酸乳桿菌)的計(jì)數(shù)；另外2～3個(gè)平板注入經(jīng)半胱氨酸鹽酸鹽和莫匹羅星鋰鹽改良過的MRS培養(yǎng)基，用于乳雙歧桿菌的計(jì)數(shù)。37 ℃厭氧培養(yǎng)48 h后，將消化0、60、120 min的樣品分別進(jìn)行平板菌落計(jì)數(shù)，菌落數(shù)分別以N0、N60、N120CFU/mL表示。具體平板計(jì)數(shù)方法參考乳酸菌檢測(cè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法?？紤]到不同樣品的初始(0 min)菌落數(shù)可能有差異，將消化過程中的活菌濃度與消化前進(jìn)行對(duì)比，從而得到胃腸消化60和120 min的存活率(N/N0)。60 min時(shí)胃和腸存活率分別由公式(1)、公式(2)進(jìn)行計(jì)算；120 min時(shí)胃和腸存活率分別由公式(3)、公式(4)進(jìn)行計(jì)算:

(1)

(2)

(3)

(4)

式中：C0,樣品初始平板活菌濃度，CFU/mL；CG60,消化60 min從胃內(nèi)取出的樣品平板活菌濃度，CFU/mL；V0,樣品體積(按120 mL計(jì))，mL；V1,60 min內(nèi)進(jìn)入胃內(nèi)的模擬胃液體積(含HCl溶液)，mL；CI60,消化60 min從腸末端取出的樣品平板活菌濃度，CFU/mL；V2,60 min 內(nèi)進(jìn)入腸內(nèi)的模擬腸液體積(含NaHCO3溶液)，mL；CG120,消化120 min從胃內(nèi)取出的樣品平板測(cè)到的活菌濃度，CFU/mL；V11,120 min內(nèi)進(jìn)入胃內(nèi)的模擬胃液體積(含HCl溶液)，mL；CI120,消化120 min從腸末端取出的樣品平板活菌濃度，CFU/mL；V22,120 min內(nèi)進(jìn)入腸內(nèi)的模擬腸液體積(含NaHCO3溶液)，mL；4為60 min時(shí)從胃內(nèi)取出的樣品體積，mL。

1.2.9 數(shù)據(jù)分析

2 結(jié)果與分析

2.1 消化產(chǎn)物的表觀結(jié)構(gòu)

發(fā)酵乳樣品在分批消化60和120 min后，從胃內(nèi)剩余和腸內(nèi)收集的食糜，混勻后取樣拍攝圖片如圖2所示。發(fā)酵乳樣品#1、#3、#4在胃內(nèi)消化60 min后都出現(xiàn)了較明顯的蛋白凝聚現(xiàn)象，隨著消化時(shí)間延長(zhǎng)至120 min，胃內(nèi)蛋白凝聚程度更高，出現(xiàn)較為明顯的塊狀凝聚物。這是由于在胃酸和胃蛋白酶作用下，發(fā)酵乳中酪蛋白膠束發(fā)生變性、絮凝造成的[23]。本研究觀察到的蛋白凝聚現(xiàn)象與許多文獻(xiàn)[17, 24-26]結(jié)果報(bào)道一致。酪蛋白被報(bào)道在胃酸環(huán)境下容易形成結(jié)構(gòu)致密的凝聚物，進(jìn)而延緩酪蛋白水解及氨基酸吸收。相比之下，乳清蛋白雖然在胃酸環(huán)境下也會(huì)絮凝、結(jié)塊，但形成的凝聚物結(jié)構(gòu)比較松散，對(duì)乳清蛋白水解和氨基酸吸收速率沒有顯著影響[17]。MULET-CABERO等[27]研究表明，隨著酪蛋白與乳清蛋白的質(zhì)量比從4∶1調(diào)整至1∶4，樣品在胃消化過程中聚集程度逐漸降低，凝聚物體積逐漸減小，而全是乳清蛋白的樣品只是在胃消化初期產(chǎn)生少量凝聚物，隨著消化時(shí)間延長(zhǎng)蛋白凝聚現(xiàn)象消失。在本消化實(shí)驗(yàn)中，由于受到胃竇和幽門的強(qiáng)烈擠壓作用，致使胃內(nèi)形成的蛋白聚集物比較分散、體積較小，不同酪蛋白/乳清蛋白比例發(fā)酵乳樣品的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)沒有明顯差異。相同消化條件下，樣品 #1在胃內(nèi)形成的凝聚物相比于 #3和 #4更多、顆粒更小，#2在胃內(nèi)僅形成少量凝聚物，這可能與該比例下酪蛋白和乳清蛋白之間相互作用較弱有關(guān)。樣品#5(QQ星原味酸奶)在整個(gè)胃消化過程中未產(chǎn)生凝聚，可能是因?yàn)樵禥Q星樣品#5成熟的發(fā)酵工藝或者添加的穩(wěn)定劑導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)在消化過程中更穩(wěn)定。小腸消化階段，在腸液的稀釋和胰酶的酶解作用下，胃內(nèi)形成的蛋白聚集物逐漸消失。

圖2 不同發(fā)酵乳樣品在模擬動(dòng)態(tài)胃腸道消化過程中的 表觀形態(tài)結(jié)構(gòu)Fig.2 Apparent morphological structure of different fermented milk samples during simulated dynamic gastrointestinal digestion

2.2 消化食糜固含量的變化

模擬動(dòng)態(tài)胃腸道消化過程中，從胃和小腸末端取出的食糜的固含量變化見表3。從表3可以看出，發(fā)酵乳樣品(#1～#5)的胃內(nèi)食糜的固含量逐漸降低，進(jìn)入腸消化后，食糜固含量進(jìn)一步降低，這主要是因?yàn)槟M胃液和腸液的持續(xù)稀釋作用。與發(fā)酵乳樣品不同，菌粉飲料樣品#6的固含量隨消化時(shí)間略微增加，這是因?yàn)橄褐械奈傅鞍酌?、胰酶和膽汁鹽增加了菌粉固體飲料的固含量。

2.3 消化過程中pH的變化

動(dòng)態(tài)模擬胃腸道消化過程中，胃和腸食糜pH的變化如表3所示。在加入樣品之前，空腹模擬胃液pH為1.6左右，“進(jìn)食”發(fā)酵乳樣品后(t=0 min)，胃內(nèi)pH立即升高至4.2～4.5，其中樣品 #1和 #5的pH略高于#2、#3、#4，但樣品之間無(wú)顯著差異(P>0.05)。隨著模擬胃液和HCl溶液的分泌，胃內(nèi)食糜的pH逐漸降低。消化60 min時(shí)，發(fā)酵乳食糜pH降低至2.1～3.5；消化120 min時(shí)，pH降低至1.9～3.3。發(fā)酵乳樣品胃內(nèi)食糜pH的總體變化趨勢(shì)與YE等[25]報(bào)道的結(jié)果一致。相同消化時(shí)間下，樣品#1和#5的胃pH顯著高于#2、#3、#4，且乳清蛋白含量越高的樣品，其胃pH普遍更低。該結(jié)果說明酪蛋白的緩沖能力高于乳清蛋白，這可能是由于酪蛋白與乳清蛋白空間結(jié)構(gòu)和聚集態(tài)結(jié)構(gòu)的差異導(dǎo)致[17, 25]。與發(fā)酵乳樣品相比，菌粉飲料樣品#6在胃消化期間的pH快速下降。消化60 min時(shí)，其胃pH已從初始(t=0 min)的5.8降低至1.4左右，顯著低于發(fā)酵乳樣品。這是因?yàn)榫埏嬃蠘悠?6分散于水中，其緩沖能力較弱的緣故。

表3 動(dòng)態(tài)模擬胃腸道消化過程中胃和腸食糜固含量及pH的變化Table 3 Changes in the solid content and pH of the gastric and intestinal digesta during simulated dynamic gastrointestinal digestion

進(jìn)入小腸消化階段后，在模擬腸液和NaHCO3溶液的中和作用下，除樣品#4外，其他發(fā)酵乳樣品在60 min 時(shí)的pH已回升至7左右，并保持穩(wěn)定。樣品#4在60 min時(shí)的腸pH在6.2左右，這可能是有部分模擬胃液和酸性食糜混入的緣故。

2.4 消化過程中活菌濃度及存活率的變化

總?cè)樗峋?包含保加利亞乳桿菌、嗜熱鏈球菌和嗜酸乳桿菌)和乳雙歧桿菌在模擬動(dòng)態(tài)消化過程中的活菌濃度分別如圖3-a、圖3-b所示。由圖3-a可知，樣品中總?cè)樗峋跏?t=0 min)活菌濃度略有差異，其中樣品#5對(duì)數(shù)濃度為9.08 lg CFU/mL，顯著高于其他樣品(8.06～8.43 lg CFU/mL)(P<0.05)。隨著消化時(shí)間的延長(zhǎng)，總?cè)樗峋罹鷿舛戎饾u降低，菌粉飲料#6的活菌濃度顯著低于發(fā)酵乳樣品(P<0.05)。消化60 min時(shí)，所有發(fā)酵乳樣品中總?cè)樗峋谖竷?nèi)濃度的降低都不超過1個(gè)數(shù)量級(jí)，其中#1、#5的活菌濃度降低最少，菌粉樣品#6則降低了約3個(gè)數(shù)量級(jí)。消化120 min 時(shí)，樣品#1的活菌濃度僅降低0.5個(gè)數(shù)量級(jí)，而 #2和 #5降低約1個(gè)數(shù)量級(jí)，#3和 #4活菌濃度的降低約2個(gè)數(shù)量級(jí)，而菌粉樣品 #6降低了約3.5個(gè)數(shù)量級(jí)。考慮到樣品之間的初始活菌濃度有差異，為進(jìn)一步定量比較不同樣品中益生菌的存活率，表4給出了總?cè)樗峋腿殡p歧桿菌的存活率數(shù)據(jù)。從表4可看出，不同樣品中總?cè)樗峋谖竷?nèi)的存活率與其活菌濃度結(jié)果總體一致。發(fā)酵乳中樣品 #1總?cè)樗峋谙?0 min時(shí)的胃內(nèi)存活率仍高達(dá)97%，其次是 #5(73%)，#2、 #3、#4的存活率最低，分別為45%、23%、14%。消化120 min時(shí)，樣品 #1中總?cè)樗峋婊盥?45%)仍顯著高于其他樣品(P<0.05)，隨著酪蛋白與乳清蛋白比例的增加，總?cè)樗峋婊盥手饾u上升。與發(fā)酵乳樣品相比，菌粉樣品 #6中總?cè)樗峋奈竷?nèi)存活率非常低(約0.1%)。

從菌的空間分布來(lái)看，進(jìn)入腸消化階段后，所有樣品中總?cè)樗峋婊盥食掷m(xù)降低。如表4所示，消化60 min時(shí)，樣品 #1和 #5中總?cè)樗峋哪c內(nèi)存活率分別為29%和46%，顯著高于#2、#3、#4(分別約為6%、3%、3%)，而菌粉#6溶液中只有低于0.01%的活總?cè)樗峋芡ㄟ^小腸。消化至120 min時(shí)，樣品 #1和 #5中仍有約10%的活總?cè)樗峋ㄟ^小腸，而 #2、#3、#4中分別剩約4%、3%、0.4%的活菌通過小腸，菌粉樣品#6 中總?cè)樗峋哪c內(nèi)存活率則不到0.001%。

從圖3-b可看出，樣品中乳雙歧桿菌的初始活菌濃度也略有差異，其中菌粉樣品 #6中初始乳雙歧桿菌對(duì)數(shù)濃度最高(8.28 lg CFU/mL)，其次是發(fā)酵乳樣品 #3和 #4(約7.9 lg CFU/mL)。模擬動(dòng)態(tài)胃腸道消化過程中，乳雙歧桿菌的活菌濃度和存活率的變化與總?cè)樗峋疲S消化時(shí)間的延長(zhǎng)而降低；但是乳雙歧桿菌在胃和腸內(nèi)的存活率均高于總?cè)樗峋?表4)，這與文獻(xiàn)報(bào)道的結(jié)果一致，說明乳雙歧桿菌更能抵抗胃腸道不利環(huán)境的刺激[28]。根據(jù)表4結(jié)果，樣品 #1中乳雙歧桿菌的胃內(nèi)存活率顯著高于其他樣品(P<0.05)，其次是 #4，而 #2、#3、#5中乳雙歧桿菌存活率差異較小。該結(jié)果表明酪蛋白與乳清蛋白的比例對(duì)發(fā)酵乳中乳雙歧桿菌存活能力可能沒有顯著影響。此外，菌粉樣品 #6中乳雙歧桿菌存活率顯著低于發(fā)酵乳，消化120 min時(shí)，僅有0.000 6%的活乳雙歧桿菌能通過小腸。

表4 總?cè)樗峋腿殡p歧桿菌在模擬動(dòng)態(tài)胃腸道消化 過程中存活率的變化Table 4 Changes in the viability of total lactobacillus and bifidobacterium lactis during simulated dynamic gastrointestinal digestion

基于以上對(duì)總?cè)樗峋腿殡p歧桿菌胃腸道存活特性的分析，我們可看出，與菌粉飲料相比，發(fā)酵乳對(duì)總?cè)樗峋忻黠@的保護(hù)作用，從而顯著提高益生菌存活率；發(fā)酵乳中酪蛋白與乳清蛋白的比例影響總?cè)樗峋谖竷?nèi)的活菌濃度，該比值越大則越有利于總?cè)樗峋拇婊?，但是?duì)乳雙歧桿菌的存活特性沒有顯著影響，這可能與菌株種類有關(guān)。酪蛋白膠束較強(qiáng)的pH緩沖能力以及胃酸環(huán)境下形成的小而堅(jiān)硬的凝聚物，可能通過對(duì)益生菌形成包埋，一定程度防止了胃酸、膽汁鹽和消化酶對(duì)菌的損傷[6, 9, 16]，進(jìn)而提高益生菌在高酪蛋白含量的發(fā)酵乳樣品#1中的胃腸道存活率。這與WANG等[29]報(bào)道的變性蛋白在熱對(duì)流干燥情況下形成的較厚殼結(jié)構(gòu)對(duì)菌有保護(hù)作用類似。

a-總?cè)樗峋?；b-乳雙歧桿菌圖3 模擬動(dòng)態(tài)胃腸道消化過程中活菌濃度的變化Fig.3 Changes in viable concentrations of probiotic during simulated dynamic gastrointestinal digestion 注：不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)

3 結(jié)論

本研究考察了含有不同酪蛋白與乳清蛋白比例的發(fā)酵乳樣品及菌粉固體飲料，在仿生兒童胃腸道模型內(nèi)動(dòng)態(tài)消化期間的胃或腸pH值、固形物含量、表觀形態(tài)結(jié)構(gòu)、菌活濃度及存活率。研究結(jié)果顯示，所有發(fā)酵乳樣品中，總?cè)樗峋腿殡p歧桿菌的胃腸道活菌濃度/存活率均顯著高于菌粉飲料，證實(shí)食物基質(zhì)的存在對(duì)益生菌有保護(hù)作用。隨著酪蛋白與乳清蛋白比例的增加，發(fā)酵乳中總?cè)樗峋奈改c道存活率顯著提高，而乳雙歧桿菌的存活率變化較小。本研究中酪蛋白和乳清蛋白質(zhì)量比為4∶1的發(fā)酵乳具有更強(qiáng)的pH緩沖能力，在胃酸環(huán)境下更容易形成結(jié)構(gòu)致密的凝聚物，通過對(duì)益生菌進(jìn)行包埋，一定程度上降低了胃腸道環(huán)境對(duì)菌的損傷，從而提高其胃腸道存活率。