雙歧桿菌是人體腸道中最重要的有益菌群,主要存在于人體的大腸,對人體具有多種保健作用。在眾多的雙歧因子中,低聚木糖作為一種新興的保健產(chǎn)品,憑借其低熱值、難消化和對雙歧桿菌的高選擇性增殖效果等品質(zhì)而備受關(guān)注。山東龍力生物科技股份有限公司采用定酶水解法制得低聚木糖,并在體外嚴(yán)格厭氧條件下檢測了該產(chǎn)品對人體內(nèi)青春雙歧桿菌(Bifidobacteriumadolescentis)的增殖效果,同時(shí)對青春雙歧桿菌利用低聚木糖的機(jī)理進(jìn)行了探討:
●低聚木糖成分分析采用里氏木霉RutC30以植物半纖維素為碳源定向產(chǎn)木聚糖酶,所得酶液經(jīng)純化后定向酶解植物半纖維素得粗糖液,分離提純粗糖液得到低聚木糖液。其主要成分為木二糖和木三糖的低聚木糖產(chǎn)品,而木糖的含量卻很低,達(dá)到了定向酶解植物半纖維制取低聚木糖的目的。
●不同碳源對青春雙歧桿菌的增殖效果分別以葡萄糖、自制低聚木糖和木糖為碳源,自然pH條件下厭氧培養(yǎng)青春雙歧桿菌,結(jié)果發(fā)現(xiàn):在自然pH條件的培養(yǎng)中,單純的木糖碳源幾乎不能增殖青春雙歧桿菌。葡萄糖和低聚木糖兩種培養(yǎng)液pH值均呈明顯下降,這說明,二者在弱酸性條件下也可以使青春雙歧桿菌發(fā)酵產(chǎn)酸,但葡萄糖培養(yǎng)基的增殖效果及產(chǎn)酸能力優(yōu)于低聚木糖。
以酶法制取的低聚木糖為碳源進(jìn)行培養(yǎng)時(shí),青春雙歧桿菌也能夠快速增殖,略低于以葡萄糖為碳源的增殖作用,青春雙歧桿菌對低聚木糖的消耗率僅為39.0%,大大低于葡萄糖的消耗率77.5%。這說明,少量低聚木糖就可對青春雙歧桿菌產(chǎn)生良好的增殖效果。盡管葡萄糖對青春雙歧桿菌等人體內(nèi)有益菌群的增殖效果良好,但由于青春雙歧桿菌等雙歧桿菌菌群主要定位于人體的大腸部位,淀粉類食物經(jīng)人體口腔、胃和小腸等消化器官的消化吸收后,由之轉(zhuǎn)化而來的葡萄糖卻很難到達(dá)大腸。與之相比,低聚木糖幾乎不為人體所消化吸收,并且很難被體內(nèi)的有害細(xì)菌所利用,因此酶法制備的低聚木糖可作為雙歧因子直接增殖人體內(nèi)的雙歧桿菌。
●青春雙歧桿菌代謝低聚木糖的歷程一般認(rèn)為,低聚木糖類雙歧因子以木二糖和木三糖等聚合度較小的物質(zhì)為主。研究表明,青春雙歧桿菌對木四糖和木二糖的消耗速率較木三糖和木五糖更快,同時(shí)木糖的濃度表現(xiàn)為升高的趨勢。這說明,在低聚木糖培養(yǎng)青春雙歧桿菌的過程中,青春雙歧桿菌在優(yōu)先代謝木二糖和木三糖的同時(shí)會分泌出一些特殊的胞外酶(或酶系)。該酶(或酶系)能夠?qū)⒛舅奶呛湍疚逄堑染酆隙容^高的低聚糖降解為聚合度更小、更易代謝的木二糖或木三糖等,其中木四糖降解的速率較木五糖快,同時(shí)也生成副產(chǎn)物木糖。因此,培養(yǎng)過程中各糖組分的變化總體表現(xiàn)為:木四糖的消耗速率最快,木二糖次之,木三糖和木一糖消耗較慢。由于木糖不易利用,所以造成木糖的累積。在培養(yǎng)的后期,低聚木糖基本耗盡,青春雙歧桿菌轉(zhuǎn)而利用少量的木糖。
結(jié)論
●采用定向產(chǎn)酶和定向酶解法以植物半纖維素為原料制取的低聚木糖產(chǎn)品中含有聚合度2—5的低聚木糖,其主要成分為木二糖和木三糖,達(dá)總糖的77.3%。
●酶法制備的低聚木糖產(chǎn)品可有效地增殖青春雙歧桿菌,其中聚合度2—5的低聚木糖均為雙歧因子,適宜于在人體大腸部位自然增殖人體腸道內(nèi)雙歧桿菌。
●青春雙歧桿菌在代謝低聚木糖的過程中優(yōu)先利用木二糖和木三糖,同時(shí)可能會生成一些胞外酶(或酶系),該胞外酶(或酶系)可將聚合度較高的木四糖和木五糖降解為聚合度更小、更易為青春雙歧桿菌所代謝的木二糖和木三糖,同時(shí)生成木糖。