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为探究本土益生菌菌株,埃及 Banha 大学研究人员对埃及乳制品中分离的保加利亚德氏乳杆菌亚种进行研究,筛选出 3 株有潜力的菌株,其具备多种益生菌特性,为开发本土益生菌提供依据。
在当今健康养生的热潮中,益生菌凭借其对人体健康的诸多益处,成为了热门研究对象。益生菌,简单来说,就是那些活着进入人体,且在适当剂量下能对人体健康产生积极影响的微生物。它们广泛应用于食品、药品、动物饲料等领域,不仅能帮助人体消化系统更好地运作,还能增强免疫力、促进营养吸收等。然而,目前埃及市场上的益生菌膳食补充剂大多依赖进口,寻找本土有潜力的益生菌菌株迫在眉睫。这不仅能降低成本,还能更好地适应本地人群的需求。
为了解决这一问题,埃及 Banha 大学植物学和微生物学系以及国防部传染病和新兴疾病生物防御中心的研究人员展开了深入研究。他们从埃及市场的乳制品中分离出保加利亚德氏乳杆菌亚种(Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus),对其进行全面分析,旨在筛选出具有优良益生菌特性的菌株,并通过全基因组测序(Whole genome sequencing,WGS)深入了解其特性,为后续开发本土益生菌产品提供有力支持。最终,研究筛选出 3 株有潜力的菌株,它们展现出良好的耐盐、耐酸、耐胆盐能力,还具备抗菌、抗病毒活性,为本土益生菌的开发带来了希望。该研究成果发表于Scientific Reports期刊。
研究人员采用了一系列先进的技术方法。首先是采样与分离技术,从埃及各地市场收集了 22 份天然和商业牛奶制品样本,在实验室中通过特定的培养基和培养条件,分离出其中的乳酸菌。接着运用微生物和生化鉴定技术,对分离出的菌株进行纯化和精确鉴定。然后使用多种评估实验,如耐受实验、抗菌抗病毒实验等,来检测菌株的益生菌特性。最后,利用全基因组测序技术,对有潜力的菌株进行测序,并借助生物信息学分析深入了解其基因组特征。
在菌株鉴定与筛选方面,研究人员从 22 个样本中初步分离出 14 个疑似乳酸菌样本,经进一步鉴定,确定 5 个样本为乳酸菌属(Lactobacillus spp.),并对这 5 个样本进行益生菌特性评估。在耐受实验中,研究人员发现,在对氯化钠(NaCl)的耐受性实验里,5 株乳酸菌中有 3 株在 3% - 5% 的 NaCl 浓度下生长良好,而在 6% 和 7% 的高浓度下生长明显减缓。酸耐受性实验结果显示,3 株在 5% NaCl 浓度下生长良好的菌株在低 pH 环境下也能存活,尤其是在 pH 4 时,部分菌株存活率超过 50%,其中 G1 菌株在 pH 4、5 小时培养后的耐受性最高,达到 83.19%。胆盐耐受性实验表明,随着胆盐浓度增加,抑制作用增强,但仍有 3 株菌在一定浓度下能持续生长,在 0.4% 胆盐浓度、5 小时培养后,B2 菌株的耐受性最高,为 58.04% 。
抗生素敏感性实验中,研究人员利用纸片扩散法检测菌株对多种抗生素的敏感性。结果显示,筛选出的 3 株菌对环丙沙星、氯霉素、阿奇霉素等多种抗生素高度敏感,但对头孢曲松、青霉素和甲氧苄啶的敏感性较低。这种敏感性特征有利于益生菌在胃肠道系统中应对抗生素治疗。抗菌活性实验通过传统的孔扩散法,研究人员发现所有菌株的无细胞上清液对包括金黄色葡萄球菌(S. aureus)、鼠伤寒沙门氏菌(S. typhimurium)等在内的多种革兰氏阳性和阴性病原菌都有抑制作用,其中 B1 菌株的抑制效果最为显著。抗病毒活性实验里,研究人员通过细胞毒性实验和噬斑减少实验评估菌株对 SARS-CoV-2 病毒的抗病毒效果。结果显示,B1、B2、G1 菌株在一定浓度下对 Vero E6 细胞的毒性较低,且 B1 菌株对 SARS-CoV-2 病毒的抑制效果最为突出。
基因组测序及分析方面,研究人员对 B1、B2、G1 三株有潜力的菌株进行全基因组测序。测序结果显示,三株菌的基因组特征存在差异,如 B1 菌株基因组大小为 3,954,441 bp,G + C 含量为 44.20% ;B2 菌株基因组长度为 2,136,850 bp,GC 含量为 49.14% ;G1 菌株基因组长度为 5,499,788 bp,GC 含量为 46.29%。通过生物信息学分析,研究人员发现这些菌株的基因组中存在与抗生素抗性、药物靶点、转运体相关的基因,但经检测并未表现出抗生素抗性表型。此外,还检测到菌株中存在噬菌体序列和 CRISPR(成簇规律间隔短回文重复序列)/Cas(CRISPR 相关基因)系统,这表明菌株基因组具有一定的稳定性。
综合来看,研究从埃及当地乳制品中成功筛选出 3 株具有潜在益生菌特性的保加利亚德氏乳杆菌亚种菌株。这些菌株在耐盐、耐酸、耐胆盐方面表现出色,同时具备抗菌和抗病毒活性,其基因组特征也显示出良好的稳定性。这一研究成果为埃及本土益生菌的开发提供了重要的理论依据和潜在的优质菌株资源。不过,目前的研究仅停留在体外实验和基因组分析阶段,未来还需要更多的体内研究,如动物实验和人体临床试验,来进一步验证这些菌株作为益生菌的安全性和有效性。只有经过全面的验证,这些菌株才有可能真正应用于食品和药品领域,为人们的健康带来实实在在的益处。