乳酸杆菌HDS-01-魔芋葡甘聚糖合生元的协同效应：益生潜力与体外粪便发酵研究

本研究创新性地将产甘露聚糖酶的干酪乳杆菌HDS-01（L. casei HDS-01）与魔芋葡甘聚糖（KGM）组合成协同型合生元，通过体外实验证实其能显著提升益生菌胃肠存活率（＞55%），促进短链脂肪酸（SCFAs）产生菌增殖至2.43×108 CFU/mL，并使乙酸（7.68±0.04 μg/mL）、丙酸（6.72±0.03 μg/mL）和丁酸（4.37±0.06 μg/mL）产量显著高于对照组。该合生元还能优化肠道菌群结构，增加有益菌（如片球菌属）同时抑制致病菌（如志贺氏菌），为功能性食品开发提供新思路。

　　

Highlight
化学试剂与材料
用于培养肠道菌群的基础发酵培养基配方为：2 g蛋白胨、2 g酵母提取物、2 g NaHCO₃、0.5 g半胱氨酸盐酸盐和胆盐、0.1 g NaCl、0.04 g KH₂PO₄与K₂HPO₄、0.025 g血红蛋白氯化物、0.01 g MgSO₄·7H₂O和CaCl₂、4 mL 25%沥青溶液及2 mL维生素K。本研究所用KGM购自四川新星魔芋粉厂，菊粉（inulin）、低聚果糖（FOS）、甘露寡糖（MOS）和低聚半乳糖（GOS）均采购自商业渠道。

KGM-MRS培养基的固有粘度变化
经高压灭菌的KGM在MRS培养基中会形成高粘度状态。干酪乳杆菌HDS-01分泌的甘露聚糖酶能特异性降解KGM，使培养基粘度随时间发生显著变化。如图1所示，随着培养时间延长，培养基固有粘度持续下降，48小时后趋于稳定。这种粘度变化直观证明了菌株对KGM的酶解能力。

结论
通过固有粘度实验证实了KGM与干酪乳杆菌HDS-01组成的合生元具有协同效应。在与15种乳酸菌共培养时，该合生元对其中11种菌株展现出显著促增殖作用。体外发酵模型证实，添加干酪乳杆菌HDS-01-KGM合生元不仅能大幅提升短链脂肪酸（SCFAs）产量，还能有效改变肠道菌群结构，相较于对照组显著增强了菌群多样性。