德氏乳杆菌发酵酶解燕麦：活力、胞外多糖产量及营养特性

《Journal of Cereal Science》：Fermentation of Enzyme Hydrolysed Oats by Lactobacillus delbrueckii: Viability, EPS Production and Nutritional Properties

　　

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  酶解燕麦支持了Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus发酵的高存活率
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  亚最适温度促进了燕麦底物中的胞外多糖产生
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  发酵显著提高了燕麦的脂质含量和不饱和脂肪酸
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  水解和发酵后粗蛋白含量显著增加
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  发酵燕麦有望成为一种营养丰富的非乳制谷物食品

引言

历史上，乳酸菌（LAB）一直被用于通过发酵延长生鲜和熟食食品的保质期。乳酸菌包括乳杆菌属（Lactobacillus）和乳球菌属（Lactococcus）等多个属，因其主要代谢产物乳酸而得名。乳杆菌属常见于牛奶和发酵乳制品中，从这些乳制品中分离出多种物种。本研究关注的菌株Lactobacillus delbrueckii亚种bulgaricus便是其中之一，于 1919 年从保加利亚酸奶中分离出来（Weiss, Schillinger 等，1983）。

Lactobacillus delbrueckii是研究其益生菌潜力的主要乳酸菌株之一，归因于其胆汁耐受性、因此对极端 pH 值的耐受性、抗菌化合物产生、对人体肠道上皮衬里的粘附以及对肠道的定植等特性（Gotcheva, Hristozova 等，2002；Kumar 和 Salminen, 2016）。

除了其益生菌特性外，Lactobacillus delbrueckii还产生胞外多糖（EPS），据报道在一些研究中具有某些益生元特性（Tarique, Ali 等，2023）。EPS 有助于形成保护性生物膜、细胞粘附、聚集和细胞间相互作用。除了益生元作用外，据报道 EPS 还表现出多种生物活性特性，包括抗癌、抗病毒、抗胃炎和抗溃疡作用，以及免疫调节、抗氧化和降低胆固醇的潜力（Kaur 和 Dey, 2023）。已知Lactobacillus delbrueckii ssp bulgaricus分泌 EPS₅，除了其研究透彻的潜在治疗特性外，它还可能支持牙周再生，这是临床科学中一个有前景但尚未充分探索的领域（Khalil, Sonbol 等，2022）。

某些乳酸菌株的流行，尤其是属于乳杆菌属（Lactobacilli）的菌株，源于全球范围内对发酵食品的传统消费，特别是发酵乳制品。然而，乳基益生菌食品的占主导地位给乳糖不耐受和纯素消费者带来了挑战，从而产生了对非乳制益生菌产品的潜在需求。在东亚，基于大豆的发酵产品和益生菌已经确立并很受欢迎，这得益于大豆在饮食中的文化和历史意义。这促进了这些地区向适应非乳制益生菌的转变（Xie 和 G?nzle, 2023）。

最近的趋势集中在利用替代底物（如低价值农业残留物和工业副产品）培养乳酸菌以生产更高价值的产品。大米和谷物加工工业的副产品，如大米和小麦粉、麦麸和啤酒糟，已被有效利用用于乳酸菌的生长。此类残留物中富含淀粉的部分，通常结合淀粉酶处理，使其成为培养乳酸菌的合适底物（Juodeikiene, Klupsaite 等，2016；Karetkin, Panfilov 等，2017；Babini, Taneyo-Saa 等，2020）。燕麦是一种流行的大宗谷物，易于在北欧国家的温带气候下种植，以其与其他谷物相比有益的营素养著称。此外，燕麦富含淀粉，其脂质谱尤为突出，特点是与饱和脂肪酸相比，不饱和脂肪酸的比例相对较高（Kou?imská, Sabolová 等，2018），以及富含β-葡聚糖，这是一种主要的可溶性膳食纤维（Wang, Ames 等，2016）。这些特性，加上其他有益化合物的存在（如燕麦双歧因子、维生素和类黄酮），有助于降低胆固醇、心血管疾病和其他非传染性疾病（Djorgbenoo, Hu 等，2023）。因此，燕麦是培养益生菌菌株Lactobacillus delbrueckii的一种有吸引力的本地农业基替代方案，同时也是一个良好的淀粉副产品模型底物。

本研究的目的是确定酶处理燕麦粉作为培养Lactobacillus delbrueckii底物的适用性，重点在于实现可行的细菌计数、EPS 产生以及对燕麦脂质谱和蛋白质含量的有益修饰。

章节摘要

材料

燕麦粉取自 AXA Lantm?nnen Cerelia（瑞典马尔默）的两袋 20 公斤装，用于所有培养。

酶解和底物制备

在培养前，制备了浓度为 3% 和 5% 的重量/体积比（w/v，基于干重，d.w.b.）的燕麦悬浮液进行酶解。α-淀粉酶（来自Bacillus licheniformis的热稳定 α-淀粉酶，20000-60000 U/mL，A3306，Sigma Aldrich）和糖化酶（来自Aspergillus niger的淀粉葡萄糖苷酶，3260 U/mL，Megazyme，爱尔兰）同时使用以完全

结果与讨论

使用乳酸菌Lactobacillus delbrueckii在 30°C 和 37°C 下发酵酶解燕麦底物，与未处理的燕麦粉相比，其营养特征发生了显著变化。

结论

在本研究中观察到，在燕麦粉酶预处理后使用Lactobacillus delbrueckii发酵对燕麦粉的脂肪和蛋白质含量有显著（p<0.05）影响，从而在发酵后富集了蛋白质和脂质部分。观察到总脂肪酸含量和脂肪酸谱均有显著（p<0.05）变化，发酵保持了较高的多不饱和脂肪酸（PUFA，亚油酸和亚麻酸）和单不饱和脂肪酸（MUFA，油酸

CRediT 作者贡献声明

Swarnima Agnihotri：撰写 – 审阅与编辑，验证，监督，资源，方法论，正式分析。Patrik Lennartsson：撰写 – 审阅与编辑，可视化，验证，监督，软件，资源，项目管理，方法论，调查，资金获取，正式分析，数据管理，概念构思。Sharmeen Mustafa：撰写 – 审阅与编辑，撰写 – 初稿，可视化，验证，软件，方法论，调查，正式

未引用参考文献

Babini 等，2020；Cerning 等，1992；Chervaux 等，2000；Daba 等，2021；Djorgbenoo 等，2023；Ekelund 等，2024；Gebauer 等，2019；Gotcheva 等，2002；Juodeikiene 等，2016；Karetkin 等，2017；Khalil 等，2022；Kou?imská 等，2018；Lille 等，2026；Loponen 和 Katariina, 2020；M?rtensson 等，2002；Minari 等，2024；Nygren 等，2026；Pokhrel 等，2022；Pomeranz 等，1976；Rafique 等，2022；Schober 等，2025；Sterna 等，2016；

贡献

本手稿由所有作者共同贡献完成。所有作者均已批准手稿的最终版本。

资金

作者报告称，本文所述工作与任何资金无关。

利益冲突声明

? 作者声明，他们没有已知的竞争性财务利益或个人关系，这些利益或关系似乎可能影响本文报告的工作。

致谢

作者愿向博尔伦厄大学表达对他们在本工作中的技术和财务支持的感激之情。

Sharmeen Mustafa|Swarnima Agnihotri|Patrik R. Lennartsson