摘要
植物乳杆菌ZDY2013（Lactobacillus plantarum ZDY2013）是一株耐受胃肠道消化环境的益生菌，能抑制六种常见食源性致病菌，特异性代谢单糖，双糖和低聚糖，调节肠道微生态平衡。结肠炎是由高脂低纤维饮食、肠道菌群紊乱、肠道免疫失调和遗传等因素引起的慢性胃肠道组织性疾病，对公共卫生健康造成重大挑战。为探究该菌株是否可在体内协同功能性低聚糖缓解结肠炎，本文在建立植物乳杆菌ZDY2013体内特异性识别方法的基础上，采用q-PCR、免疫荧光染色和16S rRNA测序等技术评价了植物乳杆菌ZDY2013与蜡样芽孢杆菌HN001的互作关系，探究了植物乳杆菌ZDY2013协同低聚糖对小鼠结肠炎的改善效果，解析了功能性低聚糖对植物乳杆菌发酵乳制备特性的影响。 主要研究内容和结果如下： 第一章系统阐述了植物乳杆菌和功能性低聚糖的益生功能及其对肠道炎症性疾病的缓解作用，总结了结肠炎的发病机制及合生元缓解结肠炎的研究进展。 第二章建立了特异性识别肠道复杂环境中植物乳杆菌ZDY2013的方法。采用生物信息学方法设计了其特异性引物，验证了人工混合粪便样本分析q-PCR方法的灵敏度和准确性，监测了植物乳杆菌ZDY2013在小鼠胃肠道的定植情况及其与蜡样芽孢杆菌HN001的互作关系。结果表明：特异性引物能用于复杂粪便样本的分析，植物乳杆菌ZDY2013主要在小鼠大肠富集，与蜡样芽孢杆菌相互作用能显著促进其在大肠定植（p＜0.0001），两株菌相互作用未改善由蜡样芽孢杆菌引起的肠道炎症和肝肾损伤。 第三章在上一章构建了特异性识别肠道中菌株方法的基础上，研究了植物乳杆菌ZDY2013特异性利用低聚异麦芽糖在肠道发酵并缓解小鼠结肠炎的作用。通过DSS诱导的小鼠结肠炎模型，分析了植物乳杆菌ZDY2013与低聚异麦芽糖的组合物对结肠炎的改善作用。结果发现，植物乳杆菌ZDY2013和低聚异麦芽糖的组合物可显著恢复结肠炎小鼠体重，降低DAI评分，保护结肠黏膜损伤和提高肠屏障相关蛋白（ZO-1，Claudin和MUC-2）的表达（p＜0.01），降低结肠中促炎细胞因子的表达（p＜0.0001），并增强机体抗氧化功能（p＜0.001）。同时，植物乳杆菌ZDY2013在肠道中利用低聚异麦芽糖代谢，可促进自身在肠道的定植，显著提高结肠SCFAs水平。肠道菌群测序结果表明，植物乳杆菌ZDY2013及其与低聚异麦芽糖组合物可富集产SCFAs细菌，低聚异麦芽糖处理增加了乳杆菌等益生菌丰度，这三者处理都可使结肠炎小鼠肠道菌群接近至健康状态。 第四章对植物乳杆菌ZDY2013和功能性低聚糖在发酵乳制备上的应用开发进行了评价。首先，分析了低聚异麦芽糖和低聚木糖及其组合物对植物乳杆菌ZDY2013体外代谢的影响；其次，探究了不同低聚糖及其组合物的浓度对发酵乳中植物乳杆菌ZDY2013生长的影响；最后，对发酵乳冷藏期21d内的活菌数、pH、持水性、抗氧化活性和蛋白水解活性进行了评价。结果显示，不同的低聚糖及其组合物可促进植物乳杆菌ZDY2013的生长，降低其发酵液pH；浓度为1.5%，3.0%低聚异麦芽糖和低聚木糖的组合糖可显著提高植物乳杆菌ZDY2013在发酵乳中的活菌数（p＜0.001），降低发酵乳pH；添加1.5%低聚糖的组合物可保持发酵乳在冷藏期的活菌数，增强持水性、抗氧化能力和蛋白水解能力，延长发酵乳保质期。 第五章总结了植物乳杆菌ZDY2013在胃肠道的定植特征及其与蜡样芽孢杆菌的互相作用，植物乳杆菌ZDY2013和功能性低聚糖协同缓解小鼠结肠炎的效果，以及功能性低聚糖对发酵乳品质的改善作用，基于SCFAs展望了植物乳杆菌ZDY2013和功能性低聚糖协同改善结肠炎的分子机制。 综上所述，本文评价了植物乳杆菌ZDY2013在小鼠胃肠道的定植生态位，探究了植物乳杆菌ZDY2013利用低聚异麦芽糖发酵对结肠炎小鼠的缓解作用，解析了功能性低聚糖的添加对植物乳杆菌发酵乳的品质改良作用，从而为益生菌和益生元在保健品和乳制品等领域的开发应用提供了实验依据。
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