金针菇子实体膳食纤维对4种肠道菌群体外生长的影响

刘昱迪，刘靖宇，张心怡，曹璐娜

（山西农业大学食品科学与工程学院，山西太谷030801）

金针菇子实体膳食纤维对4种肠道菌群体外生长的影响

刘昱迪，刘靖宇，张心怡，曹璐娜

（山西农业大学食品科学与工程学院，山西太谷030801）

以金针菇子实体为试验材料，研究其可溶性膳食纤维（SDF）与不溶性膳食纤维（IDF）对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色假丝酵母及保加利亚乳杆菌体外生长的影响。结果表明，金针菇可溶性膳食纤维对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色假丝酵母有显著的抑制作用，而对保加利亚乳杆菌有显著的促进作用，且其抑制或促进效果随着SDF添加量的增加而提高；金针菇不溶性膳食纤维对保加利亚乳杆菌有显著的促生长作用，与其添加量呈正相关，而对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌的影响与其添加量有关。添加量为2.4 g/100 mL时，IDF对大肠杆菌和白色假丝酵母的抑制效果最佳，抑制率分别为6.68%和14.49%；添加量为0.6 g/100 mL时，IDF对金黄色葡萄球菌的抑制效果最佳，抑制率为3.50%。该研究结果将会为菌质膳食纤维保健食品的开发提供重要参考依据。

金针菇；可溶性膳食纤维；不溶性膳食纤维；肠道菌群

1 材料和方法

1.1 供试菌株

大肠杆菌（Escherichia coli）、金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）和保加利亚乳杆菌（Lactobacillus bulgaricus）均由山西省食用菌工程技术研究中心提供。白色假丝酵母（Monilia albican）购于广东微生物菌种保藏中心。白色金针菇子实体购于山西农业大学食用菌中心。

1.2 金针菇膳食纤维提取与性能的测定

1.2.1 金针菇膳食纤维提取 金针菇可溶性膳食纤维提取参照刘勇男等[7]的方法，不溶性膳食纤维提取参照刘靖宇等[8]的方法，并进行了适度改良。具体提取方法如下。

金针菇可溶性膳食纤维（SDF）：将金针菇清洗干净，60℃烘箱烘干，粉碎，过0.177 mm筛，称取适量样品，加入一定体积的0.5%NaOH溶液，后水浴加热一定时间，过滤，用4倍体积的95%乙醇沉淀，弃去上清液，取沉淀物在常压下进行干燥，备用。

金针菇不溶性膳食纤维（IDF）：将金针菇清洗干净，60℃烘箱烘干，粉碎，过0.177 mm筛，称取适量样品，在室温25℃条件下用乙酸乙酯浸泡3 h，再用蒸馏水水洗得到脱脂样品，然后加入0.1 mol/L H2SO4进行酸解，后过滤水洗至中性，将所得样品在60℃条件用1 mol/L NaOH碱浸90 min，后趁热过滤，热水洗涤至中性，将滤渣用无水乙醇、乙醚各洗涤1次，然后在55℃条件下烘干，即得金针菇水不溶性膳食纤维。

1.2.2 膳食纤维的持水力和溶胀性测定

1.2.2.1 持水力的测定 准确称取膳食纤维1.0 g于20 mL烧杯中，加入蒸馏水20 mL，浸泡1 h，倒出液体，沥干后转移至培养皿上称质量，计算持水力（g/g）。

1.2.2.2 溶胀性测定 准确称取膳食纤维1.0 g，置于10 mL量筒中，准确加入25℃5 mL蒸馏水，记录总体积V1，振荡均匀后室温放置24 h，读取液体中膳食纤维的体积V2，计算溶胀性。

1.3 试验方法

1.3.1 供试培养基 大肠杆菌和金黄色葡萄球菌采用LB培养基培养，培养基配方为：胰蛋白胨10 g，酵母浸粉5 g，氯化钠10 g，琼脂15 g，蒸馏水1 L，pH值7.0；麦汁培养基用于培养白色假丝酵母菌，培养基配方为：蛋白胨5 g，葡萄糖10 g，酵母粉3 g，麦芽提取物3 g，琼脂20 g，蒸馏水1 L；MRS培养基用于培养保加利亚乳杆菌，培养基配方为：蛋白胨 10 g，牛肉粉 5 g，酵母粉 4 g，葡萄糖 20 g，吐温80 1 mL，磷酸氢二钾2 g，乙酸钠5 g，柠檬酸三铵2 g，硫酸镁 0.2 g，硫酸锰 0.05 g，琼脂 15 g，蒸馏水1 L[9]。

1.3.2 制备液体培养基 按各供试菌培养基配方称取药品，称取一定量的SDF与IDF，磨碎成粉状制成液体培养基，制成各受试菌株培养基含有菌质膳食纤维的添加量分别为0.6，1.2，2.4 g/100 mL，另外，以不加膳食纤维的培养基作为空白对照。

1.3.3 菌种活化培养 将保藏状态的4种供试菌株接种到相应的固体培养基中，置于恒温培养箱中培养48 h（大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色假丝酵母和保加利亚乳杆菌的培养温度分别为37，35，25，37 ℃）。

1.3.4 菌体生长试验 活化后的供试菌株，挑取菌落置于试验组及对照组的液体培养基中，用无菌水进行梯度稀释，稀释为菌悬液含量为10～108cfu/mL，取后3个稀释度的菌悬液1 mL，移入无菌培养皿培养24 h，每个稀释度做3个重复。菌落计数，观察不同浓度的可溶与不溶性膳食纤维对4种不同受试菌株的影响。

1.4 数据统计分析

对4种受试菌的培养结果进行菌落计数，活菌数（N）＝细菌菌落数×稀释倍数×10，结果以对数lgN进行统计分析。

采用Microsoft Excel软件对试验结果进行整理，数据以平均数±标准差表示。采用SPSS17.0软件进行因素的方差分析、显著性检验与多重比较，以P＜0.05为显著性差异，P＜0.01为极显著差异。

2 结果与分析

2.1 金针菇膳食纤维提取与品质测定结果

本研究得到金针菇可溶性膳食纤维和不溶性膳食纤维的得率分别为8.16%和30.37%，SDF和IDF的持水力分别为1.487，3.749 g/g，溶胀性分别为56.23，4.026 mL/g。膳食纤维溶胀性的高低关系着其刺激肠道蠕动的能力，而持水力的强弱与其治疗糖尿病的疗效有关[10]。这一结果与刘靖宇等[8]碱提刺芹侧耳子实体IDF结果相比，持水力与溶胀性均低于刺芹侧耳子实体膳食纤维，与刘勇男等[7]提取刺芹侧耳子实体SDF相比，持水力与溶胀性均高于刺芹侧耳子实体。

2.2 SDF与IDF对大肠杆菌体外生长的影响

由图1可知，SDF与IDF对大肠杆菌均有抑制作用，IDF的抑制效果与其添加量有关。大肠杆菌菌落个数随着SDF添加量的增加而减少，当添加量达到2.4 g/100 mL时，大肠杆菌菌落数的减少量低于 SDF添加量为 0.6，1.2 g/100 mL，抑菌率达9.56%；在IDF的添加量为0.6，1.2 g/100 mL时，大肠杆菌菌落个数反而多于不添加IDF的个数，在IDF的添加量达到2.4 g/100 mL时，对大肠杆菌有抑制作用，抑制率为6.68%，且低于SDF添加量相同时的抑制率。

2.3 SDF与IDF对金黄色葡萄球菌体外生长的影响

从图2可以看出，SDF对金黄色葡萄球菌的抑制作用随其添加量的增大而减少，在SDF添加量为2.4 g/100 mL时，抑制效果最佳，抑制率达7.91%。而对于IDF，当添加量达到0.6 g/100 mL时，具有抑制作用，抑制率为3.50%，当添加量达到1.2 g/100 mL时，金黄色葡萄球菌的个数反而增加，添加量为2.4 g/100 mL时，菌落个数与不添加IDF的菌落数相当。

2.4 SDF与IDF对白色假丝酵母体外生长的影响由图3知，SDF对白色假丝酵母的抑制效果随

其添加量的增大而大幅升高，添加量为0.6 g/100 mL时，抑菌率为6.84%，添加量为2.4 g/100 mL时，抑菌率升至20.81%。当IDF添加量达到1.2 g/100 mL时，菌落个数比添加量为0.6 g/100 mL时略有增加，且整体抑制效果低于添加SDF时的抑制效果。

2.5 SDF与IDF对保加利亚乳杆菌体外生长的影响

由图4可知，金针菇SDF与IDF对保加利亚乳杆菌都有显著的促生长作用，随着培养基中膳食纤维添加量的增加，保加利亚乳杆菌菌落数呈递增趋势，3个添加量之间促生长的效果均达极显著差异（P＜0.01）。

3 讨论

膳食纤维可以改善糖代谢，抑制脂肪肝的发生，有助于促进肠道蠕动和益生菌的生长，因而，越来越受到人们的重视[11]。余有贵等[12]研究表明，菌质可溶性膳食纤维对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色假丝酵母三者均有显著抑制作用，对保加利亚乳杆菌有显著促进作用。曾巧莉等[13]在肉鸡日粮中添加金针菇菇脚后，可显著提高肉鸡盲肠菌群多样性，改善肠道菌的繁殖环境，促进肉鸡健康生长。本研究结果显示，金针菇膳食纤维具有较强改善肠道菌群的功能，金针菇子实体是一种优质的菌质可溶性膳食纤维来源。究其原因，可能是膳食纤维中富含的戊聚糖可被肠道微生物作为分解和发酵的底物，从而有选择地产生多种挥发性有机酸，如乙酸、丙酸等。这些短链脂肪酸可有效地被乳酸杆菌等有益菌分解吸收，加速生长，从而形成优势菌群，另一方面可通过降低肠道内自身的pH，进而抑制大肠杆菌等病原菌的滋生，改善肠道环境[14]。

吴占威等[15]的小鼠灌胃试验结果显示，低剂量SDF和高剂量IDF处理对肠道菌群具有较为显著的调节作用，即能够显著促进双歧杆菌、乳酸杆菌等有益菌的生长，抑制大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等有害菌的繁殖。本研究中也发现，相同剂量的金针菇IDF与SDF具有不同的抑制效果。在设定浓度条件下，金针菇可溶性膳食纤维（SDF）对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色假丝酵母均有抑制作用，对保加利亚乳杆菌有显著的促生长作用；金针菇不溶性膳食纤维（IDF）对保加利亚乳杆菌也具有显著的促生长作用，并随其添加浓度的提高呈增长趋势。但金针菇不溶性膳食纤维（IDF）对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和白色假丝酵母的作用，则是体现为低剂量促进生长，而高剂量则抑制生长。究其原因，可能是由于肠道微生物对SDF和IDF二者的分解和发酵程度不同所致[16]，或是存在其他因素共同参与其代谢，目前关于该机制的揭示还有待于进一步深入研究。

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《山西农业科学》编辑部

Effect of Flammulina velutipes Fruit-Body Dietary Fiber on Growth of Four Intestinal Microbiota in Vitro

LIUYudi，LIUJingyu，ZHANGXinyi，CAOLuna
（College of Food Science and Engineering，Shanxi Agricultural University，Taigu 030801，China）

To evaluate the effect of Flammulina velutipes dietary fiber on the growth of intestinal microbiota,soluble dietary fiber（SDF）and insoluble dietary fiber（IDF）from F.velutipes fruit-bodies were used in in vitro cultures of Eschericia coli,Staphylococcus aureus,Monilia albican and Lactobacillus bulgaricus.The results showed that SDF had significant growth-inhibiting effects on E.coli,S.aureus and M.albican,and a significant growth-promoting effect on L.bulgaricus.And its inhibition or promotion effect increased with the increase of SDF content.IDF had significant growth-promoting effect on L.bulgaricus,and was positively correlated with its concentration.The effect of IDF on E.coli,S.aureus were related to the added concentration.IDF had significant inhibitory effects on E.coli and M.albican at the concentration of 2.4 g/100 mL,inhibition rates were 6.68%and 14.49%,respectively.IDF had a significant inhibitory effect on S.aureus at the concentration of 0.6 g/100 mL,its inhibition rate was 3.50%.Furthermore,this study might provide valuable evidences to product health food by using fungal substance dietary fiber in practice.

Flammulina velutipes;soluble dietary fiber;insoluble dietary fiber;intestinal microbiota

TS201.2

A

1002-2481（2017）10-1606-04

10.3969/j.issn.1002-2481.2017.10.07

人体中的肠道菌群紊乱，通常会引发相应肠胃型疾病的发生[1]。XU等[2]研究发现，膳食纤维能促进乳酸杆菌等优势菌群的生长，具有调节肠道菌群的生理功能。膳食纤维按照是否能溶解于水，分为可溶性膳食纤维（Souble Dietary Fiber，SDF）和不溶性膳食纤维（Insouble Dietary Fiber，IDF）两大类。SDF主要包括葡聚糖、果胶和树脂等，IDF主要包括纤维素、木质素和一些半纤维素等[3]。目前，我国膳食纤维主要来源于水果、蔬菜和谷物[4]，而关于菌质膳食纤维的研究报道鲜少。

金针菇（Flammulina velutipes（Fr.）Sing）隶属于担子菌门层菌纲伞菌目金针菇属，是世界上第三大食用菌种类。根据中国食用菌协会工厂化专业委员会的监测数据，2015年金针菇工厂化日产量为2 229 t，合计年产量约81.36万t。据预测至2020年，我国金针菇产量将达到451万t。目前，金针菇已成为世界上产量最高和竞争最激烈的工厂化生产食用菌种类，但其主要以鲜销为主，精深加工产品开发严重滞后于产业发展[5]。据测定，新鲜金针菇中含有粗纤维为1.77%，干金针菇中为3.34%，是富含菌质膳食纤维的食用菌种类之一[6]。

本研究以金针菇子实体为供试材料，对其可溶性膳食纤维（SDF）与不溶性膳食纤维（IDF）对金黄色葡萄球菌、白色假丝酵母、保加利亚乳杆菌和大肠杆菌等4种肠道菌群的体外生长的影响进行了研究，以期为金针菇乃至其他食用菌功能性食品产品的开发提供重要的参考依据。

2017-05-16

山西省普通高等学校大学生创新创业训练项目（14-013）

刘昱迪（1995-），女，山西运城人，在读本科，研究方向：食用菌精深加工。刘靖宇为通信作者。