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乙醇降解菌种的筛选及其发酵乳产品解酒功效评价

放大字体  缩小字体 发布日期:2020-03-15
核心提示:饮酒过量或饮酒不当会造成乙醇在体内代谢产生许多有害物质及大量自由基,给人体造成很大伤害,长期饮酒不仅会造成大脑功能障碍和意识障碍
   饮酒过量或饮酒不当会造成乙醇在体内代谢产生许多有害物质及大量自由基,给人体造成很大伤害,长期饮酒不仅会造成大脑功能障碍和意识障碍,还会形成慢性乙醇中毒。现代市售的解酒、醒酒产品发挥其功效多是基于该类产品在人体服用后能够影响乙醇代谢或抑制乙醇吸收,但不能直接降解体内乙醇。很多醒酒药并没有实质的醒酒作用,只是起到安慰镇定、缓解头痛等作用,有些醒酒药虽具有一定解酒、醒酒功效,但也会伴随着不同的副作用,对人体健康不利。
 
  微生物生长过程需要碳水化合物,若其可以利用乙醇作为碳源之一,就能起到降解乙醇的作用,但对于这方面的研究报道较少。因此,云南农业大学食品科学技术学院的刘威良、毛瑞霞和王雪峰*等人以前期确定的10 株发酵性能良好、食用安全的乳酸菌为出发菌种,通过乙醇耐受度、乙醇降解能力测定,筛选出具有较强乙醇降解能力的菌种,并以此菌种与瑞士乳杆菌、嗜热链球菌互配,用牛奶、新鲜葛根、蔗糖为原料生产一种解酒发酵乳产品;进一步在体外模拟胃、肠液消化条件下分析该发酵乳产品对乙醇脱氢酶(ADH)活性及抗氧化活性的影响,结合体内动物灌胃实验构建大鼠急性乙醇致肝损伤模型,检测大鼠血液中乙醇含量及其对血清中谷丙转氨酶(ALT)和谷草转氨酶(AST)活性的影响,分析该发酵乳产品对肝细胞的保护作用,为后续解酒功能性产品的研发提供科学依据。
 
  1 乙醇降解菌种的筛选
 
  1.1 乙醇耐受菌筛选
 
  实验前期通过发酵性能测定选取嗜热链球菌、瑞士乳杆菌、植物乳杆菌等10 株发酵性能良好且食用安全的菌株,在15%、20%乙醇体积分数下测定其对乙醇的耐受度。结果显示,副干酪乳杆菌、鼠李糖乳杆菌、嗜酸乳杆菌3 株菌相比其他7 株乳酸菌,在2 种乙醇体积分数下的活菌数较多,其中以嗜酸乳杆菌的存活数最多。
 
  1.2 乙醇降解菌筛选
 
  通过乙醇耐受度测定得到1 株乙醇耐受效果最明显的菌种嗜酸乳杆菌。结果显示,在20%乙醇体积分数下,嗜酸乳杆菌乙醇降解效果最好,培养24 h后乙醇为10%左右,副干酪乳杆菌、鼠李糖乳杆菌次之,其他菌株变化不明显;在40%乙醇体积分数下,嗜酸乳杆菌的乙醇降解效果也是最好,培养24 h后乙醇降为15%左右,副干酪乳杆菌、鼠李糖乳杆菌、干酪乳杆菌次之,降解效果均没有嗜酸乳杆菌明显。
 
  由此表明,在20%、40%乙醇体积分数下,嗜酸乳杆菌能够有效利用乙醇作为碳源之一,从而发挥降解乙醇的作用。因此,最终选取嗜酸乳杆菌作为最佳的乙醇降解菌种。
 
  2 解酒发酵乳的体内外功效评价
 
  2.1 解酒发酵乳在体外模拟胃、肠液消化条件下对ADH活性的影响
 
  结果显示,用不同菌株组合进行发酵的发酵乳,体外模拟胃、肠液消化条件前后ADH激活率差异均显着。其中,添加乙醇降解菌的发酵乳(样品2、样品3)在模拟胃、肠液消化条件前后ADH激活率比不加该菌种的发酵乳(样品1)得到明显提高(P<0.05),说明发酵乳中乙醇降解菌的存在能够有效提高ADH的活性。
 
  2.2 解酒发酵乳在体外模拟胃、肠液消化条件下对自由基清除能力的影响
 
  结果显示,不同菌株组合发酵生产的发酵乳样品,在体外模拟胃、肠液消化条件前后自由基清除能力变化显着,但发酵过程可能产生的一些非有机抗氧化成分造成了ABTS阳离子自由基清除率、DPPH自由基清除率差距较大(ABTS适用于亲脂抗氧化剂和亲水抗氧化剂测定,DPPH仅适用于有机自由基抗氧化剂测定)。其中,添加乙醇降解菌的发酵乳(样品2、样品3)在模拟胃、肠液消化条件前后ABTS阳离子自由基清除能力、DPPH自由基清除能力比不加该菌种的发酵乳(样品1)都得到明显提高,说明葛根中存在抗氧化活性成分,其与乙醇降解菌相结合使发酵乳在模拟胃、肠液消化条件下的ABTS阳离子自由基清除能力为(1293.72+4.12)、(729.98+21.37) μmol/mL;DPPH自由基清除能力达到(16.14+0.12)、(11.26+0.10)μmol/mL。
 
  2.3 解酒发酵乳对醉酒大鼠体内乙醇含量的影响
 
  大鼠灌酒1 h后基本达到醉酒状态,结果显示,此时血液中乙醇含量高,而后缓慢下降,3 h仍具有较高质量浓度,达到87.63 mg/100 mL。但灌入解酒发酵乳后,低、中、高剂量组的大鼠血液中乙醇含量均出现下降,尤其是中、高剂量组血液中乙醇含量在3 个时间段下降均显着,阳性对照组后3 个时间段乙醇含量下降均为高度显着(P<0.001)。其中,高剂量组在灌胃1 h后大鼠血液中乙醇含量仍较高,随后2 个时间段其血液乙醇含量迅速下降,3 h后血液中乙醇质量浓度降为51.62 mg/100 mL,要远低于空白对照组、略高于阳性对照组,差异性高度显着(P<0.001)。
 
  所有组别在灌胃解酒发酵乳后1 h内大鼠血液中乙醇含量变化较小,而后出现迅速下降的主要原因是灌胃解酒发酵乳后,激活ADH活性需要一定的时间,这段时间体内代谢能力较弱,ADH激活后乙醇代谢能力迅速提升,同时发酵乳中的嗜酸乳杆菌具有高效降解乙醇的能力,从而使血液中乙醇含量迅速下降。
 
  2.4 解酒发酵乳对醉酒大鼠肝损伤的保护作用
 
  AST和ALT活性是考察肝损伤的敏感性指标。结果显示,与空白对照组相比,大鼠灌酒1 h后分别灌入低、中、高剂量的解酒发酵乳,在3 个时间段大鼠血清中AST和ALT活性均显着降低,且呈现剂量依赖性,阳性对照组后3 个时间段血清中AST和ALT活性均高度显着(P<0.001)。其中,中、高剂量组分别在2、3 h后大鼠血清中AST和ALT活性出现明显下降(P<0.001),尤其在3 h远低于空白对照组、略高于阳性对照组。由此表明,解酒发酵乳对乙醇致肝损伤有较好的保护作用,降低动物血清中AST和ALT活性,可有效预防肝细胞因乙醇过度刺激导致的坏死。
 
  结    论
 
  过量饮酒会使乙醇在人体内代谢产生有害物质及大量自由基,为缓解过量饮酒对人体造成的伤害,本实验以前期确定的10 株发酵性能良好、食用安全的乳酸菌为出发菌种,通过乙醇耐受度、乙醇降解能力测定,筛选出具有高效乙醇降解能力的嗜酸乳杆菌,并以此菌种与瑞士乳杆菌、嗜热链球菌互配,用牛奶、新鲜葛根、蔗糖为原料生产出一种解酒发酵乳产品。
 
  该发酵乳产品在体外模拟胃、肠液消化条件下,能使ADH激活率分别达到(36.87+1.58)%、(33.64+1.90)%,ABTS阳离子自由基清除能力分别为(1293.72+4.12)、(729.98+21.37)μmol/mL,DPPH自由基清除能力分别为(16.14+0.12)、(11.26+0.10)μmol/mL;大鼠体内灌胃不同剂量的解酒发酵乳均能降低血液中乙醇含量,尤其是高剂量组3 h后降为51.62 mg/100 mL(P<0.001),并能不同程度地降低大鼠血清中ALT和AST活性且呈剂量依赖性,对乙醇所致肝损伤有较好的保护作用。该研究可为后续解酒功能性产品的研发提供一定的科学依据。
 
 
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