酵母细胞壁多糖抑制肠道致病菌粘附的研究

粘附是致病菌定植于宿主细胞并发挥生理作用的首要前提条件,同时也是致病的第一步。如果能够阻断致病菌对肠细胞的粘附,就可有效防治致病菌的感染和入侵,降低发病率。酵母细胞壁多糖为功能性多糖,主要包括葡聚糖和甘露聚糖,具有增强免疫力、抗氧化、抗病毒、改善胃肠道健康、提高动物生产性能等生理功能。多糖的单糖组成、纯度、分子结构、分子量等特性均会影响其生理功能,而这些特性与其制备条件有关。本课题采用酿酒酵母制备出甘露聚糖和葡聚糖,分析其理化性质;以酵母细胞替代肠道细胞作为粘附介质,研究酵母菌株、制备方法、分子量等因素对甘露聚糖抑制大肠杆菌和沙门氏菌粘附的影响;用荧光定量PCR法测定葡聚糖的抑制粘附率,研究酵母菌株、制备方法、葡聚糖浓度等对葡聚糖抑制大肠杆菌和沙门氏菌粘附的影响。其主要研究结论如下:(1)酵母细胞壁多糖的制备及分析。采用酿酒酵母制备出甘露聚糖和葡聚糖,分析其理化性质。不同酵母菌株所制备的甘露聚糖纯度及蛋白含量有很大差异。酸法制备的甘露聚糖纯度高于碱法和高温抽提法。酿酒酵母BY5制备的甘露聚糖溶解度显著高于其它菌株。酸法和碱法制备的甘露聚糖的溶解度明显大于高温抽提法。酵母菌株和制备方法几乎不影响甘露聚糖溶液的黏度。不同酵母菌株、制备方法的甘露聚糖、葡聚糖的p H值有明显差异。葡聚糖的蛋白含量、脂肪含量、持水力和持油力因酵母菌株、制备方法的不同而有显著差异。红外光谱分析表明,不同酵母菌株、制备方法的甘露聚糖、葡聚糖的分子结构及其上的基团有显著差异。(2)甘露聚糖抑制大肠杆菌凝聚酵母细胞的研究。以酵母细胞替代肠道细胞作为粘附介质,建立了评价甘露聚糖解聚活性的显微镜观察法,实现了数字化定量评价甘露聚糖抑制大肠杆菌粘附的效果。在所研究的5株酿酒酵母中,酿酒酵母BY5所制备甘露聚糖M5的解soft bioelectronics聚活性最高,为83.85%。高温抽提法所制备甘露聚糖的解聚活性远高于酸法和碱法。在0.2 mg/m L~0.8 mg/m L范围内,甘露聚糖浓度越高,其解聚活性越强,呈浓度依赖性。甘露聚糖的分子量越小,其解聚活性越好。甘露聚糖的解聚活性远高于低聚果糖、壳聚糖和黄原胶。(3)甘露聚糖抑制沙门氏菌凝聚酵母细胞的研究。以酵母细胞替代肠道细胞作为粘附介质,建立了显微镜观察法,数字化定量评价甘露聚糖抑制沙门氏菌粘附的效果。在所实验的5株酿酒酵母中,BY5制备甘露聚糖的解聚活性最高,为73.58%。高温抽提法制备的甘露聚糖的解聚活性最好,碱法次之,酸法最差。在0.2 mg/m L~1.0mg/m L范围内,甘露聚糖的沙门氏菌解聚活性呈浓度依赖性。甘露聚糖的分子量越小,其沙门氏菌Fer-1浓度解聚活性越好。甘露聚糖的解聚活性远高于低聚果糖等多糖。甘露聚糖对大肠杆菌的抑制粘附效果明显好于沙门氏菌。(4)酵母葡聚糖抑制大肠杆菌、沙门氏菌粘附Caco-2细胞的研究。不同酵母菌株所制备葡聚糖对大肠杆菌、沙门氏菌的抑制粘附率差异显著,在所实验的5株酿酒酵母中,BY1制备葡聚糖的抑制粘附效果最好。葡聚糖对大肠杆菌的抑制粘附效果好于沙门氏菌。与酸法和碱法相比,高温抽提法制备的葡聚糖的抑制粘附效果最好,其大肠杆菌、沙门氏菌抑制粘附率分别为77.45%、49.84%。在0.2 mg/m L~0.8mg/m L范围内,葡聚糖对大肠杆菌、沙门氏菌的抑制粘附率呈浓度依赖性。酵母葡聚糖对抑制大肠杆菌、沙门氏菌粘附CacoCL 318952-2细胞的效果显著高于酵母细胞和酵母细胞壁。甘露聚糖的抑制粘附能力显著高于葡聚糖。甘露聚糖与葡聚糖共用时没有发现有协同作用。