摘要:乳酸菌定植在人类胃肠道的过程中,第一步是细菌对宿主组织的粘附。细胞疏水性决定了细菌粘附能力,这是益生菌能否在动物肠道繁殖的关键。此外,细菌的自聚集能力对细菌与肠道细胞的粘附有重要影响,而共聚集通过防止病原体附着在宿主组织上来消除胃肠道病原菌的定植。本文介绍了如何在体外通过疏水和凝集实验初步检测乳酸菌的表面粘附能力。
关键词: 乳酸菌, 疏水性, 凝集能力, 体外
材料与试剂
- 离心管 (1.5 ml, 5 ml)
- 记号笔
- 胰蛋白胨 (生工,catalog number: A505250)
- 酵母粉 (生工,catalog number: A515245 酵母提取物)
- 氯化钠 (上海沪试)
- 琼脂 (生工,catalog number: A505255)
- LB肉汤培养基 (生工,catalog number: A507002)
- MRS肉汤培养基 (赛默飞,catalog number: CM1175)
- 十二烷 (国药,catalog number: TD096801)
- 二甲苯 (国药,catalog number: 10023418)
- 氯仿 (国药,catalog number: 10006818)
- PBS缓冲液 (国药,catalog number: HYSH3025601)
- LB固体培养基 (见溶液配方)
- MRS固体培养基 (见溶液配方)
- LB液体培养基 (见溶液配方)
- MRS液体培养基 (见溶液配方)
仪器设备
- 量筒
- 玻璃棒
- 离心机 (艾本德5424)
- 紫外分光光度计 (北京普析)
- 90 mm塑料培养皿 (biosharp, BS-90-D)
- 纯水制备仪 (ELGA PURELAB系列)
- 移液枪
- 吸头 (生工,F601227)
- 烘箱 (天津泰斯特101-0AB型电热鼓风干燥箱)
- 厌氧培养箱 (Whitley,DG250)
- 超净工作台 (天津泰斯特,CJ-2D)
- 10 μl接种环 (生工,F619312)
- 高压灭菌锅 (上海庆开,GI54TW)
- 冰箱 (美菱)
- 摇床 (Eppendorf ThermoMixer C恒温混匀仪)
软件
- Excel
实验步骤
- 制备一定浓度的乳酸菌悬液
- 测定细胞疏水性
- 测定细胞自凝集能力集能力
取4 ml调节浓度后的乳酸菌悬液充分混匀,室温孵育5 h。吸取1 ml菌悬液,以PBS缓冲液作为对照在600 nm下测定OD值,记为At。
实验重复三次并计算:Auto-aggregation (%) =1-At /A0×100% (Del Re et al., 2000)
注:孵育5 h后取菌悬液时,取表面菌液,禁止吹打,保持菌液静止。 - 测定细胞共凝
结果与分析
- 疏水
表1. 4株乳酸菌疏水性质的检测 (Chen et al., 2020)

注:数据为平均数±标准差 (n = 3) ,同一行内不同上标字母的均值差异有统计学意义 (p < 0.05)。
细胞疏水性是益生菌粘附肠道上皮细胞,定植胃肠道发挥益生菌有益作用的前提。疏水性分析表明,四株菌株均具有高疏水性(表1) 。HSM-1,HSM-10和HSM-14 在十二烷和二甲苯的疏水性高于在氯仿中,但在氯仿中HSM-18的疏水性 (97.1 ± 0.7%) 高于十二烷 (86.8 ± 3.8%) 和二甲苯 (84.8 ± 1.9%) 。因此,实验表明四株菌株均具有高疏水性,其中HSM-10具有最高的疏水性。
- 自凝集和与病原菌的共凝集
表2. 4株乳酸菌自凝集与共凝集性质的检测 (Chen et al., 2020)

注:数据为平均数±标准差 (n = 3) ,同一行内不同上标字母的均值差异有统计学意义 (p < 0.05)。
潜在的益生菌应具有在肠道定植和阻止致病菌的定植的能力。细胞的自聚集能力对肠细胞的粘附和避免病原体的定植做出了重要贡献。而细菌的共聚集能力通过阻止它们粘附宿主组织来消除胃肠道病原体。
在4株检测的乳酸菌菌株中,HSM-1和HSM-10的自凝集能力最好,分别为59.9 ± 4.9%和63.5 ± 13.1% (表2)。相对而言HSM-14和HSM-18的自凝集能力较低 (分别为16.5 ± 4.1%和23.7 ± 2.3%)。
四株菌株对金黄色葡萄球菌均表现出较高的共凝集能力 (分别为52.0 ± 14.9%,35.7 ± 2.3%,51.1 ± 13.1%,52.1 ± 2.9%)。HSM-10和HSM-14对李斯特菌具有高共凝集能力,其次是HSM-1和HSM-18。而对于沙门氏菌,只有HSM-14表现出高的共凝集能力。
HSM-1、HSM-10、HSM-18与金黄色葡萄球菌的共聚集均超过50%,效果优于鼠伤寒和单核增生L.
溶液配方
- LB固体培养基 1,000 ml
LB培养基粉末 25 g
琼脂粉 12.5 g
- MRS固体培养基 1,000 ml
MRS培养基粉末 52 g
琼脂粉 14.4 g
- LB液体培养基 1,000 ml
LB培养基粉末 25 g
- MRS液体培养基 1,000 ml
MRS培养基粉末 52 g
注:MRS培养基灭菌温度为115 °C、20 min,LB培养基、锥形瓶等灭菌温度为120 °C、20 min。
致谢
感谢国家自然科学基金青年项目 (31700004),全国大学生平台创新和创业培训项目(S202010542046),湖南省科技厅创新人才与平台计划 (2019RS5001),湖南创新型省份建设专项经费 (2019RS3022) 的支持。
参考文献
- Chen, T., Wang, L., Li, Q., Long, Y., Lin, Y., Yin, J., Zeng, Y., Huang, L., Yao, T., Abbasi, M. N., Yang, H., Wang, Q., Tang, C., Khan, T. A., Liu, Q., Yin, J., Tu, Q. and Yin, Y. (2020). Functional probiotics of lactic acid bacteria from Hu sheep milk. BMC Microbiol 20(1): 228.
- Del Re, B., Sgorbati, B., Miglioli, M. and Palenzona, D. (2000). Adhesion, autoaggregation and hydrophobicity of 13 strains of Bifidobacterium longum. Lett Appl Microbiol 31(6): 438–442.
- Niederle, M. V., Bosch, J., Ale, C. E., Nader-Macías, M. E., Aristimuño Ficoseco, C., Toledo, L. F., Valenzuela-Sánchez, A., Soto-Azat, C. and Pasteris, S. E. (2019). Skin-associated lactic acid bacteria from North American bullfrogs as potential control agents of Batrachochytrium dendrobatidis. PloS one 14(9): e0223020.
- Xu, H., Jeong, H. S., Lee, H. Y. and Ahn, J. (2009). Assessment of cell surface properties and adhesion potential of selected probiotic strains. Lett Appl Microbiol 49(4): 434–442.
Copyright: © 2021 The Authors; exclusive licensee Bio-protocol LLC.
引用格式:李琴心, 陈雨薇, 齐益宁, 尹佳. (2021). 乳酸菌益生菌表面粘附能力的检测. // 微生物组实验手册.
Bio-101: e2003725. DOI:
10.21769/BioProtoc.2003725.
How to cite: Li, Q. X. Chen, Y. W., Qi, Y. N. and Yin, J. (2021). Detection of Surface Adhesion Ability of Lactic Acid Bacteria. // Microbiome Protocols eBook.
Bio-101: e2003725. DOI:
10.21769/BioProtoc.2003725.