粪肠球菌EF-ZA1107-06的安全性评价及益生特性研究

doi:10.12141/j.issn.1000-565X.210731

摘要/Abstract

摘要：

从广州某1月龄婴儿粪便中分离得到一株肠球菌，经鉴定为粪肠球菌，命名为Enterococcus faecalis EF-ZA1107-06，对该菌株进行体内外安全性评价和体外益生特性研究。结果表明：EF-ZA1107-06不产生硝基还原酶，无溶血活性，对多类抗生素表现高敏感且不含质粒，小鼠经口急性无毒，确定该菌株为食用安全菌；该菌具有良好的胃肠液耐受能力，连续暴露于人工唾液10 min、人工胃液2 h、人工肠液3 h后，其存活率仍在65%以上，与Lactobacillus rhamnosus GG （LGG）相当；该菌可抑制大肠杆菌、沙门氏菌、铜绿假单胞菌、白色念珠菌、单增李斯特菌、金黄色葡萄球菌的生长，其上清液对大肠杆菌的抑制效果显著强于LGG；EF-ZA1107-06上清液、菌悬液和裂解液均有一定的 DPPH 自由基清除能力、羟自由基清除能力，且活菌数为2×10⁸ CFU/mL的菌悬液对DPPH自由基的清除率可达（93.16±0.17）%，对羟自由基的清除率为（90.48±1.12）%；活菌数为2×10⁸ CFU/mL的发酵液的胆固醇清除率为（44.29±0.30）%，具有较强的降胆固醇能力。

关键词: 粪肠球菌EF-ZA1107-06, 胃肠液耐受能力, 安全性评价, 益生特性, DPPH 自由基清除能力, 羟自由基清除能力, 胆固醇清除率

Abstract:

Enterococcus was isolated from 1-month-old baby feces in Guangzhou and the strain was identified as Enterococcus faecalis by molecular biology and was named Enterococcus faecalis EF-ZA1107-06. The strain was evaluated for its safety and some probiotic potential properties. The results show that the strains does not produce nitroreductase and has no hemolytic activity. It is highly sensitive to many kinds of antibiotics, does not contain plasmids, and has no acute toxicity to the mice. EF-ZA1107-06 was proved as an edible safe strain. High tolerance was observed by EF-ZA1107-06 strain for simulated gastrointestinal condition. After continuous exposure to simulated saliva for 10 min, simulated gastric juice for 2 h, and simulated intestinal juice for 3 h, the survivability was still above 65%, which was comparable to that of Lactobacillus rhamnosus GG (LGG). EF-ZA1107-06 can inhibit the growth of Escherichia coli, Salmonella, Pseudomonas aeruginosa, Candida albicans, Listeria monocytogenes, Staphylococcus aureus. The inhibitory effect of its supernatant on Escherichia coli is significantly stronger than that of LGG. The supernatant, lysate and suspension of the EF-ZA1107-06 strain all have certain DPPH free radical scavenging capacity and hydroxyl radical scavenging ability. DPPH free radical scavenging rate of 2×10⁸ CFU/mL EF-ZA1107-06 suspension is（93.16±0.17）%. The hydroxyl radical scavenging rate of the suspension is（90.48±1.12）%. The cholesterol removal rate of 2×10⁸ CFU/mL EF-ZA1107-06 fermentation broth is （44.29±0.30）%. The EF-ZA1107-06 strain has high cholesterol scavenging ability.

Key words: Enterococcus faecalis EF-ZA1107-06, tolerance of gastrointestinal condition, safety evaluation, probiotic characteristic, DPPH free radical scavenging capacity, hydroxyl radical scavenging ability, cholesterol scavenging efficiency

中图分类号:

Q939.97

许喜林, 钟舒莹, 周晓莉, 等. 粪肠球菌EF-ZA1107-06的安全性评价及益生特性研究[J]. 华南理工大学学报(自然科学版), 2022, 50(11): 52-61.

XU Xilin, ZHONG Shuying, ZHOU Xiaoli, et al. Safety Evaluation and Probiotic Characteristics of Enterococcus faecalis EF-ZA1107-06[J]. Journal of South China University of Technology(Natural Science Edition), 2022, 50(11): 52-61.

图/表 11

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参考文献 35

1	FRANZ C M， SPECHT I， HABERER P，et al. Bile salt hydrolase activity of Enterococci isolated from food：screening and quantitative determination［J］．Journal of Food Protection，2001，64（5）：725-729.
2	段昊，吕燕妮，闫文杰．益生菌在我国保健食品中的应用进展［J］．食品工业科技，2022，43（3）：384-394.
	DUAN Hao， Yanni LÜ， YAN Wenjie ．Application pro-gress of probiotics in functional food in China［J］．Science and Technology of Food Industry，2022，43（3）：384-394.
3	钟浪，孙金梅，张振伟，等．一株牦牛源粪肠球菌的分离鉴定及安全性评价［J］．饲料工业，2021，42（09）：47-53.
	ZHONG Lang， SUN Jinmei， ZHANG Zhenwei，et al ．Isolation，identification and safety evaluation of a strain of Enterococcus Faecalis from Yak［J］．Feed Industry，2021，42（09）：47-53.
4	谢宁，蔡明池，刘婧，等．粪肠球菌对肺炎链球菌的体外抑制作用［J］．中华医院感染学杂志，2018，28（19）：2898-2900.
	XIE Ning， CAI Mingchi， LIU Jing，et al ．Inhibition of Enterococcus faecalis against Streptococcus pneumonia in vitro［J］．Chinese Journal of Nosocomiology，2018，28（19）：2898-2900.
5	NAM H，HA M， LEE E，et al ．Effect of Enterococcus faecalis strain PL9003 on adherence and growth of Helicobacter pylori ［J］．Journal of Microbiology & Biotechnology，2002，12（5）：746-752.
6	李艳茹，张腾勋，郭聪聪，等．新生儿粪便中分离的粪肠球菌（Enterococcus faecalis）RZ18提高肠道黏膜屏障完整性［J］．天津科技大学学报，2020，35（3）：1-8.
	LI Yanru， ZHANG Tengxun， GUO Congcong，et al ．Promoting intestinal mucosal barrier integrity with Enterococcus faecalis RZ18 isolated from Neonatal Feces［J］．Journal of Tianjin University of Science & Technology，2020，35（3）：1-8.
7	JEON D B， SHIN H G， LEE B W，et al ．Effect of heat-killed Enterococcus faecalis EF-2001 on ethanol-induced acute gastric injury in mice：protective effect of EF-2001 on acute gastric ulcer［J］．Human & Experimental Toxicology，2020，39（5）：721-733
8	CHOUDHURI I， KHANRA K， PARIYA P，et al ．Structural characterization of an exopolysaccharide isolated from Enterococcus faecalis，and study on its antioxidant activity，and cytotoxicity against HeLa cells［J］．Current Microbiology，2020，77（10）：3125-3135.
9	THIRABUNYANON M， BOONPRASOM P， NIAMSUP P ．Probiotic potential of lactic acid bacteria isolated from fermented dairy milks on antiproliferation of colon cancer cells［J］．Biotechnology Letters，2009，31（4）：571-576.
10	CASTRO M S， MOLINA M A， SCIULLO P D，et al ．Beneficial activity of Enterococcus faecalis CECT7121 in the anti-lymphoma protective response［J］．Journal of Applied Microbiology，2010，109（4）：1234-1243.
11	KONDOH M， SHIMADA T， FUKADA K，et al ．Ben-eficial effects of heat-treated Enterococcus faecalis FK-23 on high-fat diet-induced hepatic steatosis in mice［J］．British Journal of Nutrition，2014，11（6）：868-875.
12	王佳慧，姜仲文，满永恒，等．粪肠球菌BN6株的体外益生特性评价［J］．中国兽医科学，2021，51（3）：337-342.
	WANG Jiahui， JIANG Zhongwen， MAN Yongheng，et al ．Evaluation of probiotic characteristics of Enterococcus faecalis BN6 isolate in vitro［J］．Chinese Veterinary Science，2021，51（3）：337-342.
13	BROSIUS J， PALMER M L， KENNEDY P J，et al ．Complete nucleotide sequence of a 16S ribosomal RNA gene from Escherichia coli ［J］．Proceedings of the National Academy of Sciences，1978，75（10）：4801-4805.
14	KOSTINEK M， SPECHT I， EDWARD V A，et al ．Diversity and technological properties of predominant lactic acid bacteria from fermented cassava used for the preparation of Gari，a traditional African food［J］．Systematic & Applied Microbiology，2005，28（6）：527-540.
15	黄燕燕，何嘉敏，赵珊，等．植物乳杆菌DMDL 9010培养基优化及其安全性评价［J］．中国食品学报，2020，20（3）：135-144.
	HUANG Yanyan， HE Jiamin， ZHAO Shan，et al ．Medium optimization and its safe assessment of Lactobacillus plantarum DMDL 9010［J］．Journal of Chinese Institute of Food Science and Technology，2020，20（3）：135-144.
16	王梦姣，李少英，李淑芬，等．马奶及其制品中肠球菌属乳酸菌的安全性评价［J］．食品科学，2014，35 （17）：204-208.
	WANG Mengjiao， LI Shaoying， LI Shufen，et al ．Safety assessment of Enterococcus isolated from mare’s milk and its products［J］．Food Science，2014，35 （17）：204-208.
17	SHEKH S L， DAVE J M， VYAS B R M ．Characterization of Lactobacillus plantarum strains for functionality，safety and γ-amino butyric acid production［J］．LWT- Food Science and Technology，2016，74：234-241.
18	YEO S， LEE S， PARK H，et al ．Development of putative probiotics as feed additives：validation in a porcine-specific gastrointestinal tract model［J］．Applied Microbiology & Biotechnology，2016，100（23）：10043-10054.
19	解傲．乳酸菌DM9054、DM9057的安全性评价［D］．大连：大连医科大学，2011.
20	SOLIERI L， BIANCHI A， MOTTOLESE G，et al ．Tailoring the probiotic potential of non-starter Lactobacillus strains from ripened Parmigiano Reggiano cheese by in vitro screening and principal component analysis［J］．Food Microbiology，2014，38：240-249.
21	PITHVA S， SHEKH S， DAVE J，et al ．Probiotic attributes of autochthonous Lactobacillus rhamnosus strains of human origin［J］．Applied Biochemistry & Biotechnology，2014，173（1）：259-277.
22	张凤敏，田丰伟，陈卫，等．具抗氧化活性乳酸菌的筛选［J］．中国乳品工业，2007，35（2）：4-7.
	ZHANG Fengmin， TIAN Fengwei， CHEN Wei，et al ．Screening of antioxidative lactic acid bacteria［J］．China Dairy Industry，2007，35（2）：4-7.
23	LI S Y， ZHAO Y， ZHANG L，et al ．Antioxidant activity of Lactobacillus plantarum strains isolated from traditional Chinese fermented foods［J］．Food Chemistry，2012，135（3）：1914-1919.
24	WANG G Q， CHEN X， WANG L F，et al ．Diverse conditions contribute to the cholesterol-lowering ability of different Lactobacillus plantarum strains［J］．Food & Function，2021，12（3）：1079-1086.
25	张丹青．潜在应用乳酸菌安全性的初步评价［D］．哈尔滨：东北农业大学，2016.
26	ISSAOUI K EI， KHAY E， ABRINI J，et al ．Molecular identification and antibiotic resistance of bacteriocinogenic lactic acid bacteria isolated from table olives［J］．Archives of Microbiology，2021，203 （2）：597-607.
27	YANG C， YU T ．Characterization and transfer of antimicrobial resistance in lactic acid bacteria from fermented dairy products in China［J］．Journal of Infection in Developing Countries，2019，13（2）：137-148.
28	罗强，张明，刘巧，等．产细菌素屎肠球菌SC-Y112的体外益生性及安全性评价［J］．食品科学，2021，42（11）：154-160.
	LUO Qiang， ZAHNG Ming， LIU Qiao，et al ．Evaluation of in vitro probiotic and safety properties of Enterococcus faecium SC-Y112 producing bacteriocin［J］．Food Science，2021，42（11）：154-160.
29	张文晓，肖纯凌．益生菌的生理功能及抑癌和抑菌机制的研究进展［J］．沈阳医学院学报，2022，24（02）：187-190，221.
	ZHANG Wenxiao， XIAO Chunling ．Research progress of physiological functions and mechanisms of anti-cancer and anti-bacterial of probiotics［J］．Journal of Shenyang Medical College，2022，24（02）：187-190，221.
30	曹硕．粪肠球菌细菌素CHQS抑菌活性与作用机理的研究［D］．天津：天津大学，2019.
31	赵彤，钟宜科，荀一萍，等．乳酸菌抗氧化性及其作用机制研究进展［J］．中国食品添加剂，2018（9）：202-209.
	ZHAO Tong， ZHONG Yike， XUN Yiping，et al ．Research progress on antioxidation and regulation mechanism of lactic acid bacteria［J］．China Food Additives，2018（9）：202-209.
32	刘宏宇，汪立平，艾连中，等．乳酸菌的抗氧化活性和耐酸耐胆盐性能的研究［J］.食品工业科技，2014，35（2）：92-96，99.
	LIU Hongyu， WANG Liping， AI Lianzhong，et al ．Study on antioxidant activity and acid，bile salts tolerance of lactic acid bacteria［J］．Science and Technolo-gy of Food Industry，2014，35（2）：92-96，99.
33	刘孝芳，雷文平，迟珺曦，等．乳酸菌降胆固醇作用及降解机制研究进展［J］．中国酿造，2020，39（6）：22-25.
	LIU Xiaofang， LEI Wenping， CHI Junxi，et al ．Research progress on cholesterol-lowering effect and degradation mechanism of lactic acid bacteria［J］． China Brewing，2020，39（6）：22-25.
34	马长路，田玲，罗红霞，等．人粪便来源的屎肠球菌潜在降胆固醇能力研究［J］．食品科技，2020，45（2）：23-28.
	MA Changlu， TIAN Ling， LUO Hongxia，et al ．Study on cholesterol lowering properties of Enterococcus faecium from human feces［J］．Food Science and Technology，2020，45（2）：23-28.
35	ZHU Y， LI T， DIN A U，et al ．Beneficial effects of Enterococcus faecalis in hypercholesterolemic mice on cholesterol transportation and gut microbiota［J］．Applied Microbiology and Biotechnology，2019，103 （7）：3181-3191.

药敏纸片名称	药物含量/μg	抑菌圈直径判断标准/mm
药敏纸片名称	药物含量/μg	R	I	S
环丙沙星	5	≤15	16-20	≥21
氧氟沙星	5	≤12	13-15	≥16
利福平	5	≤16	17-19	≥20
美罗培南	10	≤19	20-22	≥23
头孢唑林	30	≤14	—	≥15
头孢呋辛	30	≤14	15-17	≥18
卡那霉素	30	≤13	14-17	≥18
四环素	30	≤14	15-18	≥19
氯霉素	30	≤12	13-17	≥18
青霉素	10	≤14	—	≥15
万古霉素	30	≤14	15-16	≥17

药敏片	Enterococcus faecalis EF-ZA1107-06抑菌圈直径/mm	敏感度	Staphylococcus aureusATCC12592 抑菌圈直径/mm	敏感度
环丙沙星	16.3±0.41	I	19.1±0.05	I
氧氟沙星	16.3±1.24	S	17.8±1.25	S
利福平	17.2±0.23	I	18.3±0.75	I
美罗培南	19.7±1.69	I	20.0±1.00	I
头孢唑林	16.0±0.82	S	22.0±1.50	S
头孢呋辛	19.0±0.00	S	22.2±0.15	S
四环素	23.3±0.47	S	20.3±1.65	S
氯霉素	22.2±0.85	S	26.5±0.50	S
青霉素	20.7±1.84	S	25.3±0.25	S
万古霉素	16.7±0.94	S	19.7±0.24	S

动物性别	剂量/（g·kg^-1）	动物数/只	体质量（X±SD）/g			死亡数/只	死亡率/%
动物性别	剂量/（g·kg^-1）	动物数/只	0 d	7 d	14 d	死亡数/只	死亡率/%
雌性	10.0	10	19.90±0.64	30.77±1.33	34.85±1.47	0	0
雄性	10.0	10	20.73±1.37	36.06±1.97	42.32±3.26	0	0

指示菌	抑菌圈直径/mm
	EF-ZA1107-06			LGG
	菌悬液		上清液	菌悬液	上清液
大肠杆菌	16.5±0.08^c	20.5±1.00^b		23.3±0.12^a		14.5±0.07^d
沙门氏菌	16.0±1.00^c	16.7±0.03^c		26.0±0.01^a		20.6±0.09^b
铜绿假单胞菌	10.3±0.25^d	15.0±1.00^c		21.7±0.08^a		19.2±0.12^b
白色念珠菌	10.2±0.12^d	15.3±0.25^c		24.1±0.06^a		22.0±0.01^b
单增李斯特菌	13.0±1.00^c	17.3±1.06^ab		20.0±0.07^a		16.7±0.08^b
金黄色葡萄球菌	16.0±0.20^d	16.7±0.02^c		21.3±0.05^a		17.3±0.12^b

[1]	许喜林, 赵思博, 郑柳青, 等. 鼠李糖乳杆菌LR-ZB1107-01的培养基优化及益生特性评价[J]. 华南理工大学学报(自然科学版), 2022, 50(8): 21-29.
[2]	李粤青, 廖芹, 郝志峰, 等. 地下燃气管网安全影响因子研究与数学建模[J]. 华南理工大学学报(自然科学版), 2004, 32(2): 89-93.