
益生菌发酵过程伴随复杂的物质转化,发酵上清液中的代谢产物直接决定菌株益生潜力,包括胞外多糖(EPS)、ACE抑制肽、自由基清除活性物质、糖苷酶、群体感应信号分子 AI-2 等,在免疫调节、肠道屏障保护、抗氧化、血糖调节等方向具备研究价值。在菌株筛选与发酵工艺优化实验中,需要对不同菌株、不同发酵时间梯度样品进行多指标检测,传统分光光度计单管检测操作繁琐、样品消耗量大,平行样品之间误差较高,难以满足大批量样品筛查。
微孔板酶标仪是现代生物实验室高通量检测核心设备。博清生物科技(南京)有限公司研发的WKB-96酶标仪集成高性能光学检测系统,支持发光检测、荧光检测,内置温控模块(室温~45℃),可在微孔板内完成原位孵育,适配益生菌发酵产物多种比色、荧光检测方法,一次完成96个样品同步测定,降低人为操作误差,适合益生菌发酵动力学监测与活性组分定量。
一、材料与方法
(一)材料与仪器
供试菌株:植物乳杆菌、鼠李糖乳杆菌;MRS液体培养基;苯酚、浓硫酸、DPPH、pNPG底物等分析纯试剂;96孔透明微孔板。
检测设备:博清生物WKB-96酶标仪,高速冷冻离心机,超净工作台,恒温培养箱。
(二)样品制备
益生菌接种于MRS培养基,37℃静置发酵。分别在0、4、8、12、16、20、24h取样,发酵液5000r/min 离心10min,0.22μm滤膜过滤,获得无细胞发酵上清液(CFS),置于4℃保存备用。
(三)检测项目与方法
1、菌体生长曲线测定:将发酵菌液稀释后加入96孔板,使用博清生物酶标仪在600nm测定OD值,监测菌体浓度随发酵时间变化,绘制生长曲线。
2、胞外多糖(EPS)定量(苯酚 - 硫酸法):取发酵上清,经醇沉、透析获得多糖样品。微孔板中加入样品、苯酚与浓硫酸,室温显色,酶标仪490nm读取吸光度,葡萄糖标准曲线计算多糖含量。
3、DPPH 自由基清除活性测定:发酵上清与DPPH甲醇溶液在微孔板混合,避光反应,517nm测定吸光度,计算自由基清除率,评价发酵产物抗氧化能力。
4、α- 葡萄糖苷酶抑制活性测定:微孔板体系加入缓冲液、底物pNPG、发酵上清与α- 葡萄糖苷酶,37℃板内孵育,终止反应后405nm读数,计算酶抑制率,评估发酵产物降糖相关活性。
5、β- 葡萄糖苷酶活力检测:以pNPG为底物,发酵上清粗酶液进行酶促反应,终止后405nm检测吸光度,计算发酵产物中β- 葡萄糖苷酶活力。
(四)仪器性能验证
采用博清生物WKB-96酶标仪自带自动校准程序,完成光路校准。同一标准样品设置8个平行孔检测,计算吸光度变异系数CV,评估检测重复性;梯度浓度标准品检测,验证检测线性范围。
二、结果与分析
(一)仪器检测稳定性
博清生物WKB-96酶标仪对同一样品平行孔检测,吸光度CV<3%,检测结果稳定,孔间差异小,满足益生菌发酵产物平行样品统计分析要求。内置温控模块可维持微孔板内反应温度稳定,实现酶促反应原位孵育与读数,省去转移样品步骤,减少温度波动带来的实验误差。仪器支持自定义波长设置,405、490、517、600nm等常用波长可快速切换,一套微孔板平台完成发酵体系多指标检测。
(二)益生菌生长动力学监测
利用酶标仪600nm连续读数,获得植物乳杆菌与鼠李糖乳杆菌完整生长曲线。可清晰区分延滞期、对数期、稳定期,快速对比不同菌株增殖速率。相比传统分光光度计,微孔板体系可一次性设置多个菌株、多个时间梯度,大幅减少样品用量与操作时间,适合大量益生菌菌株初筛。
(三)发酵产物活性组分定量分析
苯酚 - 硫酸法多糖检测结果显示,菌株胞外多糖产量随发酵时间先升高后降低,在发酵20h达到峰值;DPPH抗氧化实验证明发酵上清具备自由基清除能力,活性随菌体生长逐步积累;α- 葡萄糖苷酶抑制实验表明部分菌株发酵产物具有较强抑制活性。博清生物酶标仪稳定捕获显色体系吸光度变化,标准曲线线性良好,可实现胞外多糖、活性代谢物准确定量。
(四)应用优势讨论
在益生菌发酵科研场景中,博清生物酶标仪优势体现在:①高通量,单块96孔板同时处理多菌株、多平行、多浓度样品;②微量检测,仅需几十微升发酵上清,减少发酵培养工作量;③一体化温控孵育,支持酶活、抑制活性等需要恒温反应的功能评价实验;④一机多用,吸光度、荧光检测模式可拓展至免疫因子、荧光标记代谢物检测,覆盖益生菌、后生元大部分体外活性评价实验。
相较于大型色谱设备,酶标仪适合发酵过程快速筛查,优先完成菌株初筛、发酵条件梯度优化;阳性样品再转入HPLC等设备开展精细组分鉴定,形成高效分层研究方案。
博清生物科技(南京)有限公司研发的WKB-96酶标仪可稳定应用于益生菌发酵产物的高通量分析,能够完成益生菌生长监测、胞外多糖定量、抗氧化活性、糖苷酶抑制活性、胞外酶活力等多项指标检测。仪器光学稳定性良好、孔间误差低,微孔板微量检测模式显著降低试剂与样品消耗,提升益生菌菌株筛选、发酵工艺优化的实验效率,是益生菌、后生元、微生物发酵实验室的基础核心检测设备,在肠道微生物、食品生物、发酵工程相关科研领域具备良好应用前景。





