酸奶中的微生物有多活跃化学家创造了一种研究益生菌活性的新工具

人类发酵食物和饮料(从泡菜和酸奶到啤酒和康普茶)已有13,000多年的历史。发酵是一种利用微生物从碳水化合物中产生醇和酸的自然过程，可以保存食物，使其保质期更长，并且可以通过将某些成分转化为更容易消化的形式来提高食物的质量。

一些含有活微生物的发酵食品被称为益生菌，它可以延长食品的保质期并提供一系列额外的好处，例如促进健康的肠道微生物组和降低胆固醇水平。

我们是化学家，我们的团队希望找到一种方法来了解哪些益生菌在体内最活跃。因此，我们开发了一种纸板传感器，可以监测益生菌的代谢活动。

益生菌的健康益处

由于益生菌通常被认为是安全的，因此也是当今市场上最受欢迎的膳食补充剂之一，每年销售额超过500亿美元。

乳酸菌、双歧杆菌和酵母菌是最常见的益生菌。例如，食品制造商使用保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌的发酵剂来凝结牛奶并制作酸奶。

最近的研究还发现，益生菌可以防止体内有害细菌的生长，降低胆固醇水平，减少便秘，控制血压，增强维生素的产生，改善钙的吸收并增强免疫系统。

然而，益生菌只有在微生物存活时才能提供健康效果，这意味着它们代谢活跃并与宿主身体相互作用。因此，益生菌的类型、配方以及加工方式变得至关重要。

分析益生菌

益生菌从单个细胞生长成菌落。食品科学家可以通过计算食物中活细胞(也称为菌落形成单位)的数量来研究益生菌，以确定它们可能生长多少以及它们的活跃程度。他们还可以研究益生菌如何对实验室制作的胃液做出反应，以模拟益生菌在肠道中的作用。胃液是消化过程中胃分泌的液体。

然而，大多数这些测试都很慢，并且需要昂贵的仪器和熟练的人员。这就是我们的纸板传感器发挥作用的地方。

富含益生菌的食物有助于肠道健康。

我们的研究团队与巴西的研究团队合作开发了一种简单的传感器，可以测量益生菌食品的代谢活动。

我们使用标准纸板和称为激光划线的工艺来构建传感器。我们使用激光将少量纸板转化为碳，使其具有导电性。我们还使用了金纳米粒子，它通过降低材料的电阻率进一步提高了传感器的响应。

降低材料的电阻率非常重要，因为传感器通过一种称为氧化还原反应的化学反应来检测细菌的代谢活动。它可以检测一种益生菌产生的分子的氧化。

传感器结果

在测试之前，团队首先使用美国商店中广泛销售的流行益生菌酸奶作为模型来校准传感器。对于每次测试，我们只需将100微升样品(约1/50茶匙)在室温下孵育10分钟。

校准传感器后，我们测试了样品中微生物的代谢活性。我们测试了啤酒和酸奶，发现传感器可以比科学家通常使用的其他测试更准确地确定代谢活动。

我们还发现，我们测试的啤酒中的细菌(一种未经过滤的IPA)比酸奶(流行品牌Siggi's、Yakult和Activia)具有更高的代谢活性。

但是，在您前往当地的啤酒厂之前，请务必注意，传感器仅测量样品中存在的微生物的总代谢活动。它不会检测到任何有关活动类型或潜在健康影响的信息。

虽然一些团体报告了啤酒的潜在健康益处，但并非所有啤酒都能提供这些益处。请记住，一品脱IPA不仅含有有益细菌，而且酒精含量通常为6%至8%和180-200卡路里。

许多研究人员使用更传统的益生菌食品进行了该领域的研究，这些食品含有肠道中的许多微生物。即使在这些情况下，他们发现益生菌纠正特定健康问题的能力可能是有限的。

此外，考虑到含有益生菌的补充剂的监管方式，很难说这些产品是否确实含有标签上广告的活菌类型和数量。

考虑到所有因素，所提出的传感器旨在提供一种简单、便携且低成本的方法来检测活细菌的活动。这些传感器有一天可以在医疗保健等领域发挥作用。