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山楂为蔷薇科植物山里红Crataegus pinnatifida Bge. var. major N. E. Br. 或山楂 Crataegus pinnati- fida Bge. 的干燥成熟果实,焦山楂为其炒制品[1]。现代药理研究证明,焦山楂抑菌作用强于生山楂,而某些特定菌群与消化功能密切相关[2]。而山楂炒焦后产生新的物质—类黑素,类黑素是在食品热处理过程中形成的。目前,类黑素的抗菌活性已得到证实。大多数类黑素对微生物作用的研究都是在特定的微生物生长培养基中进行的,这些研究表明类黑素可以刺激微生物生长[3],也可以抑制微生物生长[4-5]。肠道菌群与人体健康密切相关,药物和功能食品可能通过调节肠道微生物来改善胃肠功能,帮助消化[6-7]。双歧杆菌和大肠杆菌是典型的有益菌和有害菌,双歧杆菌常被加入酸奶饮品中帮助消化。乙酸是双歧杆菌的主要代谢物质,随着乙酸的增多,pH值降低从而抑制大肠杆菌的生长繁殖。本实验通过研究山楂,焦山楂以及焦山楂炒制过程中产生的类黑素对大肠杆菌、双歧杆菌以及其代谢物乙酸的影响,探究“山楂炒焦长于消食导滞”的作用机制。
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低温培养箱(美墨尔特有限公司,德国),生物安全柜(赛默飞世尔科技公司,美国),高压灭菌锅(三洋公司,日本),纯水机(密理博公司,美国),厌氧罐(北京陆桥技术股份有限公司,北京);紫外可见分光光度计(上海佑科仪器仪表有限公司,上海);7890B型气相色谱仪(安捷伦科技有限公司,美国);HP-FFAP型毛细管柱(货号:19091F-413,安捷伦科技有限公司,美国);GM900型非接触红外测温仪(深圳聚茂源科技有限公司,深圳)。
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MRS固体培养基、PYG液体培养基、厌氧产气袋和厌氧指示剂(北京陆桥技术股份有限公司);蛋白胨、酵母粉(英国OXOID公司);乙酸(98.85%,国药集团化学试剂有限公司,中国);其余试剂均为分析纯。
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净山楂饮片(四川同善堂中药饮片有限责任公司,批号:180501);双歧杆菌(GDMCC1.1258)、大肠杆菌(ATCC25922)(中国科学院微生物研究所)。
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参照2015版《中国药典》一部山楂项下制备焦山楂。取生山楂150 g,中火(380~420)℃炒制10 min,至药材表面呈焦黄或焦褐色,内部颜色加深,并具有焦香气味,取出,常温封存,即得。
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(1)生山楂和焦山楂浸膏的制备
取生山楂和焦山楂各100 g进行水浸提,料液比为1:15,浸提8 h,浸提2次。生山楂和焦山楂浸提液分别在4 ℃下以3 600 r/min离心10 min,取上层清液各1 000 ml。将500 ml上层清液进行蒸发浓缩至胶状,停止加热,余温使其自然干燥,得生山楂浸膏13.75 g,焦山楂浸膏14.02 g。
(2)焦山楂中类黑素的提取
取焦山楂100 g,按照“1.2.2”项中⑴的方法提取得到1 000 ml上层清液。取500 ml上层清液蒸发浓缩得棕褐色浓缩液50 ml,进行大孔树脂吸附,室温吸附流速1.5 ml/min,60%乙醇作为洗脱剂,洗脱至色谱柱上无棕色为止,收集洗脱液500 ml。洗脱液蒸发浓缩至胶状,停止加热,余温使其自然干燥,得焦山楂类黑素浸膏13.12 g。
(3)类黑素的紫外检测
取类黑素浸膏1 g,蒸馏水溶解定容至100 ml,取10 ml溶液,分别定容至50 ml;因波长420 nm处是类黑素的特征吸收波长,测其特征吸收下的吸光度值,焦山楂类黑素浸膏吸光度值为0.492,说明焦山楂中类黑素提取成功。
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(1)双歧杆菌测试菌菌液的制备
以接种环自双歧杆菌标准菌种管挑取菌种,划线接种至MRS固体培养基,36 ℃厌氧培养48 h,挑取单菌落接种至PYG液体培养基,36 ℃厌氧培养48 h,以生理盐水调整浓度至1.0麦氏浓度,作为受试菌初始菌液,按10:1浓度加入试验体系。
(2)大肠杆菌测试菌液的制备
以接种环自大肠杆菌标准菌种管挑取菌种,划线接种至LB固体培养基(配方:蛋白胨10 g,酵母粉5 g,氯化钠10 g,琼脂粉15 g,加入1 L蒸馏水,以5 mol/L氢氧化钠调节pH至7.0,121 ℃高压灭菌15 min备用),36 ℃有氧培养24 h,挑取单菌落接种至LB液体培养基(配方:蛋白胨10 g,酵母粉5 g,氯化钠10 g,加入1 L蒸馏水,以5 mol/L氢氧化钠调节pH至7.0,121 ℃高压灭菌15 min备用),36 ℃有氧培养6 h,以生理盐水调整浓度至0.5麦氏浓度,作为受试菌初始菌液,按10:1浓度加入试验体系。
(3)样本药液的处理
准确称取生山楂,焦山楂和类黑素浸膏各10 g,加入100 ml去离子水,超声振荡处理,期间手动震摇数次,直至样本完全溶解,配制10%母液,并经115 ℃高压灭菌处理15 min后4 ℃保存备用。
(4)乙酸含量测定
①样本前处理:将经过微生物培养的溶液1 ml,经过高速离心机4 000 r/min离心,之后再过0.2 µm有机相滤头于进样瓶,样品量大于0.5 ml,或者使用内插管,上机测定。
②标准溶液及标准曲线:称取60.05 g乙酸于100 ml容量瓶,用一级水定容至刻度,摇匀,作为储备标准溶液,浓度为101.33 mmol/L。将标准储备溶液依次稀释1、3、10、20、100、200倍得标准工作溶液。
③色谱条件:洗针液为甲醇,进样量0.5 µl,进样口温度240 ℃;压力6.1219 psi;分流比10:1,流量为1.0 ml;升温程序:初始温度:100 ℃,保持0 min;梯度一:以5 ℃/min升到120 ℃,保持0 min;梯度二:以20 ℃/min升到200 ℃,保持10 min;总运行时间:18 min;检测器(FID)温度:240 ℃;空气流量:300 ml/min;氢气流量:33 ml/min;尾吹氮气流量:20 ml/min;数据采集频率/峰宽:20 Hz/0.01 min。
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使用SPSS 22.0进行独立样本t检验,数据以平均数±标准差(
$\bar x \pm s$ )表示,P<0.05认为存在显著性差异。 -
乙酸浓度在0.51~101.33 mmol/L线性关系良好。以乙酸峰面积(Y)为纵坐标,乙酸含量(X)为横坐标,绘制标准曲线,得到线性回归方程为Y=3.670 5X−4.300 8,r=0.999 0,残留标准误差为6.644 2,如图1所示。
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生山楂和焦山楂加速生长期双歧杆菌的生长繁殖,达稳定期后,由于生山楂中多种物质被分解,菌群产生大量代谢废物,于衰亡期加速双歧杆菌的衰亡;由于焦山楂中多种物质被分解,菌群产生大量代谢废物,于衰亡期加速双歧杆菌的衰亡;但因焦山楂中存在类黑素且其他物质较少,衰亡速率慢于生山楂组;类黑素加速生长期双歧杆菌的生长繁殖,但由于无其他物质,其生长速率慢于生山楂组,但在衰亡期中明显改变双歧杆菌生长规律,使生长期延长(生长速率变缓),双歧杆菌衰亡延后,如图2。
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生山楂促进大肠杆菌生长期前期的生长繁殖,但由于代谢废物的逐渐增加,乙酸堆积,使生长速率逐渐变缓;焦山楂促进大肠杆菌生长期前期的生长繁殖,但由于类黑素及代谢废物的影响使生长期变短,稳定期提前;类黑素对大肠杆菌生长期前期无明显影响,但生长期后期明显促进大肠杆菌的生长繁殖,如图3所示。
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《中国药典》一部中对焦山楂炮制方法为:取净山楂,中火条件下炒至药材表面焦褐色,内部焦黄色,并具有焦香气味。因无可控工艺参数,焦山楂炮制过程中易出现饮片表面以及内部颜色不均一,山楂炒制成品质量不稳定等情况。结合课题组前期实验,采用分别100、150、200和250 g净山楂为炮制对象,中火条件为(340~380)℃、(380~420)℃和(420~460)℃,炮制时间为8、10、12和14 min;不同质量同一批号的净山楂在不同的中火条件下炮制不同的时间,采用非接触式红外测温仪检测炒制温度,并以炒锅初温和山楂药材炒制末温辅助控温。实验筛选出150 g净山楂中火条件(380~420)℃下炒制10 min,可得到质量稳定,颜色均一的焦山楂。
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类黑素的提取方法主要是水浸提法,Borrelli等[8]在90 ℃条件下,采用1:6料液比,对咖啡中的类黑素进行水提;Langner等[9]在室温条件下采用1:12料液比,水浸提1 h,提取到土豆类黑素粗制品。类黑素成分复杂,提纯困难。目前,主要的纯化方法有大孔树脂、超滤和凝胶层析等方法。何健[10]等发现X-5大孔树脂是曲霉型豆豉类黑素的最佳吸附树脂。秦礼康等[11]利用S-8树脂分离得到豆豉两个类黑素组分。本实验在水浸提法的基础上进行改良,最终获得最优提取工艺。结果显示类黑色素在420 nm处有较强吸收[12]。
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实验采用气相色谱法检测菌群代谢物乙酸的含量。参照文献[13-14],结果显示其色谱条件对于本样品分析效果不佳;在柱温选择中,恒温法对乙酸检测效果不理想,峰形不稳定,因此实验采取梯度升温。经反复试验,最终获得正文中的检测参数,分离效果好,可作为本实验乙酸检测条件。
Effects of hawthorn and melanoidins on the in-vitro growth of Bifidobacterium and E.coli
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摘要:
目的 考察山楂饮片及类黑素对双歧杆菌和大肠杆菌体外生长的影响。 方法 参照2015版《中国药典》方法炮制焦山楂,通过大孔吸附树脂提取工艺对焦山楂中的类黑素进行分离提纯,紫外分光光度法检测类黑素;气相色谱法检测生山楂、焦山楂和类黑素对双歧杆菌和大肠杆菌生长期、稳定期和衰亡期乙酸含量的影响。 结果 初期生山楂和焦山楂对细菌的影响大于类黑素,中后期类黑素通过改变乙酸的生成抑制大肠杆菌生长代谢,以及改变双歧杆菌生长代谢规律,促进乙酸生成,调节肠道菌群。 结论 生山楂、焦山楂和类黑素均通过促进肠道菌群生长代谢,促进消化。其中,焦山楂对肠道菌群效果较好。 Abstract:Objective Effect of hawthorn and melanoidins on the in-vitro growth of Bifidobacterium and E.coli. Methods According to methods of the Chinese pharmacopoeia (2015),the charred hawthorn was prepared. The melanoidins in charred hawthorn were separated and purified by the macroporous resin extraction process. Ultraviolet spectrophotometry was used to detect melanoidins. The gas chromatography was used to detect the effects of hawthorn, charred hawthorn and melanoidins on the content of the acetic acid in Bifidobacterium and E.coli during growth, stable and decay period. Results In the early stage, the effects of hawthorn and charred hawthorn on bacteria were greater than melanoidins. In the middle and late stage, melanoidins inhibited the growth and metabolism of E.coli by changing the generation of acetic acid, and contributed to that of Bifidobacterium and also promoted the generation of acetic acid and regulate the intestinal flora. Conclusion Hawthorn, charred hawthorn and melanoidins all promote digestion by promoting the growth and metabolism of intestinal flora. Among them, charred hawthorn has a better effect on intestinal flora. -
Key words:
- melanoidins /
- charred hawthorn /
- gas chromatography /
- Bifidobacterium /
- E.coli
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丙戊酸钠是一种临床常用的抗癫痫药物,用于治疗全身和部分发作类型的癫痫,同时,丙戊酸钠也可用于治疗与双向情感障碍相关的躁狂发作[1]。丙戊酸钠中毒可能偶然发生,也可能是有意而为之,尤其是对有自残意图的患者[2]。急性丙戊酸钠中毒通常表现为中枢神经系统抑制、肝酶升高、血氨升高和电解质紊乱,如高钠血症等。严重过量使用丙戊酸钠的患者可出现低血压、心动过速、呼吸抑制、代谢性酸中毒、脑水肿等,如果不积极治疗,可进展为昏迷甚至死亡[3]。本文报道一例丙戊酸钠中毒患者的救治过程,为临床救治药物中毒患者中如何发挥临床药师的作用提供参考。
1. 病例概况
患者,女性,22岁,身高165 cm,体重55 kg。因“服用丙戊酸钠缓释片(0.5 g/片)60片4 h”入院。入院前4 h患者因情绪激动自服丙戊酸钠缓释片(0.5g/片)60片(准确计数)后依次出现少语,乏力,嗜睡,但无明显呕吐。
患者自2年前被诊断为双向情感障碍,长期服用抗抑郁药帕罗西汀20mg qd、丙戊酸钠缓释片0.5g qn,规律服药。否认高血压、糖尿病、心脏病、肝炎等慢性疾病,否认食物药物过敏史、无吸烟史,偶有饮酒。
急诊查体:血压145/91 mmHg,心率127次/min,体温37.4℃,呼吸频率20次/min,双肺呼吸音粗,未及明显干湿啰音。心律齐,腹软,未及明显包块,无明显肌紧张。四肢肌力正常,病理征未引出。
实验室检查:C反应蛋白2.47 mg/L,白细胞6.82×109/L,血小板388×109/L,淋巴细胞百分比0.52%,谷丙转氨酶12.7 U/L,结合胆红素2.0 μmol/L,血氨24 μmol/L,白蛋白41 g/L,血红蛋白133 g/L,血总淀粉酶106.8 U/L,血钾3.3 mmol/L,血肌酐63 μmol/L,乳酸3.8 mmol/L,尿隐血1+。肺部CT:两肺下叶炎症。
急查丙戊酸钠血药浓度307.8 mg/L。立即予以洗胃催吐,洗胃容量为20 000 ml,无明显药物碎屑洗出。同时给与纳洛酮促醒、呋塞米利尿、谷胱甘肽、异甘草酸镁保肝、奥美拉唑抑酸护胃等对症支持治疗后,转入ICU继续治疗。入院诊断:急性丙戊酸钠中毒,肺部感染,双向情感障碍。
2. 治疗经过及临床药师建议
患者转入时嗜睡乏力,鼻导管吸氧。有文献报道,如果急性摄入丙戊酸钠超过200 mg/kg或血药浓度大于180 mg /L的患者,常导致中枢神经系统功能障碍,可能发生震颤、躁动、脑水肿等神经功能损伤[4]。考虑到患者丙戊酸钠血药浓度较高,临床医生开放中心静脉通路,行连续静脉-静脉透析-滤过治疗(CVVHDF),处理前急查丙戊酸钠血药浓度317.4 mg/L,CVVHDF模式,血流速度160 ml/min,脱水速度110 ml/h,透析液2000 ml/h。首次CVVHDF后,立即查丙戊酸钠血药浓度150.3 mg/L,仍然偏高,CVVHDF后约8 h查血药浓度为260.9 mg/L,药师建议行CVVHDF联合血液灌注加速药物的清除。
入院第2天,患者神志清,精神软,乏力状,气平,心律齐,血氨67 μmol/L,血红蛋白110 g/L,白蛋白34.8 g/L,余未见明显异常,针对血氨升高,使用注射用门冬氨酸鸟氨酸10 g qd,继续补液、护胃、保肝等治疗。并行血液灌流治疗3 h,低分子肝素体外抗凝,血流速度160 ml/min。血液灌流后查丙戊酸钠血药浓度97.7 mg/L。第3天,查丙戊酸钠血药浓度227.8 mg/L,血氨116.5 μmol/L,白蛋白28 g/L,总蛋白56 g/L,临床药师建议补充人血白蛋白,血总淀粉酶139.9 U/L,关注胰腺炎可能。患者诉入院以来没有大便,腹部听诊器检查提示肠鸣音较弱,临床药师结合患者血氨较高,建议医生使用乳果糖口服液,20 ml tid。患者精神状态可,神志清,精神软,考虑到患者服用丙戊酸钠剂量过大,组织器官可能存在药物蓄积,故继续行CVVHDF联合血液灌流治疗,方法同前。治疗后,测丙戊酸钠血药浓度73.5 mg/L。第4天,查血药浓度65 mg/L,血氨96 μmol/L,入院第5天血药浓度41 mg/L,血氨28 μmol/L,精神状态可,神志清,嗜睡情况明显好转,转出ICU。在住院期间,除白蛋白短暂降低,血氨升高外,肝肾功能未见明显异常,予以出院。
3. 讨论
近年来急诊各种药物过量患者呈现上升趋势,服用药物也越来越复杂。临床上能开展的血药浓度监测较少。而近年来开展的丙戊酸钠血药浓度监测逐渐应用于临床。目前测定丙戊酸钠血药浓度采用荧光免疫法,具有简便、快速,临床实用性强等特点[5]。
丙戊酸钠口服生物利用度接近100%,血浆蛋白结合率较高,血药浓度50 mg/L时蛋白结合率约为94%,血药浓度100 mg/L时,蛋白结合率为80%~85%,主要分布在细胞外液和肝、肾、肠、脑等组织,大部分经肝脏代谢,包括与葡萄糖醛酸共价结合和β氧化酶氧化等过程,后大部分经肾脏排泄。丙戊酸钠为小分子化合物,水溶性较强,蛋白结合率高,考虑到患者吞服丙戊酸钠缓释片剂量过大,且血药浓度较高,文献报道急性摄入丙戊酸钠过多,血药浓度大于180 mg/L常导致患者中枢神经系统功能障碍,如震颤、躁动、脑水肿等神经功能损伤,丙戊酸钠组织器官药物浓度高可能损伤肝、脑、肾等多种重要器官[4]。有文献报道大鼠口服丙戊酸钠半数致死量折算到人的半数致死量为0.13~0.16 g/kg[6],按照患者60 kg计算,半数致死剂量约为8~10 g,极限致死剂量为15 g左右,该患者服用丙戊酸钠缓释片总量达到30 g,具有积极抢救的意义。
过量服用丙戊酸钠虽无特效解毒剂,但亦无洗胃禁忌证。专家共识认为,对无特效解毒剂的急性重度中毒患者,即使已超过6 h仍可考虑洗胃[7],丙戊酸钠缓释片服药10 h可溶出80%左右[8],其说明书亦指出洗胃治疗在药物摄入后10~12 h内仍然有效果,故临床药师认为对该患者进行洗胃处理很合理且必要。
丙戊酸钠为强碱弱酸盐,水中溶解后呈弱碱性,pH7.5~9.0,加强利尿可促进丙戊酸钠的排出。临床药师结合丙戊酸钠理化性质、药动学特点,建议采用连续肾脏替代治疗(CRRT)和血液灌流相结合的方法清除药物。文献表明,血液透析和血液灌流可以加快丙戊酸的消除。在一项病例研究中,血液透析使丙戊酸半衰期从治疗前13 h减少到治疗后1.7 h,并在治疗4 h内表现出显著的临床改善[9]。当血清丙戊酸钠浓度降至50 ~ 100 mg /L (350 ~ 700 mmol/L)时,可停止体外治疗。
在本例中,临床医生紧急开放中心静脉通路,行CVVHDF治疗,快速稳定降低患者血液中游离态丙戊酸钠浓度。经10 h CVVHDF治疗,丙戊酸钠血药浓度从317 mg/L降低至150 mg/L,8 h后血药浓度又反跳至261 mg/L。血液净化一次后丙戊酸钠血药浓度可能出现反跳现象[10],缘于组织器官药物浓度依然较大,药物重新分布导致血药浓度再次上升。临床药师考虑到丙戊酸钠蛋白结合率高,而CRRT主要用于高水溶性、小分子、低蛋白结合率的毒物清除,对结合态丙戊酸钠清除效果不佳,故建议在CRRT基础上联合血液灌流治疗,血液灌流主要用于高蛋白结合率、高脂溶性、相对分子质量较大的毒物,树脂灌流器对蛋白结合和脂溶性分子清除较好,经3 h血液灌流,丙戊酸钠血药浓度从261 mg/L降低至97.7 mg/L,清除效果较显著。在体内,丙戊酸钠以游离状态与相应受体结合产生药效,因丙戊酸钠血浆蛋白结合率高,血浆蛋白含量的改变可以显著影响游离丙戊酸钠浓度,进而影响药效或产生毒性不良反应[11]。有研究证实等量丙戊酸钠随血浆蛋白的增加,游离丙戊酸钠血药浓度呈下降趋势[12],当患者血浆白蛋白降低时适当补充白蛋白可以减小丙戊酸钠的毒副作用。
丙戊酸钠导致的血氨升高及相关的高氨血症性脑病时有报道[4],可表现为精神错乱、癫痫发作、嗜睡等,可进展为昏迷甚至死亡,临床应密切关注患者血氨变化。患者入院第二天血氨升高,达67 μmol/L,使用注射用门冬氨酸鸟氨酸10 g qd。本药可提供尿素和谷氨酰胺合成的底物,谷氨酰胺是氨的解毒产物,同时也是氨的储存及运输形式;鸟氨酸涉及尿素循环的活化和氨的解毒全过程;门冬氨酸参与肝细胞内核酸的合成,以利于修复被损伤的肝细胞[13]。入院第三天患者诉入院以来无大便,且血氨升至116.5 μmol/L,故临床药师建议口服乳果糖,乳果糖为渗透性轻泻剂,在小肠内不被水解吸收,其渗透性使水和电解质保留于肠腔,本药在结肠内被细菌分解成乳酸、醋酸,使肠内渗透压进一步升高,粪便容量增大,刺激肠蠕动,产生导泄作用。结肠内生成的乳酸和醋酸可以使肠腔pH值降低,形成不利于分解蛋白质的细菌生存、繁殖的酸性内环境,从而减少氨的产生,酸性环境还可使NH3转变为NH4+,解离状态的NH4+脂溶性小,肠道难以吸收而随粪便排出,当结肠内pH值从7.0降至5.0时,结肠黏膜不仅不吸收氨入血,反而从血液中向结肠排出氨[14]。乳果糖在治疗便秘的同时可以降低血氨。
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