CN103725729A

CN103725729A - 含纳米级晶核抗性淀粉的制备以及对人体肠道微生物调控

Info

Publication number: CN103725729A
Application number: CN201210388297.4A
Authority: CN
Inventors: 周忠凯; 张岩; 陈晓姗; 杨艳; 郑排云
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-10-15
Filing date: 2012-10-15
Publication date: 2014-04-16

Abstract

新型含纳米级晶核结构的抗性淀粉益生元的制备及其对人体肠道微生物调控领域。将淀粉样品热溶解，利用多种酶进行分子修饰；在135℃下灭酶15min置于20-95℃下进行分子迁移及相分离；于5-95℃，0.5-12h下形成纳米级晶核；离心分离获得含纳米级晶核结构的淀粉；消化除去可降解的部分；得到具有纳米级晶核的抗性淀粉。分别利用FTIR、SEM、SAXS及凝胶色谱等技术检测分析其分子结构，并模拟人体肠道发酵采用FISH技术评价其对肠道菌群的影响。分析证实了该纳米级晶核结构致密，大小均匀，形状规则，具有小肠的消化抗性；具有该结构的含纳米级晶核结构的抗性淀粉能有效地刺激人体肠道有益菌群的生长而不会刺激腐败菌的生长。

Description

含纳米级晶核抗性淀粉的制备以及对人体肠道微生物调控

所属技术领域

本发明专利涉及通过制备含纳米级晶核结构的抗性淀粉以增加肠道有益菌的增殖及增加优势代谢产物的领域，是一种高效可行的制备有益于人体健康的特殊结构抗性淀粉的技术。

背景技术

现阶段的益生元大多是水溶性、中低分子的低聚糖，作为一种膳食补充剂，大部分不会被上消化道消化而能被肠道菌群所发酵。由于其分子量低，进入大肠后被微生物快速发酵，对大肠的后半部的发酵有益作用不明显。抗性淀粉为大分子，具有益生效应，甚至具有更强的功能优势，能降低甚至可控制其在体内的发酵速率，其发酵途径与机理与普通益生元大不相同，从而可克服传统益生元的缺点，但目前对于具有特定结构的抗性淀粉的研究极少。

本发明方法通过将直链淀粉含量为0-85％的淀粉样品，经过分子修饰、相分离、核结晶等技术制备出具有纳米级晶核的抗性淀粉，利用现代分析技术手段对该抗性淀粉分子结构进行表征并模拟人体肠道发酵体系，发现该抗性淀粉能够刺激人体肠道有益菌群的生长而不会刺激腐败菌的生长，是一种新型益生元。

发明内容

本发明提供了一种高效可行的制备有益人体健康的特殊结构抗性淀粉的技术，将淀粉通过分子修饰、分子迁移、相分离、结晶，降解去除可消化部分，从而得到具有纳米级晶核的抗性淀粉；模拟人体肠道菌群发酵模型对其进行功能性评价。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：(1)选取直链淀粉含量为0-85％的淀粉为样品；(2)将淀粉分子利用多种酶进行分子修饰；(3)灭酶后进行分子迁移及相分离；(4)于5-95℃，0.5-12h下形成纳米级晶核；(5)离心分离后利用多种酶消化除去可降解部分；(6)得到具有纳米级晶核结构的抗性淀粉；(7)利用傅里叶转换红外光谱FTIR、扫描电镜SEM、小角度X光散射仪SAXS、凝胶色谱等现代分析技术手段对纳米级抗性淀粉的分子结构进行特征分析；(8)采用16S rRNA荧光原位杂交技术FISH对人体肠道菌群的调控进行评价。

本发明的有益效果是，一是技术可行、所要制备的含纳米级晶核结构的抗性淀粉容易获得；二是该技术生产出的抗性淀粉结晶核均匀；三是在肠道中的代谢速度缓慢；四是能够有效刺激肠道有益菌的增殖。

附图说明：

1.纳米结构抗性淀粉的样品制备流程(图1)；

2.含纳米级晶核结构的抗性淀粉扫描电镜照片(图2)：经过分子修饰后形成的含纳米级晶核的抗性淀粉体内呈现出均匀的晶核体，其具有极强的抗体内消化功能；

3.通过荧光原位杂交分析得到的发酵样品中主要菌群的分布状况(图3)：含纳米级晶核结构的抗性淀粉能较好地促进了有益菌群的生长，同时不会刺激腐败菌大肠杆菌的生长；另外两组会刺激腐败菌的生长。另外，与其他两组抗性淀粉样品相比，含纳米级晶核结构的抗性淀粉也明显刺激两种丁酸生产菌的生长。

具体实施方式：

选取直链淀粉含量为0-85％的淀粉为样品，热溶解后利用淀粉酶、蛋白酶、异淀粉酶、支链淀粉酶等进行分子修饰；获得一定链长的淀粉分子，在135℃下灭酶15min；置于20-95℃下进行分子迁移及相分离；于5-95℃，0.5-12h下形成纳米级晶核；离心分离获得含纳米级晶核的淀粉；利用唾液淀粉酶、胃蛋白酶、胰酶、葡萄糖淀粉酶消化除去可降解的部分；得到具有含纳米级晶核结构的抗性淀粉。分别利用FTIR、SEM、SAXS及凝胶色谱技术检测分析其构造，该纳米级晶核结构致密，大小均匀，形状规则。然后模拟人体大肠发酵体系，将获得的纳米级结构的抗性淀粉与人体肠道菌混合发酵24h，利用不同的16S rRNA序列进行荧光原位杂交(FISH)分析鉴定发酵样品中微生物分布。测定该含纳米级晶核结构的抗性淀粉对人体肠道微生物有益菌的增殖效果。

Claims

1.制备含纳米级晶核结构的抗性淀粉的方法及对人体肠道微生物的调控分析，其主要特征是：(1)淀粉样品的选取；(2)淀粉内部分子结构的修饰；(3)淀粉分子的迁移、相分离及纳米级抗性淀粉晶核的形成；(4)含纳米级晶核结构的抗性淀粉的分子特征分析；(5)人体肠道菌群调控及评价。

2.根据权利1所要求的新方法，其特征是：选取直链淀粉含量在0％-85％的淀粉样品。

3.根据权利1所要求的新方法，其特征是：将淀粉样品热溶解后利用淀粉酶、蛋白酶、异淀粉酶、支链淀粉酶等进行分子修饰。

4.根据权利1所要求的新方法，其特征是：将经过分子修饰的淀粉样品于135℃灭酶15min；置于20-95℃下进行分子迁移及相分离；于5-95℃，0.5-12h下使其形成纳米级晶核；离心分离获得具有纳米级晶核结构的淀粉，利用唾液淀粉酶、胃蛋白酶、胰酶、葡萄糖淀粉酶消化去掉可降解部分；获得具有纳米级晶核结构的抗性淀粉。

5.根据权利1所要求的新方法，其特征是：分别利用傅里叶转换红外光谱学(FTIR)、扫描电子显微镜检查(SEM)、小角度X光散射仪(SAXS)、凝胶色谱等现代分析技术手段对该抗性淀粉的精细结构进行表征。

6.根据权利1所要求的新方法，其特征是：利用不同的16S rRNA序列在荧光原位杂交分析(FISH)基础上列举目标菌，利用五种探针分别特定于双歧杆菌、乳酸菌/肠球菌、大肠杆菌、普拉梭菌(Feacalibacterium prausnitzii)、霍氏真杆菌(Eubacterium hallii)分析鉴定并测定肠道菌发酵该纳米级晶核结构的抗性淀粉对大肠菌群中有益菌的增殖的效果。