CN106889615A - 一种具有调节肠道菌群功能的微量元素硒膳食补充剂及其应用 - Google Patents
一种具有调节肠道菌群功能的微量元素硒膳食补充剂及其应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种具有调节肠道菌群功能的微量元素硒膳食补充剂及其应用，属于食品技术领域。本发明中，当微量元素硒膳食补充剂添加量为富硒组和高硒组水平时，机体肠道微生物能得到明显的改善，益生菌如：乳杆菌、双歧杆菌相对丰度得到了显著提升；致病菌，如肠杆菌科和梭菌属的相对丰度明显的降低。并且本发明能够有效提高机体抗氧化能力，非常具有应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有调节肠道菌群功能的微量元素硒膳食补充剂及其应用，属于食品技术领域。
背景技术
肠道是人体最大的消化器官，也是人体最大的排毒器官，因此肠道的健康状况直接决定了人体的健康状况。与肠道健康息息相关的是肠道菌群的生态平衡。健康人的肠道中寄居着种类繁多的微生物，这些微生物构成一个巨大而复杂的微生态系统，目前肠道微生物中已发现的属超过千种，总数量大约是1013个。稳定的肠道菌群能有效帮助人体消化食物吸收营养物质，通过自身代谢分泌维生素以及拮抗致病菌，为人体的健康发挥重要作用。
肠道菌群包括了益生菌、中性菌和致病菌。其中益生菌包括了双歧杆菌、乳杆菌等，它们能促进肠道内食物的消化，合成人体所需的维生素，还能利用蛋白质残渣合成必须氨基酸，同时还能促进矿物质元素的吸收，对人体的健康十分有益。中性菌包括大肠杆菌、肠球菌等，在正常情况下这些菌在肠道内的生长定植对人体是有益的或者无害的，但是一旦增殖过多或者转移到了其他器官中，就可能引起机体的某些疾病。致病菌则主要包括肠杆菌科下的一些菌属如：沙门氏菌属和志贺氏菌属，如果这些菌在肠道内大量繁殖会引发机体腹泻、发烧甚至死亡。有研究指出，健康人群肠道内有益菌的比例应该达到70％，普通人群则是25％，便秘人群直接降到了15％，而癌症人群则低至10％。所以肠道菌群的健康对人体的健康有着不可替代的作用。
如今改善肠道微生物的方法主要有：益生菌活菌的服用和益生元的食用。益生元的主要作用是达到肠道中，刺激有益菌的生长，从而调节肠道微生物。但是如今市面上广泛使用的益生元(如：低聚果糖)十分昂贵。而且如果直接添加到食品中可能会与食品中的其他组分发生化学反应，降低食品的保质期，单独保存则所需条件比较苛刻。因此需要寻找一种廉价、易储存的益生元来调节人体的肠道菌群。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了能够调节肠道菌群功能的膳食补充剂，是以亚硒酸钠为有效成分或者主要有效成分。
本发明的第一个目的是提供一种能够调节肠道菌群功能的膳食补充剂，所述膳食补充剂以亚硒酸钠为主要有效成分。
在一种实施方式中，所述膳食补充剂为饲料、饮料、小麦粉、小麦制品等。
在一种实施方式中，所述饲料中还包括在饲料中可接受的载体。
在一种实施方式中，所述饲料是颗粒型饲料。
在一种实施方式中，所述饲料是小鼠饲料。
在一种实施方式中，所述饲料的制备：将把亚硒酸钠溶解在去离子水中，然后与饲料混匀，制粒；其中硒含量为0.15～2.00mg/kg饲料。
在一种实施方式中，所述饲料中硒含量为0.40～1.00mg/kg饲料。
在一种实施方式中，所述饮料为含乳饮料，比如发酵乳。
在一种实施方式中，所述小麦制品包括面包等。
本发明的第二个目的是提供一种能够调节肠道菌群功能的药物或者药物组合物，所述药物或者药物组合物以亚硒酸钠为主要有效成分。
在一种实施方式中，所述药物组合物还包括药学上可接受的载体。
在一种实施方式中，所述药物组合物中的亚硒酸钠是由冷冻干燥所得的亚硒酸钠粉。
在一种实施方式中，药物或者药物组合物可配制成若干种剂型，其中含有药学领域中常用的一些赋形剂；例如，口服制剂(如片剂，胶囊剂，溶液或混悬液)；可注射的制剂(如可注射的溶液或混悬液，或者是可注射的干燥粉末，在注射前加入注射用水可立即使用)；局部制剂(例如软膏或溶液)。
在一种实施方式中，所述药物组合物为胶囊剂或者片剂。
在一种实施方式中，用于本发明药物组合物的载体是药学领域中可得到的常见类型，包括：口服制剂用的粘合剂、润滑剂、崩解剂、助溶剂、稀释剂、稳定剂、悬浮剂、无色素、矫味剂等；可注射制剂用的防腐剂、加溶剂、稳定剂等；局部制剂用的基质、稀释剂、润滑剂、防腐剂等。
在一种实施方式中，所述药物组合物与标签放在一起；所述标签上记载硒摄入量在200～400μg/d。
本发明的第三个目的是提供一种制备增加肠道微生物中益生菌丰度的药物或者食品的方法，所述方法是将亚硒酸钠添加到食品或者药物中。
在一种实施方式中，所述益生菌为双歧杆菌和/或植物乳杆菌。
在一种实施方式中，所述致病菌为肠杆菌科和/或梭菌属等。
本发明的第四个目的是提供一种制备降低肠道微生物中致病菌丰度的药物或者食品的方法，所述方法是将亚硒酸钠添加到食品或者药物中。
本发明涉及的亚硒酸钠皆满足食用要求，形态呈结晶型粉末，溶于水，不溶于乙醇。熔点为350℃，纯度>99.99％，分子量为119.9634，在空气中稳定，对湿度敏感，易结晶。
本发明中，调节肠道菌群是指增加肠道微生物中益生菌丰度和/或降低肠道微生物中致病菌丰度。
本发明的微量元素硒膳食补充剂或者药物或者药物组合物具有下述有益特性：
1、能够增加肠道微生物中益生菌，如：双歧杆菌和植物乳杆菌相对丰度。
2、能够降低肠道微生物中致病菌，如：肠杆菌科，梭菌属等相对丰度。
3、能够提高机体的抗氧化能力。
本发明表明，当微量元素硒膳食补充剂添加量为富硒组和高硒组水平时，机体肠道微生物能得到明显的改善，益生菌如：乳杆菌、双歧杆菌相对丰度得到了显著提升；致病菌，如肠杆菌科和梭菌属的相对丰度明显的降低。并且本发明能够有效提高机体抗氧化能力，非常具有应用前景。
附图说明
图1是饲料制作方法流程；
具体实施方式
实施例1：小鼠饲料制备
本发明的饲料制作方法如图1所示。
把亚硒酸钠溶解在去离子水中，然后与饲料混匀，制粒。详细方法如下：分别称量0.15，0.40，1.00和2.00mg亚硒酸钠，溶解在200mL的去离子水中，倒入1kg的饲料原料中，混合制粒。形成硒含量为0.15，0.40，1.00和2.00mg/kg的小鼠饲料，分别命名为对照组、富硒组、高硒组和极高硒组。它们相当于人的摄入量分别为50，200，400和800ug/d。基础饲料的成分如下表1、表2所示：
表1基础饲料组成及含量
表2基础饲料组成和营养成分含量
实施例2：微量元素硒膳食补充剂对小鼠肠道菌群的影响
将40只四周龄的SPF级小鼠随机分为4组，每组10只。分组分别是，对照组，富硒组，高硒组和极高硒组。每组分别喂食硒含量为0.15，0.40，1.00和2.00ppm的饲料。小鼠自由采食饮水，实验周期为2个月。两个月结束后收集每只小鼠的粪便。使用粪便DNA提取试剂盒(Omega Bio-tek,Norcross,GA,U.S.)，提取小鼠粪便的基因组。并使用PCR扩增细菌16SrRNA中的V4V5区。扩增引物为515F(5′-barcode-GTGCCAGCMGCCGCGG-3′，序列如SEQ ID NO:1所示)，907R(5′-CCGTCAATTCMTTTRAGTTT-3′，序列如SEQ ID NO:2所示)。对扩增引物进行电泳纯化，使用胶回收试剂盒(Axygen Biosciences,CA,US)回收纯化的产物。将纯化后的产物等量混合后，采用Illumina MiSeqTM测序技术对混合样进行两端测序。使用QIIME(版本1.17)对测序结果进行de-multiplex以及quality-filter。使用UPARSE将相似度在97％以上的片段序列聚类成为分类操作单元(OTUs)，并利用UCHIME识别并移除嵌合序列。使用DPR分类(http://rdp.cme.msu.edu/)以及SILVA(SSU115)16S rRNA数据库对每个16S rRNA进行比对分类(置信度阈值为70％)。
小鼠肠道菌群分类结果如表3，在属水平上，富硒组和高硒组的Allobaculum，Prevotella数量与对照组相比显著上升，Lachnospiraceae呈现下降的趋势。同时Alistipes和Bacteroides也呈现下降的趋势，有研究指出这两种菌与肥胖呈正相关关系。
虽然乳杆菌和双歧杆菌这两种益生菌在整个肠道菌群中所占比例较小，但是起着不可替代的益生作用。梭菌属和埃希-志贺氏菌菌属是人体中常见的致病菌，它们也广泛的存在于自然界中，正常人体肠道菌群中它们所占比例很小，一旦因为某些原因爆发增长，则会导致人体腹泻、发热、呕吐甚至死亡等现象。因此将乳杆菌属和双歧杆菌属以及一些致病菌属的宏基因组数据单独列入表3中。表3的数据显示富硒组和高硒组的乳杆菌属和双歧杆菌属高于对照组，有显著性(p<0.05)，且梭菌属和艾希-志贺氏菌属的生长被明显抑制(p<0.01)。极高硒组虽然在乳杆菌属上高于对照组，但是艾希-志贺氏菌属相对丰度要高于对照组。可以认为，本发明的富硒组和高硒组的微量元素硒膳食补充剂可以明显促进益生菌的增殖，抑制致病菌的生长，有效调节肠道菌群。
表3小鼠肠道益生菌与致病菌属水平相对丰度％
注：*表示该组与对照组相比有显著性差异，p<0.05；**表示该组与对照组比较有极大显著性差异，p<0.01。
随后采用特异性的引物对小鼠粪便中乳杆菌属、双歧杆菌属、肠杆菌科进行荧光定量PCR(qPCR)分析，进一步验证Illumina的分析结果。
表4小鼠粪便中不同菌群含量(log拷贝数/g粪便)
注：*表示该组与对照组相比有显著性差异，p<0.05；**表示该组与对照组比较有极大显著性差异，p<0.01。
表4的数据为qPCR实验结果，基本与宏基因组结果一致。富硒组和高硒组肠道中双歧杆菌和乳杆菌的含量均高于对照组，致病菌肠杆菌科的含量低于对照组，且都有显著性差异(P<0.05)。以上的数据表明，本发明的微量元素硒膳食补充剂的富硒组和高硒组能有效调节机体的肠道微生物组成和丰度，拥有促进益生菌生长，抑制肠道病原菌生长的能力。
实施例3：微量元素硒膳食补充剂对小鼠抗氧化能力的影响
按照实施例1所述的小鼠实验，实验结束后，眼眶取血处死小鼠，取小鼠的肝脏和肾脏，用预冷的生理盐水清洗，匀浆。测定肝脏中SOD(超氧化物歧化酶)，MDA(丙二醛)和T-AOC(总抗氧化能力)等抗氧化指标。测试结果如下表。
表5小鼠肝脏抗氧化测定
注：*表示该组与对照组相比有显著性差异，p<0.05；**表示该组与对照组比较有极大显著性差异，p<0.01。
从表5的数据可以看出，富硒组和高硒组的抗氧化能力要高于对照组、氧化应激水平要低于对照组。SOD(过氧化物歧化酶)是动植物体内重要的抗氧化活性物，它的功能包括：清除体内脂质过氧化产生的活性氧等自由基和修复自由基损伤的细胞。从表中数据可以看出，随着膳食硒浓度的不断增加，小鼠肝脏中SOD的活力也不断增加，富硒组、高硒组和对照组之间有显著性的差异。极高硒组SOD活力出现了略微下降的现象，但是和对照组也有显著性差异。T-AOC(总抗氧化能力)是评价机体抗氧化能力的一个综合指标，当机体组织的抗氧化能力越强的时候，T-AOC的数值越大。从表5可以看出富硒组、高硒组的T-AOC高于对照组，有显著性。虽然极高硒组的SOD含量较对照组要高但是T-AOC却比对照组要低。说明本发明在富硒组和高硒组的应用能够提高机体的抗氧化能力。MDA(丙二醛)是生物体内自由基与脂质发生过氧化反应的标志性产物，是生物体内氧化应激损伤的指标。从表5的数据可以看出，富硒组、高硒组的MDA浓度显著低于对照组，极高硒组略微高于对照组没有显著性差异。说明，本发明的微量元素硒膳食补充剂能够提高机体抗氧化能力，清除自由基保护机体氧化应激损伤。
应用实施例1：制备含有微量元素硒膳食补充剂的发酵乳
鲜奶加糖溶解后，加入一定量亚硒酸钠，使其浓度为200μg/kg，于60℃，20MPa条件下进行均质，然后在95℃条件下杀菌5min，降温到35℃，加入商业干粉发酵剂保加利亚乳杆菌和商业干粉发酵剂嗜热链球菌，所述混合菌的接种量为鲜奶重量的0.03％，混匀，在40℃下保温发酵，凝乳后，在温度4℃下冷藏24h，得到所述富硒发酵乳。
应用实施例2：制备含量微量元素硒膳食补充剂的面包
将10g白砂糖和200μg的亚硒酸钠溶于300ml的温水(41～45℃)中，将干酵母洒在水上，搅拌，静置10-15min。然后将水倒入1kg面粉中，混匀，揉面，于室温下放置60min。用拳头压扁面团排除其中气泡，将面团分成等大小若干份，再将小面团放置室温下继续发酵至原先体积的两倍大，发酵时间依据室温而定，为60min～120min之间。在面团表面涂少许黄油，与220℃的烤箱中烘烤30～35min。冷却至室温，即得到所述的富硒面包。
应用实施例3：制备含微量元素硒膳食添加剂的颗粒饲料
将0.4～1mg的亚硒酸钠添加入1kg粉状预混饲料中，充分混匀，以小型颗粒饲料机进行制粒，制粒温度为65℃，得到富硒颗粒饲料，所得颗粒饲料硒含量为0.4～1mg/kg。
应用实施例4：制备含有微量元素硒膳食补充剂的胶囊制品
称量亚硒酸钠200μg，加入到以重量计算3％的海藻酸钠溶液中，充分搅拌溶解，然后将此混合液以重量计2％氯化钙溶液中形成胶粒，静置固化30min，过滤收集胶粒，将收集到胶粒进行冷冻干燥48h，得到含有亚硒酸钠的粉剂，将这种粉剂装入目前市场上销售的药用胶囊中，得到所述的胶囊制品。
应用实施例5：制备含有微量元素硒膳食补充剂的片剂
分别称取采用冷冻干燥方法制备的亚硒酸钠粉剂25.7重量份、淀粉55.0重量份、纤维素衍生物4.5重量份、羧甲基淀粉钠12.0重量份、滑石粉0.8重量份、蔗糖1.0重量份与水1.0重量份，充分混匀，采用常规方法制成湿颗粒，然后使用例如中南制药机械厂生产的压片机进行压片，然后使用例如青州市益康中药机械有限公司生产的小型药物干燥剂中进行干燥，再包装得到本发明的片剂。
应用实施例6：制备含微量元素硒膳食补充剂的小鼠颗粒饲料
将0.4～1mg的亚硒酸钠添加入1kg粉状预混饲料中，充分混匀，以小型颗粒饲料机进行制粒，制粒温度为65℃，得到富硒颗粒饲料，所得颗粒饲料硒含量为0.4～1mg/kg。
虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可做各种的改动与修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。
序列表
<110> 江南大学
<120> 一种具有调节肠道菌群功能的微量元素硒膳食补充剂及其应用
<130> 1
<160> 2
<170> PatentIn version 3.3
<210> 1
<211> 16
<212> DNA
<213> 人工序列
<400> 1
gtgccagcmg ccgcgg 16
<210> 2
<211> 20
<212> DNA
<213> 人工序列
<400> 2
ccgtcaattc mtttragttt 20
Claims (10)
1.一种能够调节肠道菌群功能的膳食补充剂，其特征在于，所述膳食补充剂以亚硒酸钠为主要有效成分。
2.根据权利要求1所述的膳食补充剂，其特征在于，所述膳食补充剂为饲料、饮料、小麦粉、小麦制品等。
3.根据权利要求2所述的膳食补充剂，其特征在于，所述饲料中还包括在饲料中可接受的载体。
4.根据权利要求2所述的膳食补充剂，其特征在于，所述饲料中硒含量为0.40～1.00mg/kg饲料。
5.一种能够调节肠道菌群功能的药物或者药物组合物，其特征在于，所述药物或者药物组合物以亚硒酸钠为主要有效成分。
6.根据权利要求5所述的药物组合物，其特征在于，所述药物组合物还包括药学上可接受的载体。
7.根据权利要求5所述的药物组合物，其特征在于，所述药物组合物为胶囊剂或者片剂。
8.根据权利要求5所述的药物组合物，其特征在于，所述药物组合物与标签放在一起；所述标签上记载硒摄入量在200～400μg/d。
9.一种制备增加肠道微生物中益生菌丰度的药物或者食品的方法，其特征在于，所述方法是将亚硒酸钠添加到食品或者药物中。
10.一种制备降低肠道微生物中致病菌丰度的药物或者食品的方法，其特征在于，所述方法是将亚硒酸钠添加到食品或者药物中。
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