CN106943423A - 具有调节肠道菌群结构作用的多糖组合物及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有调节肠道菌群结构作用的多糖组合物及其应用。所述组合物由魔芋多糖和人参多糖组成；所述魔芋多糖和人参多糖的重量比是1～99﹕1～99。本发明通过大量实验筛选结果表明，魔芋多糖和人参多糖按特定配比组合后能有针对性地改变肠道菌群，调节肠道菌群结构，改善肠道健康；魔芋多糖和人参多糖组合应用，能更好地发挥协同调节肠道菌群结构作用，可用于多种原因导致的肠道菌群紊乱的调节，且安全性好，无毒副作用。
Description
技术领域
本发明涉及一种多糖组合物，具体涉及一种具有调节肠道菌群结构的多糖组合物及其应用。
背景技术
人体内共生着大量的微生物，尤其是肠道微生物是人体最重要的“内生环境因素”，拥有100余菌属，400余菌种，其数目是人体自身细胞的10倍左右。现代研究表明，人体的健康与肠道微生物有密不可分的联系。各种原因导致的肠道菌群失调将会影响人体的健康，导致各种疾病的产生。近年来，肠道菌群已被认为是多种疾病的可能致病因子和治疗靶标。而益生元能通过选择性刺激某些细菌(如双歧杆菌和乳酸杆菌属)的生长和(或)活性，从而影响机体健康。
植物多糖多具有益生元作用，能促进肠道内有益菌的生长、改善菌群结构，对于预防和治疗疾病有积极的作用。来源不同的植物多糖存在分子量分布、单糖组成及摩尔比等结构上的差异，因此不同的多糖对不同类型的肠道细菌具有扶植作用。魔芋为传统的药食两用资源，其主要成分为魔芋多糖(即魔芋葡甘露聚糖)，人参是常用补气中药。但是单一的魔芋多糖或人参多糖仅对特定的肠道细菌起调节作用，不能用于不同生理或疾病状态下肠道菌群结构紊乱的调节，存在一定的局限性。
因此，为了充分利用资源，满足社会需求，有必要研究开发一种以魔芋多糖和人参多糖为基础配方，能够调节多种原因导致的肠道菌群紊乱的组合物，能够用于不同疾病状态下肠道菌群结构的调节，功效更加全面。
发明内容
发明目的：本发明的目的在于提供一种具有调节肠道菌群结构，尤其是能够调节多种原因导致的肠道菌群紊乱，能够用于不同疾病状态下肠道菌群结构的调节，功效更加全面，且安全性高、无不良反应的组合物。本发明的另一目的是提供上述组合物的制备方法和应用。
技术方案：为了实现以上目的，本发明采取的技术方案为：
一种具有调节肠道菌群结构作用的多糖组合物，它由魔芋多糖与人参多糖制成。
作为优选方案，以上所述的具有调节肠道菌群结构作用的多糖组合物，魔芋多糖和人参多糖之间的重量比是1～99﹕1～99。
作为优选方案，以上具有调节肠道菌群结构作用的多糖组合物，其特征在于，魔芋多糖与人参多糖的重量份数比为5:1、1:7或9:2。
本发明所述的具有调节肠道菌群结构作用组合物的制备方法，包括以下步骤：
魔芋多糖的制备：
将魔芋粉碎成细粉，溶解于蒸馏水中，滤过，得到魔芋多糖水提液，加入0.005g.L-1～0.025g.L-1的β-葡聚糖酶，于40℃～50℃酶解0.5h～2h后，100℃灭酶活，再减压浓缩，浓缩液中加入乙醇使乙醇浓度达到55％～75％，静置，沉淀后，离心，得醇沉沉淀，沉淀挥去乙醇，冷冻干燥，得到魔芋多糖。
人参多糖的制备：
取干燥的人参饮片加蒸馏水，煎煮2～3次，每次1.0～2.0h，过滤，合并滤液，减压浓缩，浓缩液中加入乙醇使乙醇的浓度达到55％～75％，静置，沉淀后离心，得沉淀，加入热水溶解，离心，分离沉淀和上清液；上清液中再加入乙醇使溶液中乙醇的浓度达到65％～85％，静置，沉淀后离心，取沉淀与上次的沉淀合并，挥去乙醇，加蒸馏水复溶后离心取上清液，上AB-8大孔树脂柱，收集流出液和蒸馏水洗脱液，减压浓缩，浓缩液中加入乙醇使乙醇的浓度达到65％～85％，静置，沉淀后离心，得沉淀冷冻干燥，得人参多糖。
作为优选方案，以上所述的具有调节肠道菌群结构作用的多糖组合物，魔芋多糖分子量范围为20kD至60kD，其由摩尔比约为0.80～1.20﹕1.10～1.90的D-葡萄糖和D-甘露糖组成。
作为优选方案，以上所述的具有调节肠道菌群结构作用的多糖组合物，人参多糖分子量范围为1kD至1500kD，其由D-甘露糖、L-鼠李糖、D-葡萄糖醛酸、D-葡萄糖、D-半乳糖、L-阿拉伯糖和L-岩藻糖构成；
D-甘露糖、L-鼠李糖、D-葡萄糖醛酸、D-葡萄糖、D-半乳糖、L-阿拉伯糖和L-岩藻糖的摩尔比为0.90～1.30﹕0.86～1.20﹕6.50～7.70﹕15.00～16.50﹕4.10～4.80﹕5.80～6.55﹕2.02～2.88。
发明通过大量实验筛选组合，实验结果表明，魔芋多糖与人参多糖按一定配比组合之后，对多种原因导致的肠道菌群紊乱具有很好的调节作用。并且本发明所述的具有调节肠道菌群结构作用的多糖组合物在调节糖尿病性肠道紊乱具有很好的功效。
本发明所述的具有调节肠道菌群结构作用的多糖组合物在制备调节肠道菌群结构的药物或特殊医学用途配方食品或保健品中的应用。作为优选方案，将组合物和食品载体或药学上可接受的载体，制成口服液、颗粒剂、胶囊剂、煎膏剂等剂型的保健食品或药物。
本发明提供的具有调节肠道菌群结构作用的多糖组合物制成口服液时，把组合物加水溶解后，加入食用防腐剂，充分溶解后，离心除去杂质，灌封，即得。
本发明提供的具有调节肠道菌群结构作用的多糖组合物制成颗粒剂时，把组合物和蔗糖、糊精混合均匀，整粒，干燥，制成颗粒剂。
本发明提供的具有调节肠道菌群结构作用的多糖组合物制成硬胶囊剂时，把组合物和玉米淀粉或乳糖混合均匀，经整粒，然后装胶囊制成硬胶囊剂。
本发明提供的组合物制成其它剂型时，可按药学常规方法制备得到。
有益效果：本发明提供的具有调节肠道菌群结构作用的多糖组合物，通过大量实验筛选，以魔芋多糖和人参多糖按一定配比组合后，能有针对性地改变肠道菌群，调节肠道菌群结构，改善肠道健康，对多种原因导致的肠道菌群紊乱均显示出了很好的调节作用，取得了非常好的技术效果。
并且对比实验结果表明，本发明提供的按特定重量份数比组成的魔芋多糖与人参多糖组合物比单一的魔芋多糖或人参多糖具有更优越的调节肠道菌群结构作用，表明魔芋多糖与人参多糖组合物按特定重量比组合后，具有较好的协同增效作用。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
实施例1
魔芋多糖的制备：
将魔芋粉碎成细粉，溶解于蒸馏水中，滤过，得到魔芋多糖水提液，加入0.005g.L-1～0.025g.L-1的β-葡聚糖酶，于40℃～50℃酶解0.5h～2h，100℃灭酶活，再减压浓缩，浓缩液中加入乙醇使乙醇浓度达到45％～75％，静置，沉淀后，离心，得醇沉沉淀，沉淀挥去乙醇，冷冻干燥，得到魔芋多糖。
人参多糖的制备：
取干燥的人参饮片加蒸馏水，煎煮2～3次，每次1.0～2.0h，过滤，合并滤液，减压浓缩，浓缩液中加入乙醇使乙醇的浓度达到55％～75％，静置，沉淀后离心，得沉淀，加入热水溶解，离心，分离沉淀和上清液；上清液中再加入乙醇使溶液中乙醇的浓度达到65％～85％，静置，沉淀后离心，取沉淀与上次的沉淀合并，挥去乙醇，加蒸馏水复溶后离心取上清液，上AB-8大孔树脂柱，收集流出液和蒸馏水洗脱液，经减压浓缩后，再冷冻干燥，得人参多糖。
实施例2
魔芋多糖与人参多糖(重量比5﹕1)的组合物对肥胖小鼠肠道菌群组成的影响
取雄性C57BL/6J小鼠50只，体重20±2g，由上海斯莱克实验动物有限责任公司提供。随机取10只作为空白对照组，给予普通饲料；其余40只给予高脂饲料喂养8周后，分为模型对照组、实验例1制备得到的魔芋多糖组、人参多糖组及魔芋多糖和人参多糖按(重量比5﹕1)配比制成的组合物组，每组10只。魔芋多糖组、人参多糖组及组合物组的动物分别连续给予魔芋多糖、人参多糖及魔芋多糖与人参多糖(5﹕1)的组合物灌胃4周，空白对照组和模型对照组给予等容积的生理盐水，测量给药前、给药结束后各组小鼠体质量，实验结束时于无菌条件下取小鼠粪便，采用16S-rRNA对小鼠粪便肠道菌进行测序分析，比较组间肠道菌群组成的变化情况。小鼠体重变化如表1所示；与空白对照组比较，具有显著性差异的菌属的相对丰度如表2所示。
表1各组小鼠实验前后体重变化(n＝10)
注：与空白对照组比较#P＜0.05，##P＜0.01；与模型对照组比较*P＜0.05，**P＜0.01。
由以上表1结果表明，肥胖组小鼠的初始体重各组间无显著性差异(P＞0.05)。给予魔芋多糖与人参多糖(重量比5﹕1)的组合物4周后，肥胖小鼠的体重显著降低(P＜0.01)。
表2各组对肥胖小鼠肠道菌相对丰度的影响(n＝10)
注：与空白对照组比较#P＜0.05，##P＜0.01；与模型对照组比较*P＜0.05，**P＜0.01。
由以上表2结果表明，模型对照组的厚壁菌门(Firmcutes)和变形菌门(Proteobacteria)发生明显升高，拟杆菌门(Bacteroidetes)发生明显降低(P＜0.05或P＜0.01)。给予魔芋多糖与人参多糖(重量比5﹕1)的组合物后，拟杆菌门(Bacteroidetes)水平显著增加、厚壁菌门(Firmcutes)和变形菌门(Proteobacteria)水平显著降低(P＜0.05或P＜0.01)，说明魔芋多糖与人参多糖(5﹕1)的组合物对高脂饮食诱导的小鼠肠道菌群失调有调节作用。并且魔芋多糖与人参多糖(5﹕1)的组合物与单个的魔芋多糖和单个的人参多糖相比，在更低的剂量下，显示出了更好的回调效果，表明二者组合起到了明显的协同作用。
实施例3
魔芋多糖与人参多糖(重量比1﹕7)的组合物对脾气虚伴随肠道菌群紊乱小鼠肠道菌组成的影响
取雄性昆明小鼠，体重20±2g，由上海斯莱克实验动物有限责任公司提供。
随机分为空白对照组、模型组、魔芋多糖、人参多糖和实验例1制备得到的魔芋多糖与人参多糖按(1﹕7)配比制成的组合物组，每组10只。除空白组外，40只小鼠尾部悬挂自身体重5％的重物。将负重小鼠放入水温为25±5℃的容器中强迫其游泳，每天进行2次，间隔0.5h，每次游泳至力竭为止：即小鼠游泳范围逐渐缩小，头部没入水面下10s不能上浮则终止游泳。连续力竭游泳14天，且第14天将游泳水温降为0℃，即模型建立。魔芋多糖组、人参多糖组及组合物组的动物分别连续给予实验例1制备得到的魔芋多糖、人参多糖及魔芋多糖与人参多糖(1﹕7)的组合物灌胃14天，空白对照组和模型对照组给予等容积的生理盐水，实验结束时于无菌条件下取小鼠粪便，采用16S-rRNA对肠道菌进行测序分析，比较组间肠道菌群组成的变化情况。与空白对照组比较，具有显著性差异的菌属的相对丰度如表3所示。
表3各组对脾气虚伴随肠道菌群紊乱小鼠肠道菌相对丰度的影响(n＝10)
注：与空白对照组比较#P＜0.05，##P＜0.01；与模型对照组比较*P＜0.05，**P＜0.01。
由以上表3的结果表明，模型对照组的拟杆菌属(Bacteroides)、乳酸菌属(Lactobacillus)和双歧杆菌属(Bifidobacterium)发生显著降低(P＜0.01)。给予本发明魔芋多糖与人参多糖(重量比1﹕7)的组合物后，拟杆菌属(Bacteroides)、乳酸菌属(Lactobacillus)和双歧杆菌属(Bifidobacterium)水平显著增加(P＜0.05或P＜0.01)，说明魔芋多糖与人参多糖(1﹕7)的组合物可以显著改变肠道菌的组成，促进乳酸菌属(Lactobacillus)等益生菌的增殖。并且实验对比结果表明，魔芋多糖与人参多糖(1﹕7)的组合物显示出了比单个的魔芋多糖或单个的人参多糖更佳的调节肠道菌群的效果。
实施例4
魔芋多糖与人参多糖(重量比9﹕2)的组合物调节糖尿病小鼠肠道菌群的实验
取雄性C57BL/6J小鼠，体重20±2g，由上海斯莱克实验动物有限责任公司提供。
随机分取10只为空白对照组。除空白组外，其余小鼠给予一次性腹腔注射STZ溶液(150mg.kg-1)，3天后测定空腹血糖水平，空腹血糖值大于7.0mmol.L-1的小鼠被认为模型成功，按组间血糖无显著差异原则分为模型对照组，魔芋多糖组、人参多糖组和魔芋多糖与人参多糖(重量比9﹕2)的组合物组，每组10只。魔芋多糖组、人参多糖组及组合物组的动物分别给予等剂量的实施例方法1制备得到的魔芋多糖、人参多糖及魔芋多糖与人参多糖(9﹕2)的组合物灌胃，空白对照组和模型对照组均给予等容积的生理盐水，每天1次，共28天。于实验第27天，小鼠禁食不禁水12h后进行口服葡萄糖耐量试验，以评估动物对高葡萄糖负荷的敏感性。给予动物1.5g/kg.bw剂量的葡萄糖水溶液，分别在灌胃前(0min)、灌胃后30min、60min和120min采集尾静脉血液，测定血糖值，计算血糖曲线下面积，结果见表4。实验结束时于无菌条件下取小鼠粪便，采用16S-rRNA对肠道菌进行测序分析，比较组间肠道菌群组成的变化情况。与空白对照组比较，具有显著性差异的菌属的相对丰度如表5所示。
表4各组对糖尿病小鼠糖耐量的影响(n＝10)
注：与空白对照组比较#P＜0.05，##P＜0.01；与模型对照组比较*P＜0.05，**P＜0.01。
由以上表4的结果表明，给予葡萄糖溶液灌胃后，各组小鼠的血糖值都上升，在30min达到峰值，之后呈现下降趋势；正常组在120min时血糖值恢复至5.7±1.6mmol/L；各时点模型组的血糖水平均高于正常组，差异具有显著性(P＜0.05或P＜0.01)；魔芋多糖与人参多糖(9﹕2)的组合物组在0min和120min时，血糖水平显著低于模型组(P＜0.05)；从血糖曲线下面积(AUC)可以看出，模型组与正常组相比有显著性差异(P＜0.01)，魔芋多糖组和魔芋多糖与人参多糖(9﹕2)的组合物组与模型组相比有显著性差异(P＜0.05或P＜0.01)。由此可见，魔芋多糖组和魔芋多糖与人参多糖(9﹕2)的组合物组小鼠糖耐量显著高于模型组(P＜0.05或P＜0.01)。
表5各组对糖尿病小鼠肠道菌相对丰度的影响(n＝10)
注：与空白对照组比较#P＜0.05，##P＜0.01；与模型对照组比较*P＜0.05，**P＜0.01。
由以上表5的结果表明，模型对照组的拟杆菌属(Bacteroides)、乳酸菌属(Lactobacillus)、劳特氏菌属(Blautia)和罗斯氏菌属(Roseburia)水平发生显著降低(P＜0.01)。给予魔芋多糖与人参多糖(9﹕2)的组合物后，糖尿病小鼠肠道内拟杆菌属(Bacteroides)、乳酸菌属(Lactobacillus)、劳特氏菌属(Blautia)和罗斯氏菌属(Roseburia)水平显著增加(P＜0.01)，表明魔芋多糖与人参多糖(9﹕2)的组合物对糖尿病小鼠肠道紊乱状态具有明显的调节作用。并且魔芋多糖与人参多糖(9﹕2)的组合物显示了比单个的魔芋多糖或单个的人参多糖具有更优越的回调肠道菌作用，表明魔芋多糖与人参多糖(9﹕2)的组合物有很好的协同增效作用，取得了明显的技术效果。
实施例5
防治便秘功能评价
将本发明实施例2、实施例3、实施例4制备得到的组合物，加水溶解配制成所需浓度，按照《保健食品功能学评价程序和检验方法》有关通便功能实验的规定进行实验，实验结果表明，本发明提供的组合物均可显著缩短模型小鼠首次排便时间，增加造模后模型小鼠5h内黑便粒数及黑便总重量，均可显著缩短便秘动物模型首便时间及增加排便数量和重量，且增加小鼠肠道双歧杆菌及乳杆菌数量，表明本发明提供的组合物具有通便及调节肠道菌群结构的保健功能，可用于防治肠道菌群结构失调及便秘等疾病。且与现有的药物及保健食品相比，该组合物以具有多重保健功效的天然传统植物提取物为原料，更加安全，无不良反应。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种具有调节肠道菌群结构作用的多糖组合物，其特征在于，它由魔芋多糖与人参多糖制成。
2.根据权利要求1所述的具有调节肠道菌群结构作用的多糖组合物，其特征在于，魔芋多糖和人参多糖之间的重量比是1～99﹕1～99。
3.根据权利要求2所述的具有调节肠道菌群结构作用的多糖组合物，其特征在于，魔芋多糖与人参多糖的重量份数比为5:1、1:7或9:2。
4.根据权利要求1所述的具有调节肠道菌群结构作用的多糖组合物，其特征在于魔芋多糖通过如下方法制得：将魔芋粉碎成细粉，溶解于蒸馏水中，滤过，得到魔芋多糖水提液，加入0.005g.L-1～0.025g.L-1的β-葡聚糖酶，于40℃～50℃酶解0.5h～2h后，100℃灭酶活，再减压浓缩，浓缩液中加入乙醇使乙醇浓度达到55％～75％，静置，沉淀后，离心，得醇沉沉淀，沉淀挥去乙醇，冷冻干燥，得到魔芋多糖。
5.根据权利要求1所述的具有调节肠道菌群结构作用的多糖组合物，其特征在于人参多糖通过如下方法制得：取干燥的人参饮片加蒸馏水，煎煮2～3次，每次1.0～2.0h，过滤，合并滤液，减压浓缩，浓缩液中加入乙醇使乙醇的浓度达到55％～75％，静置，沉淀后离心，得沉淀，加入热水溶解，离心，分离沉淀和上清液；上清液中再加入乙醇使溶液中乙醇的浓度达到65％～85％，静置，沉淀后离心，取沉淀与上次的沉淀合并，挥去乙醇，加蒸馏水复溶后离心取上清液，上AB-8大孔树脂柱，收集流出液和蒸馏水洗脱液，减压浓缩，浓缩液中加入乙醇使乙醇的浓度达到65％～85％，静置，沉淀后离心，得沉淀冷冻干燥，得人参多糖。
6.根据权利要求1所述的具有调节肠道菌群结构作用的多糖组合物，其特征在于，魔芋多糖分子量范围为20kD至60kD，其由摩尔比约为0.80～1.20﹕1.20～1.80的D-葡萄糖和D-甘露糖组成。
7.根据权利要求1所述的具有调节肠道菌群结构作用的多糖组合物，其特征在于，人参多糖分子量范围为1kD至1500kD，其由D-甘露糖、L-鼠李糖、D-葡萄糖醛酸、D-葡萄糖、D-半乳糖、L-阿拉伯糖和L-岩藻糖构成；
D-甘露糖、L-鼠李糖、D-葡萄糖醛酸、D-葡萄糖、D-半乳糖、L-阿拉伯糖和L-岩藻糖的摩尔比为0.90～1.30﹕0.86～1.20﹕6.50～7.70﹕15.00～16.50﹕4.10～4.80﹕5.80～6.55﹕2.02～2.88。
8.权利要求1至7任一项所述的具有调节肠道菌群结构作用的多糖组合物在制备调节肠道菌群结构的药物或特殊医学用途配方食品或保健品中的应用。
9.权利要求1至7任一项所述的具有调节肠道菌群结构作用的多糖组合物在制备调节糖尿病性肠道紊乱的药物或特殊医学用途配方食品或保健品中的应用。
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