CN108514563A - 壳寡糖、含有壳寡糖的组合物、含有壳寡糖的药物或食品及壳寡糖的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了壳寡糖用于动物肠道菌群紊乱的调节剂应用、壳寡糖、含有壳寡糖的混合物以及相应的用途。本发明的壳寡糖聚合度为2‑20,可以调节肥胖或糖尿病或饮食结构不合理引起的肠道菌群紊乱,促进肠道Akkermansia、Bifidobacterium、Lactobacillus等有益菌的生长,显著抑制Desulfovibrio、Helicobacter等有害菌的增殖。本发明提供了将所述壳寡糖单独或与益生菌形成组合物按照常规工艺制成临床上接受的药物制剂或保健食品的应用方法。本发明对利用壳寡糖制备防治糖尿病、肥胖、肠道炎症的肠道紊乱有积极的应用价值。
Description
技术领域
本发明属于保健食品、功能食品领域,具体涉及壳寡糖、含有壳寡糖的组合物、 含有壳寡糖的药物或食品及壳寡糖的应用。
背景技术
人类的肠道滋养着数百亿个的细菌,肠道内丰富的营养维系着种类各异、活性不同的庞大细菌群落,与宿主构成了极为复杂的超级生态系统。研究表明,肠道菌群一 直处于动态变化之中,宿主的食物、健康状况、用药情况、基因背景等均能显著影响 肠道菌群的组成和丰度。有证据显示,多数疾病条件下肠道菌群处于紊乱状态,有害 菌含量增多而有益菌丰度减小,而改变肠道菌群的组成对机体的健康状况将产生深 远影响。如何精准调控肠道菌群也是目前国际国内医学领域的前沿方向。目前对肠道 菌群的检测和调控主要涉及抗生素、益生元、功能食品、益生菌、粪便移植等多种技 术方向,而通过功能食品或益生元的添加改善异常的肠道菌群是相对健康、安全、经 济的方式,也是今后精准化调控肠道菌群的重要组成部分之一,或可改善因肥胖、炎 性肠病、肠易激症、抑郁、糖尿病等疾病相关的肠道菌群紊乱,达到医疗保健的目的。
壳寡糖为β-1-4氨基葡萄糖寡聚体(聚合度2-20),可从虾蟹壳、昆虫外骨骼等原料中提取降解得到。由于氨基的正电荷作用,壳寡糖是目前自然界中唯一带有正电荷 的寡糖。壳寡糖在保健品领域有较高的地位,可作为许多养生保健产品的有效成分, 用于辅助降血糖、降血脂、降血压等等。现已开发的产品包括CN105616958A、 CN105595308A等等的降血糖组合物,大多为组合物配方的保健食品。同时,壳寡糖 还可作为植物的杀菌剂,如CN102870779A报道,对于病虫害有较好的防治作用, 提高农作物的产量和品质。可以发现,壳寡糖能够杀灭有害菌,同时又能改善动物的 代谢状况,将两者结合起来,发现壳寡糖极有可能影响肠道微生物的组成而促进宿主 的代谢平衡。因此,开发一种壳寡糖可以调节肠道菌群的新用途具有较好的应用前 景。
实际上,目前已有壳寡糖调节菌群相关的专利,如CN106721068A、 CN105685970A、CN105285399A、CN104824350A等,均将壳寡糖用于促进动物的营 养吸收,而本发明旨在减少营养过剩引起的肠道紊乱,所以作用机制并不相同。而 CN104413334A与前述的技术问题最相关,但壳寡糖对其中肠道菌变化情况并不清 楚,且用量较大。
发明内容
针对现有技术中存在的技术问题,本发明提供了壳寡糖在调控动物肠道菌群紊乱方面的新用途。
本发明首先提供了一种壳寡糖,所述壳寡糖的聚合度范围为2-20,更优选2-10。
本发明进一步提供了所述壳寡糖用于动物肠道菌群紊乱的肠道有害菌抑制剂的应用。
所述的肠道菌群紊乱为糖尿病、肥胖、炎性肠病等疾病或饮食结构不合理引起。进一步的,所述的肠道菌群紊乱为糖尿病或肥胖或炎性肠病条件下或饮食结构不合 理引起的肠道有害菌含量显著高于健康肠道,或肠道有益菌的含量显著低于健康肠 道。所述肠道有益菌为科学证实的对机体有益的肠道细菌,所述肠道细菌为对肥胖或 糖尿病或炎性肠病有抑制作用的肠道细菌。所述肠道细菌为Akkermansia或 Bifidobacterium或Lactobacillus。
所述肠道细菌也可以是对肥胖或糖尿病或炎性肠病有正向作用的肠道细菌。如所述肠道细菌为Desulfovibrio或Helicobacter。
所述饮食结构不合理为超出现有医学健康饮食结构范围的饮食,所述超过健康范围为饮食能量超过身体所需,所述饮食为西方饮食,来自脂肪的能量超过39%。
作为上述应用一种更好的选择,所述肠道有害菌为Akkermansia或Bifidobacterium 或Lactobacillus。
本发明还提供了一种含有壳寡糖的组合物,所述组合物含有壳寡糖与益生菌组合物。
作为上述组合物一种更好的选择,所述壳寡糖与益生菌重量比例为1:3~2:1。
作为上述组合物一种更好的选择,所述壳寡糖与益生菌重量比例为1:2~1:1。
作为上述组合物一种更好的选择,所述益生菌为对机体有益的细菌,包括Akkermansia或Bifidobacterium或Lactobacillus菌。
作为上述组合物一种更好的选择,所述益生菌的活菌浓度不低于1×107CFU/g。
所述的组合物可以以10-300mg壳寡糖/kg(体重)进行给予,更优选10-200mg 壳寡糖/kg(体重)的方式给予。
本发明进一步提供了所述壳寡糖用于制备调剂动物肠道菌群紊乱的药物或食品的应用。
作为上述用途一种更好的选择,所述药物为以壳寡糖和辅料制备而成的临床可接受的药物制剂或保健食品。
作为上述用途一种更好的选择,所述临床上可接受的制剂或保健食品包括胶囊剂、片剂、丸剂、颗粒剂、口服液、糖浆剂、冲剂、滴丸、散剂、注射剂、茶剂、软 胶囊剂、固体饮料、缓控释制剂、饮料、烘培食品等。
作为上述用途一种更好的选择,所述药物或食品为抑制调节糖尿病,或肥胖或炎性肠病,或高热量饮食肠道菌群紊乱的药物或食品。
作为上述用途一种更好的选择,所述药物或食品途为防治糖尿病,或肥胖或炎性肠病的药物或食品。
本发明所述壳寡糖,实验证明具有明显的调节肠道菌群效果。动物实验证明,在高脂饮食诱导的肥胖糖尿病小鼠和转基因糖尿病小鼠模型中,通过饮水喂食一定剂 量的壳寡糖,小鼠的肠道菌群紊乱情况得到明显改善,有害菌Helicobacter、 Desulfovibrio含量明显降低,而相对应Akkermansia、Bifidobacterium、Lactobacillus 等含量明显增加,系统的内毒素明显降低。实验结果表明,所述壳寡糖对于肥胖或糖 尿病或炎性肠病或高热量饮食所引起的肠道菌群紊乱有较好的缓解作用,可用于制 备药物制剂或保健食品。
附图说明
图1.壳寡糖聚合度分布图。
具体实施方式
如下为本发明的实施例,其仅用于对本发明的解释而并非限制。
实施例1壳寡糖调节高脂饮食引起的肠道菌群
(1)在本实施例中,为评价壳寡糖对肥胖小鼠的肠道菌群的调控作用,将24只 四周龄的C57BL/6小鼠随机分成4组,每组6只,分别对应正常饮食组(NCD)、高 脂饮食模型组(HFD)、正常饮食和壳寡糖联合组(NCD-COS)、高脂饮食和壳寡糖 联合组(HFD-COS)等。小鼠在温度、湿度恒定的环境中饲养,经过环境适应期后, 分别喂食对应的正常饲料或高脂饲料,同时给水喂食壳寡糖10mg/kg的剂量,喂食 过程持续5个月。
(2)步骤(1)完成后,收集小鼠的大肠中的新鲜粪便,提取其中的基因,基于16SrRNA的V3-V4区扩增片段进行二代高通量核酸测序,经过数据库信息比对,结合 生物信息学分析和统计学分析,鉴定出各个实验组中的肠道细菌的种类,并计算出不 同细菌的相对含量。表1显示了Desulfovibrio、Helicobacter、Akkermansia、 Bifidobacterium、Lactobacillus各自占总体肠道细菌的百分含量。可以发现,高脂饮 食小鼠所产生的肠道菌群紊乱模型组中,有益菌含量明显下调,而促炎细菌脱硫弧菌 含量显著升高,而同时喂食壳寡糖处理组中双歧杆菌和乳酸杆菌含量显著回升,而脱 硫弧菌的比重显著降低,肠道菌群紊乱得到明显改善。
表1.各组小鼠肠道内关键细菌含量变化(*p<0.05,**p<0.01vs NCD,#p<0.05,##p<0.01vs HFD)
实施例2壳寡糖调节糖尿病引起的肠道菌群
(1)在本实施例中,为评价壳寡糖对糖尿病小鼠的肠道菌群的调控作用,将12只四周龄的C57BL/6小鼠及12只四周龄的转基因糖尿病db/db小鼠。随机分成4组,每 组6只,分别对应正常组(WT)、糖尿病模型组(DB)、正常小鼠和壳寡糖联合组 (WT-COS)、糖尿病小鼠和壳寡糖联合组(DB-COS)等。小鼠在温度、湿度恒定的 环境中饲养,经过1周的适应期。然后,分别喂食对应的正常标准饲料,同时给水喂 食300mg/kg/d的壳寡糖,喂养过程持续2个月。
(2)步骤(1)完成后,收集小鼠的大肠中的新鲜粪便,提取其中的基因,基于16SrRNA的V3-V4区扩增片段进行二代高通量核酸测序,经过数据库信息比对,结合 生物信息学分析和统计学分析,鉴定出各个实验组中的肠道细菌的种类,并计算出不 同细菌的相对含量。表2显示了具有显著变化的Desulfovibrio、Helicobacter、Akkermansia、Bifidobacterium、Lactobacillus各自占总体肠道细菌的百分含量。可以 发现,在糖尿病小鼠诱导的肠道菌群紊乱模型组中,有益菌Akkermansia、 Bifidobacterium、Lactobacillus含量明显下调,而促炎细菌Desulfovibrio、Helicobacter 含量显著升高,而同时喂食壳寡糖处理组中有益菌含量显著回升,而脱硫弧菌的比重 显著降低,肠道菌群紊乱得到明显改善。
表2.各组小鼠肠道内关键细菌含量变化(*p<0.05,**p<0.01vs WT,#p<0.05,##p<0.01vs DB)
实施例3壳寡糖与益生菌组合物的配比方法
(1)配比1
Akkermansia菌属Akkermansia Muciniphila的菌株经过厌氧发酵培养,收集和洗涤菌体,低温干燥制备成活性菌粉,按照每1份Akkermansia菌粉加入2份壳寡 糖。然后添加常规辅料,经过常规工艺制成药品或保健品。
(2)配比2
Bifidobacterium属的经典菌株经过液体连续培养,收集和洗涤菌体,低温干燥制备成活性菌粉,按照每1份Bifidobacterium菌粉加入1份壳寡糖。然后添加常规 辅料,经过常规工艺制成药品或保健品。
(3)配比3
Lactobacillus属的经典菌株经过液体连续培养,收集和洗涤菌体,低温干燥制备成活性菌粉,按照每3份Lactobacillus菌粉加入1份壳寡糖。然后添加常规辅 料,经过常规工艺制成药品或保健品。
实施例4壳寡糖与益生菌组合物的制作方法
(1)胶囊剂
a.向壳寡糖与益生菌组合物中加入适量常规辅料混合均匀;
b.将步骤a所得的混合粉末一定质量填充胶囊,分装,即得。
(2)片剂
a.向壳寡糖与益生菌组合物中加入适量常规辅料混合均匀;
b.将步骤a获得组合物经过一定机械压力压成一定质量片状,分装,即得。
(3)颗粒剂
a.取壳寡糖与益生菌组合物干粉溶解于水,形成组合物溶液;
b.向步骤a所得溶液中加入适量常规辅料搅拌成泥;
c.将步骤b所得经过20目筛挤压制粒,在60度条件下沸腾干燥,按质量分装 即得。
(4)饮品
a.取一定质量的壳寡糖与益生菌组合物干粉,加入10倍体积的水混匀;
b.将步骤a所述溶液加入适量矫味剂和防腐剂混合均匀;
c.将步骤b所得混合液按体积灌装成品。
(5)固体饮料
a.取一定质量的壳寡糖与益生菌组合物干粉,加入其他辅料的固体粉末混合均匀;
b.将步骤a所得固体混合物磨碎成细粉,使其能通过200目筛网;
c.将步骤b所得细粉按质量分装,包装成品。
上述实施例仅为清楚说明举例,而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动。这里无 需也无法对所有的实施方式给予穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍 处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (15)
1.一种壳寡糖,其特征在于:所述壳寡糖的聚合度范围为2-20。
2.一种含有壳寡糖的组合物,其特征在于,所述组合物含有壳寡糖与益生菌。
3.如权利要求2所述的组合物,其特征在于,所述壳寡糖与益生菌重量比例为1:3~2:1。
4.根据权利要求2所述的组合物,其特征在于,所述壳寡糖与益生菌重量比例为1:2~1:1。
5.根据权利要求2所述的组合物,其特征在于,所述益生菌包括Akkermansia、Bifidobacterium和Lactobacillus菌中的一种或多种。
6.根据权利要求2所述的组合物,其特征在于,所述益生菌的活菌浓度不低于1×107CFU/g。
7.一种含有壳寡糖的药物或食品,其特征在于,所述药物或食品内含有壳寡糖,所述壳寡糖的聚合度范围为2-20。
8.壳寡糖用于动物肠道菌群紊乱的调节剂应用。
9.如权利要求8所述的应用,其特征在于,所述肠道菌群紊乱为Akkermansia或Bifidobacterium或Lactobacillus有益菌低于正常值,和/或Desulfovibrio或Helicobacter有害菌高于正常值。
10.如权利要求8所述的应用,其特征在于,所述壳寡糖的聚合度范围为2-10。
11.权利要求1所述壳寡糖用于制备调节动物肠道菌群紊乱的的药物或食品的应用。
12.如权利要求11所述的应用,其特征在于,所述药物或食品为以壳寡糖和辅料制备而成的临床可接受的药物制剂或保健食品。
13.如权利要求11所述的应用,其特征在于,所述临床上可接受的制剂或保健食品的形式为胶囊剂、片剂、丸剂、颗粒剂、口服液、糖浆剂、冲剂、滴丸、散剂、注射剂、茶剂、软胶囊剂、固体饮料、缓控释制剂、饮料或烘培食品。
14.如权利要求11所述的应用,其特征在于,所述药物或食品为抑制调节糖尿病,或肥胖或炎性肠病,或高热量饮食肠道菌群紊乱的药物或食品。
15.如权利要求11所述的应用,其特征在于,所述药物或食品为防治糖尿病,或肥胖或炎性肠病的药物或食品。
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