CN110179108A - 可调节肠道菌群结构的营养组合物及其制备方法、用途 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及功能食品技术领域，尤其涉及一种可调节肠道菌群结构的营养组合物及其制备方法、用途。所述营养组合物包括第一营养组分和第二营养组分；其中，所述第一营养组分的制备原料包括：10‑20重量份大豆分离蛋白、20‑30重量份燕麦纤维粉、10‑20重量份玉米抗性淀粉、10‑20重量份赤藓糖醇、10‑15重量份薏米、8‑12重量份黑芝麻、3‑5重量份高直链玉米淀粉、0.4‑0.6重量份燕麦β葡聚糖、0.4‑0.6重量份圆苞车前子壳、0.4‑0.6重量份芡实、0.4‑0.6重量份糙米、0.4‑0.6重量份红豆、0.4‑0.6重量份黄豆、0.4‑0.6重量份藜麦、0.1‑0.3重量份小麦胚芽、0.1‑0.3重量份大麦若叶、0.1‑0.2重量份决明子。
Description
技术领域
本说明书一个或多个实施例涉及功能食品技术领域，尤其涉及一种可调节肠道菌群结构的营养组合物及其制备方法、用途。
背景技术
大量研究表明，人体肥胖的发生是不良生活习惯导致肠道菌群失衡引起的。肠道内大量生长的坏菌诱发人体产生慢性炎症，进而引起胰岛素抵抗，并且关闭脂肪分解基因，把人体变成一台能够高效合成脂肪，却无法消耗脂肪的机器，导致肥胖。
2型糖尿病的发生主要是因为人体胰岛素敏感性下降，出现胰岛素抵抗现象，后期逐渐发展为分泌不足，导致血糖居高不下，引发各种并发症，危害人体健康。并且，大部分糖尿病人群即使长期依靠药物也难以把血糖控制达标。
发明内容
本说明书一个或多个实施例描述了一种可调节肠道菌群结构的营养组合物及其制备方法、用途，可以调节肠道菌群结构，从而实现预防或治疗2型糖尿病或肥胖的效果。
根据第一方面，提供了一种可调节肠道菌群结构的营养组合物，所述营养组合物包括第一营养组分和第二营养组分；其中，
所述第一营养组分的制备原料包括：10-20重量份大豆分离蛋白、20-30 重量份燕麦纤维粉、10-20重量份玉米抗性淀粉、10-20重量份赤藓糖醇、10-15 重量份薏米、8-12重量份黑芝麻、3-5重量份高直链玉米淀粉、0.4-0.6重量份燕麦β葡聚糖、0.4-0.6重量份圆苞车前子壳、0.4-0.6重量份芡实、0.4-0.6 重量份糙米、0.4-0.6重量份红豆、0.4-0.6重量份黄豆、0.4-0.6重量份藜麦、0.1-0.3重量份小麦胚芽、0.1-0.3重量份大麦若叶、0.1-0.2重量份决明子；
所述第二营养组分的制备原料包括：40-60重量份聚葡萄糖、30-40重量份长链菊粉、8-12重量份乳糖醇、1-5重量份L-阿拉伯糖、1.5-2.0重量份低聚木糖、0.1-0.3重量份壳寡糖。
在一些实施例中，所述第一营养组分的制备原料包括：15重量份大豆分离蛋白、25重量份燕麦纤维粉、15重量份玉米抗性淀粉、15重量份赤藓糖醇、 12重量份薏米、10重量份黑芝麻、4重量份高直链玉米淀粉、0.5重量份燕麦β葡聚糖、0.5重量份圆苞车前子壳、0.5重量份芡实、0.5重量份糙米、 0.5重量份红豆、0.5重量份黄豆、0.5重量份藜麦、0.2重量份小麦胚芽、 0.2重量份大麦若叶、0.1重量份决明子；
所述第二营养组分的制备原料包括：50重量份聚葡萄糖、35重量份长链菊粉、10重量份乳糖醇、3重量份L-阿拉伯糖、1.9重量份低聚木糖、0.1重量份壳寡糖。
根据第二方面，提供了一种制备如第一方面所述的营养组合物的方法，包括：制备第一营养组分的方法和制备第二营养组分的方法；其中，
所述制备第一营养组分的方法包括：
将燕麦麸皮粉碎、过筛，得到燕麦纤维粉；将薏米、黑芝麻、圆苞车前子壳、芡实、糙米、红豆、黄豆、藜麦、决明子分别进行熟化、烘干、粉碎、过筛，分别得到薏米粉、黑芝麻粉、圆苞车前子壳粉、芡实粉、糙米粉、红豆粉、黄豆粉、藜麦粉、决明子粉；
取10-20重量份大豆分离蛋白、20-30重量份燕麦纤维粉、10-20重量份玉米抗性淀粉、10-20重量份赤藓糖醇、10-15重量份薏米粉、8-12重量份黑芝麻粉、3-5重量份高直链玉米淀粉、0.4-0.6重量份燕麦β葡聚糖、0.4-0.6 重量份圆苞车前子壳粉、0.4-0.6重量份芡实粉、0.4-0.6重量份糙米粉、 0.4-0.6重量份红豆粉、0.4-0.6重量份黄豆粉、0.4-0.6重量份藜麦粉、 0.1-0.3重量份小麦胚芽、0.1-0.3重量份大麦若叶、0.1-0.2重量份决明子粉，混合，进行第一干燥，得到第一营养组分；
所述制备第二营养组分的方法包括：
取40-60重量份聚葡萄糖、30-40重量份长链菊粉、8-12重量份乳糖醇、 1-5重量份L-阿拉伯糖、1.5-2.0重量份低聚木糖、0.1-0.3重量份壳寡糖，混合，进行第二干燥，得到第二营养组分。
在一些实施例中，所述熟化包括以下任一种：
膨化、100℃-160℃烘培1-5h、炒熟；
所述第一干燥为微波干燥；所述第二干燥为微波干燥。
根据第三方面，提供了第一方面所述的营养组合物在制备用于调节动物肠道菌群结构的食品或药品中的用途。
在一些实施例中，所述用途包括所述营养组合物在制备提高动物肠道内益生菌的丰度的食品或药品中的用途，所述益生菌包括以下至少一种：
双歧杆菌、柯林斯氏菌、乳杆菌。
在一些实施例中，所述用途包括所述营养组合物在制备降低动物肠道内有害菌的丰度的食品或药品中的用途，所述有害菌包括以下至少一种：
瘤胃球菌、栖粪杆菌、埃希氏菌、多尔氏菌、链球菌、毛螺菌科、粪球菌属、萨特氏菌属、克雷伯氏菌、梭杆菌、帕拉萨特氏菌属、嗜胆菌、脱硫弧菌。
在一些实施例中，所述用途包括所述营养组合物在制备提高动物肠道菌群有益物产生能力的食品或药品中的用途，所述有益物包括以下至少一种：
乙酸、γ-氨基丁酸、苯基乙胺。
在一些实施例中，所述用途包括所述营养组合物在制备降低动物肠道菌群有害物产生能力的食品或药品中的用途，所述有害物包括以下至少一种：
氧化三甲胺、三甲胺、氨气、硫化氢。
根据第四方面，提供了第一方面所述的营养组合物在制备用于治疗或预防肥胖的药品中的用途；其中，所述药品通过调节受药者肠道菌群结构，实现治疗或预防肥胖。
根据第五方面，提供了第一方面所述的营养组合物在制备用于治疗或预防2型糖尿病的药品中的用途；其中，所述药品通过调节受药者肠道菌群结构，实现治疗或预防2型糖尿病。
根据本说明书实施例提供的可调节肠道菌群结构的营养组合物及其制备方法、用途具有如下优点：原料为食品原料或药食同源材料，长期服用无毒副作用；通过用于改善肠道菌群结构或者恢复失衡的肠道菌群结构，可以用于预防或治疗2型糖尿病、肥胖，也可以用于缓解焦虑、促进睡眠；并且制备方法简单，易于工业化操作；疗效显著。
附图说明
图1为干预前后肠道菌群中双歧杆菌的丰度对比图；
图2为干预前后肠道菌群中柯林斯氏菌的丰度对比图；
图3为干预前后肠道菌群中乳杆菌的丰度对比图；
图4为干预前后肠道菌群中瘤胃球菌的丰度对比图；
图5为干预前后肠道菌群中栖粪杆菌的丰度对比图；
图6为干预前后肠道菌群中埃希氏菌的丰度对比图；
图7为干预前后肠道菌群中多尔氏菌的丰度对比图；
图8为干预前后肠道菌群中链球菌的丰度对比图；
图9为干预前后肠道菌群中毛螺菌科的丰度对比图；
图10为干预前后肠道菌群中粪球菌属的丰度对比图；
图11为干预前后肠道菌群中萨特氏菌属的丰度对比图；
图12为干预前后肠道菌群中克雷伯氏菌的丰度对比图；
图13为干预前后肠道菌群中梭杆菌的丰度对比图；
图14为干预前后肠道菌群中帕拉萨特氏菌属的丰度对比图；
图15为干预前后肠道菌群中嗜胆菌的丰度对比图；
图16为干预前后肠道菌群中脱硫弧菌的丰度对比图；
图17为干预前后肠道菌群乙酸产生能力对比图；
图18为干预前后肠道菌群γ-氨基丁酸产生能力对比图；
图19为干预前后肠道菌群苯基乙胺产生能力对比图；
图20为干预前后肠道菌群氧化三甲胺产生能力对比图；
图21为干预前后肠道菌群三甲胺产生能力对比图；
图22为干预前后肠道菌群氨气产生能力对比图；
图23为干预前后肠道菌群硫化氢产生能力对比图。
具体实施方式
下面在具体实施例中，对本说明书提供的方案进行举例描述。
需要说明的是，如无特殊说明，本说明书实施例中用的原料均为市售。
实施例1
在本实施例中介绍一种可调节肠道菌群结构的营养组合物及其制备方法，具体如下。
将燕麦麸皮粉碎、过筛，得到燕麦纤维粉。所用的燕麦麸皮购自张家口新素燕麦食品科技有限公司。使用旋风粉碎设备将燕麦麸皮粉碎，过80目筛，得到燕麦纤维粉。
将薏米、黑芝麻、圆苞车前子壳、芡实、糙米、红豆、黄豆、藜麦、决明子分别利用双螺杆挤压机进行膨化，然后烘干、粉碎、过80目筛，分别得到薏米粉、黑芝麻粉、圆苞车前子壳粉、芡实粉、糙米粉、红豆粉、黄豆粉、藜麦粉、决明子粉。
15重量份大豆分离蛋白、25重量份燕麦纤维粉、15重量份玉米抗性淀粉、 15重量份赤藓糖醇、12重量份薏米粉、10重量份黑芝麻粉、4重量份高直链玉米淀粉、0.5重量份燕麦β葡聚糖、0.5重量份圆苞车前子壳粉、0.5重量份芡实粉、0.5重量份糙米粉、0.5重量份红豆粉、0.5重量份黄豆粉、0.5 重量份藜麦粉、0.2重量份小麦胚芽、0.2重量份大麦若叶、0.1重量份决明子粉，混合均匀，使用微波干燥设备进行微波干燥，得到第一营养组分。
取50重量份聚葡萄糖、35重量份长链菊粉、10重量份乳糖醇、3重量份 L-阿拉伯糖、1.9重量份低聚木糖、0.1重量份壳寡糖，混合均匀，使用微波干燥设备进行微波干燥，得到第二营养组分。
实施例2
取20重量份大豆分离蛋白、20重量份燕麦纤维粉、10重量份玉米抗性淀粉、10重量份赤藓糖醇、15重量份薏米粉、8重量份黑芝麻粉、5重量份高直链玉米淀粉、0.4重量份燕麦β葡聚糖、0.6重量份圆苞车前子壳粉、0.6 重量份芡实粉、0.4重量份糙米粉、0.4重量份红豆粉、0.4重量份黄豆粉、 0.6重量份藜麦粉、0.3重量份小麦胚芽、0.1重量份大麦若叶、0.2重量份决明子粉，混合均匀，使用微波干燥设备进行微波干燥，得到第一营养组分。
取40重量份聚葡萄糖、40重量份长链菊粉、8重量份乳糖醇、1重量份 L-阿拉伯糖、1.5重量份低聚木糖、0.2重量份壳寡糖，混合均匀，使用微波干燥设备进行微波干燥，得到第二营养组分。
其他的同实施例1。
实施例3
取10重量份大豆分离蛋白、30重量份燕麦纤维粉、20重量份玉米抗性淀粉、20重量份赤藓糖醇、10重量份薏米粉、12重量份黑芝麻粉、3重量份高直链玉米淀粉、0.6重量份燕麦β葡聚糖、0.4重量份圆苞车前子壳粉、0.4 重量份芡实粉、0.6重量份糙米粉、0.6重量份红豆粉、0.6重量份黄豆粉、 0.4重量份藜麦粉、0.1重量份小麦胚芽、0.3重量份大麦若叶、0.1重量份决明子粉，混合均匀，使用微波干燥设备进行微波干燥，得到第一营养组分。
取60重量份聚葡萄糖、30重量份长链菊粉、12重量份乳糖醇、5重量份L-阿拉伯糖、2.0重量份低聚木糖、0.3重量份壳寡糖，混合均匀，使用微波干燥设备进行微波干燥，得到第二营养组分。
其他的同实施例1。
实施例4
在本实施例中招募患有糖尿病的志愿者服用实施例1提供的营养组合物，以验证其功效。
根据《中国2型糖尿病防治指南》，对于餐后2小时血糖≥7.8mmol/L 的患者，可以诊断为糖尿病前期，餐后2小时血糖≥11.1mmol/L的患者，可以诊断为糖尿病。根据这一指标招募45名患有2型糖尿病，且体重指数(Body Mass Index，BMI)≥24的志愿者，服用实施例1提供的营养组合物，进行干预。每人每日服用其实施例1的营养组合物40g，其中，第一营养组分20g，第二营养组分20g。
各营养组分均用水冲服，连续服用90天。
在干预之前，对每位志愿者进行口服葡萄糖耐量试验，测量餐后2小时血糖，并计算2小时血糖平均值。测量每位志愿者的空腹体重和内脏脂肪面积，并计算平均空腹体重和平均内脏脂肪面积。分析每位志愿者的肠道菌群结构，和乙酸、γ-氨基丁酸、苯基乙胺的产生能力以及氧化三甲胺、三甲胺、氨气、硫化氢产生能力。
在90天试吃实验结束后，对每位志愿者进行口服葡萄糖耐量试验，测量 2小时血糖，并计算每组的2小时血糖平均值。测量每位志愿者的空腹体重和内脏脂肪面积，每组的平均空腹体重、平均减重率、平均内脏脂肪面积和平均内脏脂肪面积下降率。测量每位志愿者的肠道菌群结构，和乙酸、γ-氨基丁酸、苯基乙胺的产生能力以及氧化三甲胺、三甲胺、氨气、硫化氢产生能力。
其中，内脏脂肪面积的测量使用Inbody770人体成分分析仪 (https://www.inbody.com/cn/product/InBody770.aspx)。
肠道菌群结构，和乙酸、γ-氨基丁酸、苯基乙胺的产生能力以及氧化三甲胺、三甲胺、氨气、硫化氢产生能力的测量采用如下方式。
采集每位志愿者在服用实施例1提供的营养组合物前1天和服用90天之后的粪便样本，提取总DNA，进行宏基因组(meta)测序(具体由北京量化健康科技有限公司进行测序)。所有宏基因组测序数据通过MOCAT2软件进行质量控制，高质量的序列用SOAPdenovo进行从头组装，再用MetaGeneMark进行基因结构预测。预测后的基因用CD-HIT进行聚类去冗余，再用DIAMOND将所得的非冗余参考基因集比对到KEGG Orthology、COG、VFDB、CAZy、ARDB数据库进行功能注释。按以上方法进行物种丰度分析，得到肠道菌群结构；并进行功能基因丰度分析，得到乙酸产生相关基因、γ-氨基丁酸产生相关基因、苯基乙胺氧化三甲胺产生相关基因、三甲胺产生相关基因、氨气产生相关基因、硫化氢产生相关基因的拷贝数。
其中，口服葡萄糖耐量试验的结果如表1所示。
表1
可知，本说明书实施例1提供的营养组合物均可有效降低血糖。
干预前后，空腹体重和内脏脂肪面积对比结果如表2所示。
表2
可知，本说明书实施例1提供的营养组合物均可有效降低血糖，并且可以有效减轻超重志愿者的体重和减少内脏脂肪面积。
肠道菌群结构分析发现，干预后，各志愿者肠道中双歧杆菌、柯林斯氏菌、乳杆菌丰度明显升高，而瘤胃球菌、栖粪杆菌、埃希氏菌、多尔氏菌、链球菌、毛螺菌科、粪球菌属、萨特氏菌属、克雷伯氏菌、梭杆菌、帕拉萨特氏菌属、嗜胆菌、脱硫弧菌明显丰度下降。具体对比结果可参阅图1-图16。其中，各图示出的是对应菌在所有志愿者肠道内的平均丰度(目标菌的丰度为目标菌的物种标记基因占总的物种标记基因的百分比)。
干预后，乙酸、γ-氨基丁酸、苯基乙胺的产生能力也有明显提升，具体可参阅图17-图19。其中，各图示出的是志愿者肠道菌群中目标代谢物的产生能力(目标代谢物的产生能力具体为，能够产生对应物质的菌占所有菌的百分比)的平均值。
干预后，氧化三甲胺、三甲胺、氨气、硫化氢产生能力明显下降，具体可参阅图20-图23。其中，各图示出的是志愿者肠道菌群产生能力的平均值。
可知，实施例1提供的营养组合物可以显著改善肠道菌群结构，特别是显著提高了帮助人体缓解焦虑、促进睡眠的γ-氨基丁酸和苯基乙胺的产生能力，也显著了增加饱腹感、降低炎症、优化肠道环境的乙酸产生能力；并且显著降低了能引起动脉粥样硬化的三甲胺、氧化三甲胺的产生能力，也显著降低了腐蚀肠屏障、甚至致癌的氨气、硫化氢的产生能力。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的技术方案的基础之上，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种可调节肠道菌群结构的营养组合物，其特征在于，所述营养组合物包括第一营养组分和第二营养组分；其中，
所述第一营养组分的制备原料包括：10-20重量份大豆分离蛋白、20-30重量份燕麦纤维粉、10-20重量份玉米抗性淀粉、10-20重量份赤藓糖醇、10-15重量份薏米、8-12重量份黑芝麻、3-5重量份高直链玉米淀粉、0.4-0.6重量份燕麦β葡聚糖、0.4-0.6重量份圆苞车前子壳、0.4-0.6重量份芡实、0.4-0.6重量份糙米、0.4-0.6重量份红豆、0.4-0.6重量份黄豆、0.4-0.6重量份藜麦、0.1-0.3重量份小麦胚芽、0.1-0.3重量份大麦若叶、0.1-0.2重量份决明子；
所述第二营养组分的制备原料包括：40-60重量份聚葡萄糖、30-40重量份长链菊粉、8-12重量份乳糖醇、1-5重量份L-阿拉伯糖、1.5-2.0重量份低聚木糖、0.1-0.3重量份壳寡糖。
2.根据权利要求1所述的营养组合物，其特征在于，所述第一营养组分的制备原料包括：15重量份大豆分离蛋白、25重量份燕麦纤维粉、15重量份玉米抗性淀粉、15重量份赤藓糖醇、12重量份薏米、10重量份黑芝麻、4重量份高直链玉米淀粉、0.5重量份燕麦β葡聚糖、0.5重量份圆苞车前子壳、0.5重量份芡实、0.5重量份糙米、0.5重量份红豆、0.5重量份黄豆、0.5重量份藜麦、0.2重量份小麦胚芽、0.2重量份大麦若叶、0.1重量份决明子；
所述第二营养组分的制备原料包括：50重量份聚葡萄糖、35重量份长链菊粉、10重量份乳糖醇、3重量份L-阿拉伯糖、1.9重量份低聚木糖、0.1重量份壳寡糖。
3.一种制备如权利要求1-2任一项所述的营养组合物的方法，其特征在于，包括：制备第一营养组分的方法和制备第二营养组分的方法；其中，
所述制备第一营养组分的方法包括：
将燕麦麸皮粉碎、过筛，得到燕麦纤维粉；将薏米、黑芝麻、圆苞车前子壳、芡实、糙米、红豆、黄豆、藜麦、决明子分别进行熟化、烘干、粉碎、过筛，分别得到薏米粉、黑芝麻粉、圆苞车前子壳粉、芡实粉、糙米粉、红豆粉、黄豆粉、藜麦粉、决明子粉；
取10-20重量份大豆分离蛋白、20-30重量份燕麦纤维粉、10-20重量份玉米抗性淀粉、10-20重量份赤藓糖醇、10-15重量份薏米粉、8-12重量份黑芝麻粉、3-5重量份高直链玉米淀粉、0.4-0.6重量份燕麦β葡聚糖、0.4-0.6重量份圆苞车前子壳粉、0.4-0.6重量份芡实粉、0.4-0.6重量份糙米粉、0.4-0.6重量份红豆粉、0.4-0.6重量份黄豆粉、0.4-0.6重量份藜麦粉、0.1-0.3重量份小麦胚芽、0.1-0.3重量份大麦若叶、0.1-0.2重量份决明子粉，混合，进行第一干燥，得到第一营养组分；
所述制备第二营养组分的方法包括：
取40-60重量份聚葡萄糖、30-40重量份长链菊粉、8-12重量份乳糖醇、1-5重量份L-阿拉伯糖、1.5-2.0重量份低聚木糖、0.1-0.3重量份壳寡糖，混合，进行第二干燥，得到第二营养组分。
4.权利要求1-2任一项所述的营养组合物在制备用于调节动物肠道菌群结构的食品或药品中的用途。
5.根据权利要求4所述的用途，其特征在于，所述用途包括所述营养组合物在制备提高动物肠道内益生菌的丰度的食品或药品中的用途，所述益生菌包括以下至少一种：
双歧杆菌、柯林斯氏菌、乳杆菌。
6.根据权利要求4所述的用途，其特征在于，所述用途包括所述营养组合物在制备降低动物肠道内有害菌的丰度的食品或药品中的用途，所述有害菌包括以下至少一种：
瘤胃球菌、栖粪杆菌、埃希氏菌、多尔氏菌、链球菌、毛螺菌科、粪球菌属、萨特氏菌属、克雷伯氏菌、梭杆菌、帕拉萨特氏菌属、嗜胆菌、脱硫弧菌。
7.根据权利要求4所述的用途，其特征在于，所述用途包括所述营养组合物在制备提高动物肠道菌群有益物产生能力的食品或药品中的用途，所述有益物包括以下至少一种：
乙酸、γ-氨基丁酸、苯基乙胺。
8.根据权利要求4所述的用途，其特征在于，所述用途包括所述营养组合物在制备降低动物肠道菌群有害物产生能力的食品或药品中的用途，所述有害物包括以下至少一种：
氧化三甲胺、三甲胺、氨气、硫化氢。
9.权利要求1-2任一项所述的营养组合物在制备用于治疗或预防肥胖的药品中的用途；其中，所述药品通过调节受药者肠道菌群结构，实现治疗或预防肥胖。
10.权利要求1-2任一项所述的营养组合物在制备用于治疗或预防2型糖尿病的药品中的用途；其中，所述药品通过调节受药者肠道菌群结构，实现治疗或预防2型糖尿病。
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