CN111067103A - 具有缓解高血糖的益生菌组合物及其制备方法 - Google Patents
具有缓解高血糖的益生菌组合物及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及涉及益生菌领域，尤其涉及具有缓解高血糖的益生菌组合物；通过将高含量的山药粉、山楂粉及苦瓜粉与益生元复合造粒，有效解决了山药粉、山楂粉及苦瓜粉原料抑制益生菌作用发挥及味道苦涩的问题，缓解高血糖的作用效果比单独使用益生菌或药食同源同源原料更好，且其制备方法简单，易操作实施；本发明的益生菌组合物，包括混合的益生菌菌粉和经沸腾制粒后所得的造粒体，造粒体按重量份数计包括山药粉10‑20份、山楂粉15‑25份、苦瓜粉15‑25粉、菊粉5‑20份以及低聚果糖5‑20份，菌粉按重量份数计包括植物乳杆菌Lp90冻干粉2‑4份、长双歧杆菌BL21冻干粉4‑6份、植物乳杆菌CW006冻干粉4‑6份、植物乳杆菌N13冻干粉2‑6份、乳酸片球菌CCFM7902冻干粉2‑4份。
Description
技术领域
本发明涉及益生菌领域，尤其涉及一种具有缓解高血糖的益生菌组合物及其制备方法。
背景技术
随着经济收入的提高及人们消费能力的改善，近年来，因高糖饮食等引发的糖尿病发病率呈逐步上升趋势，成为严重威胁人类健康的大敌。糖尿病主要由于持续高血糖而导致代谢紊乱，其病理特征表现为胰岛素分泌不足，体内糖、脂肪、蛋白质、水、电解质等代谢紊乱。目前对于糖尿病的治疗以控制血糖为主，通常采用食疗和药物相结合的方式。
山药、山楂及苦瓜等是我国传统用于治疗糖尿病的药食同源植物，其营养物质中包括蛋白质、皂苷、黄酮、胆碱等，具有降血糖、调节肠胃功能、免疫调节等作用。另一方面，随着肠道微生态与人体慢性病如肥胖、糖尿病关系的不断揭示，利用益生菌缓解高血糖的研究也越来越多。其作用机理通常包括：1)改善肠道菌群结构；2)抗氧化能力；3)调节机体免疫，减少系统炎症；4)激活胰岛素信号通路；5)改善血糖吸收或代谢等。
近年来，随着人们对上述两大类原料的研究越来越深入，将药食同源原料与益生菌结合开发出新的具有缓解高血糖作用的组合物，已成为研究的热点。例如，中国专利公开号CN108030103A的发明专利，将蛹虫草粉、灵芝孢子粉、桑叶提取物与益生菌复配进行高血糖干预。但需要指出的是，药食同源原料往往含有抑菌成分，如山楂、苦瓜中含有黄酮等，该成分可抑制益生菌生长繁殖，导致其与益生菌配伍时出现抑制益生菌的情况，使两者在一起无法实现两者效果的叠加，如何实现两者效果的最大化成为该领域待解决的问题。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种具有缓解高血糖的益生菌组合物及其制备方法，通过将高含量的山药粉、山楂粉及苦瓜粉与益生元复合造粒，利用益生元对山药粉、山楂粉及苦瓜粉进行包裹后与益生菌进行物理隔绝，有效解决了山药粉、山楂粉及苦瓜粉原料抑制益生菌作用发挥及味道苦涩的问题，在同等益生菌摄入量的情况下缓解高血糖的作用效果比单独使用益生菌或药食同源同源原料更好，且其制备方法简单，易操作实施。
本发明一方面提供一种具有缓解高血糖的益生菌组合物，包括相互混合的益生菌菌粉以及造粒体，所述造粒体为山药粉、山楂粉、苦瓜粉与益生元经沸腾制粒所得，所述益生菌包括植物乳杆菌Lp90、长双歧杆菌BL21、植物乳杆菌CW006、植物乳杆菌N13和乳酸片球菌CCFM7902；
其中，所述植物乳杆菌Lp90已于2015年1月27日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为CGMCC No.10453，分类命名为植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)，保藏地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所；
所述长双歧杆菌BL21已于2015年1月27日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为CGMCC No.10452，分类命名为长双歧杆菌(Bifidobacteriumlongum)，保藏地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所。
植物乳杆菌CW006、植物乳杆菌N13、乳酸片球菌CCFM7902为市售菌株，购自江南大学，其亦分别被公开号为CN100370019、CN102586155和CN102559563的中国专利所公开。
具体的，所述益生元包括菊粉和低聚果糖。
具体的，所述益生菌组合物按重量份数计包括山药粉10-20份、山楂粉15-25份、苦瓜粉15-25粉、菊粉5-20份、低聚果糖5-20份、植物乳杆菌Lp90冻干粉2-4份、长双歧杆菌BL21冻干粉4-6份、植物乳杆菌CW006冻干粉4-6份、植物乳杆菌N13冻干粉2-6份、乳酸片球菌CCFM7902冻干粉2-4份。
具体的，包括相互混合的造粒体和菌粉，其中，所述造粒体按重量份数计包括山药粉15份、山楂粉20份、苦瓜粉20粉、菊粉12份以及低聚果糖13份，所述菌粉按重量份数计包括植物乳杆菌Lp90冻干粉3份、长双歧杆菌BL21冻干粉5份、植物乳杆菌CW006冻干粉5份、植物乳杆菌N13冻干粉4份、乳酸片球菌CCFM7902冻干粉3份。
具体的，所述植物乳杆菌Lp90冻干粉、长双歧杆菌BL21冻干粉、植物乳杆菌CW006冻干粉、植物乳杆菌N13冻干粉和乳酸片球菌CCFM7902冻干粉的活菌数均为108-1010CFU/g，且水分含量低于4％，水活度低于0.1。
本发明另一方面提供一种具有缓解高血糖的益生菌组合物的制备方法，为避免温度过高对混合物中活性物质的损失，区别于市面上大部分中高温造粒，本法采用低温造粒工艺，具体包括以下步骤：
S1、山药粉、山楂粉及苦瓜粉造粒：将山药粉、山楂粉及苦瓜粉按比例置于沸腾干燥制粒机的流化床内，以水为粘合剂，设定引风温度43-46℃、引风频率20-22KHz，喷浆速度为60-70r/min，喷浆压力设定为0.1-0.2MPa，控制物料温度为30-35℃，造粒时间为20-30min，得物料F1；
S2、F1物料与益生元继续造粒：将益生元与水按照1：1配浆作为浆料，按喷浆速率70-80r/min，喷浆压力0.2-0.4MPa进行喷浆；设定引风温度46-50℃，引风频率为22-24KHz，控制沸腾干燥制粒机的流化床内的F1物料温度在35-40℃，造粒时间为45-60min；
S3、干燥步骤：喷浆完成后，引风频率设定为24-26KHz，控制物料温度40-45℃，关停喷枪，干燥10-15min后得物料F2；
S4、将益生菌菌粉与造粒体所得物料F2混合后得到益生菌组合物。
借由上述方案，本发明至少具有以下优点：
1)将高含量的山药粉、山楂粉及苦瓜粉与益生元复合造粒，利用益生元对山药粉、山楂粉及苦瓜粉进行包裹后与益生菌进行物理隔绝，有效解决了山药粉、山楂粉及苦瓜粉原料抑制益生菌作用发挥及味道苦涩的问题；
2)利用山药粉、山楂粉及苦瓜粉与益生菌所产生的协同增效作用，实现对肠道和缓解血糖的作用的有效调节，效果更佳；
3)本方法制备方法简单，易操作实施。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1是本发明中各组小鼠血糖变化情况；
图2是本发明中干预结束后各组小鼠炎症因子水平；
图3是本发明中干预结束后各组小鼠抗氧化物SOD水平。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1
本实施例提供一种具有缓解高血糖的益生菌组合物，包括相互混合的益生菌菌粉以及经沸腾制粒后所得的造粒体，其中，所述造粒体按重量份数计包括山药粉10份、山楂粉15份、苦瓜粉15粉、菊粉20份以及低聚果糖20份，所述菌粉按重量份数计包括植物乳杆菌Lp90冻干粉2份、长双歧杆菌BL21冻干粉4份、植物乳杆菌CW006冻干粉4份、植物乳杆菌N13冻干粉6份、乳酸片球菌CCFM7902冻干粉4份。
其制备方法，包括以下步骤：
S1、山药粉、山楂粉及苦瓜粉造粒：将山药粉、山楂粉及苦瓜粉按比例置于沸腾干燥制粒机的流化床内，以水为粘合剂，设定引风温度43-46℃、引风频率20-22KHz，喷浆速度为60-70r/min，喷浆压力设定为0.1-0.2MPa，控制物料温度为30-35℃，造粒时间为20-30min，得物料F1；
S2、F1物料与益生元继续造粒：将益生元与水按照1：1配浆作为浆料，按喷浆速率70-80r/min，喷浆压力0.2-0.4MPa进行喷浆；设定引风温度46-50℃，引风频率为22-24KHz，控制沸腾干燥制粒机的流化床内的F1物料温度在35-40℃，造粒时间为45-60min；
S3、干燥步骤：喷浆完成后，引风频率设定为24-26KHz，控制物料温度40-45℃，关停喷枪，干燥10-15min后得物料F2；
S4、将益生菌菌粉与造粒体所得物料F2混合后得到益生菌组合物。
实施例2
本实施例提供一种具有缓解高血糖的益生菌组合物，包括相互混合的益生菌菌粉以及经沸腾制粒后所得的造粒体，其中，所述造粒体按重量份数计包括山药粉20份、山楂粉25份、苦瓜粉25粉、菊粉5份以及低聚果糖5份，所述菌粉按重量份数计包括植物乳杆菌Lp90冻干粉4份、长双歧杆菌BL21冻干粉6份、植物乳杆菌CW006冻干粉6份、植物乳杆菌N13冻干粉2份、乳酸片球菌CCFM7902冻干粉2份。
其制备方法，与实施例1相同。
实施例3
本实施例提供一种具有缓解高血糖的益生菌组合物，包括相互混合的益生菌菌粉以及经沸腾制粒后所得的造粒体，其中，所述造粒体按重量份数计包括山药粉15份、山楂粉20份、苦瓜粉20粉、菊粉12份以及低聚果糖13份，所述菌粉按重量份数计包括植物乳杆菌Lp90冻干粉3份、长双歧杆菌BL21冻干粉5份、植物乳杆菌CW006冻干粉5份、植物乳杆菌N13冻干粉4份、乳酸片球菌CCFM7902冻干粉3份。
其制备方法，与实施例1相同。
对比例1
本对比例提供一种益生菌组合物，包括相互混合的益生菌菌粉以及经沸腾制粒后所得的造粒体，其中，所述造粒体按重量份数计包括山药粉22份、山楂粉26份、苦瓜粉26粉、菊粉3份以及低聚果糖3份，所述菌粉按重量份数计包括植物乳杆菌Lp90冻干粉1份、长双歧杆菌BL21冻干粉8份、植物乳杆菌CW006冻干粉9份、植物乳杆菌N13冻干粉1份、乳酸片球菌CCFM7902冻干粉1份。
其制备方法，与实施例1相同。
对比例2
本对比例提供一种益生菌组合物，包括相互混合的益生菌菌粉以及经沸腾制粒后所得的造粒体，其中，所述造粒体按重量份数计包括山药粉8份、山楂粉12份、苦瓜粉12粉、菊粉24份以及低聚果糖24份，所述菌粉按重量份数计包括植物乳杆菌Lp90冻干粉5份、长双歧杆菌BL21冻干粉2份、植物乳杆菌CW006冻干粉1份、植物乳杆菌N13冻干粉7份、乳酸片球菌CCFM7902冻干粉5份。
其制备方法，与实施例1相同。
对比例3
本对比例提供一种益生菌组合物，按重量份数计包括山药粉15份、山楂粉20份、苦瓜粉20粉、菊粉12份、低聚果糖13份、植物乳杆菌Lp90冻干粉3份、长双歧杆菌BL21冻干粉5份、植物乳杆菌CW006冻干粉5份、植物乳杆菌N13冻干粉4份、乳酸片球菌CCFM7902冻干粉3份。
其制备方法中，所述山药粉、山楂粉、苦瓜粉、菊粉和低聚果糖未进行沸腾造粒，直接与益生菌冻干粉进行混合。
实施例4
本实施例提供一种针对前述实施例1-3、以及对比例1-3中所提及的益生菌组合物(配方及工艺差异如表1所示)，进行检测的方法及结果，具体如下：
表1各配方差异对比表
1、缓解血糖实验
实验动物采用SPF级雄性3周龄小鼠90只，小鼠在室温下饲养1周后，随机分为正常对照组、高血糖模型组、吡格列酮组、实施例1组、实施例2组、实施例3组、对照例1组、对照例2组和对照例3组。每组10只，均采用高脂饲料(蛋白含量20.0％、脂肪含量40.0％、碳水化合物40.0％)喂养加注射链脲霉素(STZ)构建2型糖尿病模型，而正常组饲喂基础饲料(蛋白含量25.7％、脂肪含量13.8％、碳水化合物60.5％)。饲喂3周后，所有小鼠禁食不禁水12h，除正常对照组外，其余各组小鼠均按照100mg/kg体重注射新鲜配制的链脲佐菌素STZ(50mmol/L)，正常对照组注射0.85％的生理盐水。造模1周后(第4周)，造模成功的糖尿病小鼠其空腹血糖高于7.0mmol/L。
第四周吡格列酮组开始灌胃吡格列酮，剂量为10mg/kg体重。益生菌干预组：每只大鼠每天早晚各灌胃1次实施例1-3或对比例1-3的益生菌组合物，干预时间持续28天，干预前后分别测量小鼠体重、血糖浓度及干预结束后炎症因子(TNF-α、IL-10)及抗氧化物质(SOD)的变化。实验期间，小鼠采用断尾取血的方法，血糖水平检测采用血糖仪进行测定，炎症因子检测采用酶联免疫试剂盒(英国Abcam抗体包被)，SOD的检测采用酶联免疫试剂盒(武汉博士德生物工程有限公司抗体包被)。
表2各组小鼠体重及进食的变化
II型糖尿病的典型症状为多饮、多食、多尿和体重减少，实验结束时各组小鼠的体重变化及进食量如表2所示。根据表中结果可知，正常对照组进食量最少，体重增加最多，相比之下，高血糖模型组进食量最多而体重增长最少。从3组实施例中可以看出，经过本组合物干预后，小鼠的体重明显增加，其中实施例3组体重增加最大，接近正常对照组，且3组实施例小鼠体重增加数量均优于对照例1和2组。另一方面对照例3组中小鼠体重增加量虽高于对照例1和2组，但仍低于实施例1-3中小鼠，表明未经造粒包埋的药食同源原料可能抑制了益生菌的作用效果，导致其干预效果减弱。
空腹血糖水平是诊断II型糖尿病的非常重要的指标，自干预前后对小鼠空腹血糖浓度进行检测发现(图1)，腹腔注射STZ一周后，即第4周时，除正常对照组外组外，其它各组空腹血糖均显著增高(p<0.05)，表明造模成功。自干预28天后，不同干预组小鼠血糖均有不同程度下降。其中吡格列酮作为II型糖尿病治疗药，可通过降低胰岛素抵抗性、抑制肝脏葡萄糖生成及提高外周组织的葡萄糖利用等有效降低小鼠的血糖水平。实施例1、2、3组也可大幅度降低血糖水平，其中实施例3的作用效果最佳，其在干预28天后血糖降低水平接近正常对照组水平，优于吡格列酮组。相比之下，对照例1组和2组小鼠血糖水平虽有下降，但下降程度较低。另一方面，对照例3组小鼠血糖下降水平虽优于对照例1组和2组，但与实施例1-3组相比仍有一定差异，在此表明未经造粒包埋的药食同源原料可能抑制了益生菌的作用效果，导致其干预效果减弱。
细胞因子在由炎症和免疫方面引起的糖尿病中起着重要作用，高脂饮食可导致促炎因子如TNF-α等的升高，进而引起胰岛素的抵抗。相比之下，IL-10作为抗炎细胞因子，可抑制抗原呈递和炎症细胞因子如TNF-α的产生。此外，氧化应激在糖尿病的并发症的病因学中也发挥着重要作用，一般情况下细胞中存在如SOD等抗氧化物质，可有效清除有害自由基，从而有效保护细胞免受伤害。为此，分别对干预前后对各组小鼠血清中的炎症因子及抗氧化物质水平进行检测，结果如图2、3所示。结果显示，与对照例1组和2组相比，实施例1-3组中小鼠促炎因子TNF-α浓度显著降低，而抗炎因子IL-10水平则显著提高，此外实施例1-3组中小鼠抗氧化物质SOD浓度也明显提高，其中实施例3组中小鼠各项指标改善最为明显。另一方面，对照例3组小鼠促炎因子、抗炎因子和抗氧化物质水平虽优于对照例1组和2组，但与实施例1-3组相比仍有一定差异，在此表明未经造粒包埋的药食同源原料可能抑制了益生菌的作用效果，导致其干预效果减弱。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种具有缓解高血糖的益生菌组合物，其特征在于：包括相互混合的益生菌菌粉以及造粒体，所述造粒体为山药粉、山楂粉、苦瓜粉与益生元经沸腾制粒所得，所述益生菌包括植物乳杆菌Lp90、长双歧杆菌BL21、植物乳杆菌CW006、植物乳杆菌N13和乳酸片球菌CCFM7902；
其中，所述植物乳杆菌Lp90已于2015年1月27日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为CGMCC No.10453，分类命名为植物乳杆菌(Lactobacillusplantarum)，保藏地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所；
所述长双歧杆菌BL21已于2015年1月27日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为CGMCC No.10452，分类命名为长双歧杆菌(Bifidobacteriumlongum)，保藏地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所。
2.根据权利要求1所述的具有缓解高血糖的益生菌组合物，其特征在于：所述益生元包括菊粉和低聚果糖。
3.根据权利要求2所述的具有缓解高血糖的益生菌组合物，其特征在于：所述益生菌组合物按重量份数计包括山药粉10-20份、山楂粉15-25份、苦瓜粉15-25粉、菊粉5-20份、低聚果糖5-20份、植物乳杆菌Lp90冻干粉2-4份、长双歧杆菌BL21冻干粉4-6份、植物乳杆菌CW006冻干粉4-6份、植物乳杆菌N13冻干粉2-6份、乳酸片球菌CCFM7902冻干粉2-4份。
4.根据权利要求3所述的具有缓解高血糖的益生菌组合物，其特征在于：包括相互混合的造粒体和菌粉，其中，所述造粒体按重量份数计包括山药粉15份、山楂粉20份、苦瓜粉20粉、菊粉12份以及低聚果糖13份，所述菌粉按重量份数计包括植物乳杆菌Lp90冻干粉3份、长双歧杆菌BL21冻干粉5份、植物乳杆菌CW006冻干粉5份、植物乳杆菌N13冻干粉4份、乳酸片球菌CCFM7902冻干粉3份。
5.根据权利要求1所述的具有缓解高血糖的益生菌组合物，其特征在于：所述植物乳杆菌Lp90冻干粉、长双歧杆菌BL21冻干粉、植物乳杆菌CW006冻干粉、植物乳杆菌N13冻干粉和乳酸片球菌CCFM7902冻干粉的活菌数均为108-1010CFU/g，且水分含量低于4％，水活度低于0.1。
6.根据权利要求1至5任一项所述的一种具有缓解高血糖的益生菌组合物的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、山药粉、山楂粉及苦瓜粉造粒：将山药粉、山楂粉及苦瓜粉按比例置于沸腾干燥制粒机的流化床内，以水为粘合剂，设定引风温度43-46℃、引风频率20-22KHz，喷浆速度为60-70r/min，喷浆压力设定为0.1-0.2MPa，控制物料温度为30-35℃，造粒时间为20-30min，得物料F1；
S2、F1物料与益生元继续造粒：将益生元与水按照1：1配浆作为浆料，按喷浆速率70-80r/min，喷浆压力0.2-0.4MPa进行喷浆；设定引风温度46-50℃，引风频率为22-24KHz，控制沸腾干燥制粒机的流化床内的F1物料温度在35-40℃，造粒时间为45-60min；
S3、干燥步骤：喷浆完成后，引风频率设定为24-26KHz，控制物料温度40-45℃，关停喷枪，干燥10-15min后得物料F2；
S4、将益生菌菌粉与造粒体所得物料F2混合后得到益生菌组合物。
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