CN117778277B - 一种用于促进肠道铁离子吸收的复合益生菌及其应用 - Google Patents
一种用于促进肠道铁离子吸收的复合益生菌及其应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种用于促进肠道铁离子吸收的复合益生菌及其应用，所述用于促进肠道铁离子吸收的复合益生菌由保藏编号为CGMCC No.16131的格氏乳杆菌Lactobacillus gasseri LG08菌株和保藏编号为CGMCC No.20123的约氏乳杆菌Lactobacillus johnsonii LJ09菌株组成。本发明开发了一种益生菌复配方式和提高机体对铁的生物利用度的策略，即将LG08菌株和LJ09菌株进行复配联用，发现两者能够相互配合、相互促进、在促进铁吸收方面的效果上协同增效，同时，两种菌均为益生菌，产品的安全性高，且不易产生抗性。
Description
技术领域
本发明属于益生菌技术领域，涉及一种用于促进肠道铁离子吸收的复合益生菌及其应用。
背景技术
肠道微生物群在维护肠道微生态，促进人体对铁元素的吸收上起着关键作用。有益细菌的减少和促炎/致病菌的增加一直与人类缺铁性疾病，贫血的产生有关。肠道微生物群可通过与宿主之间的一系列分子相互作用影响代谢活动、调节肠道通透性、调节肠道菌群，促进肠道对铁离子的吸收等方式改善缺铁性疾病及由此产生的并发症。
目前，调整饮食结构、补充益生菌是研究最为广泛的调节肠道菌群的方法，可以特异性地改变肠道菌群构成，然而现有的能够有效促进肠道铁吸收的益生菌产品还相对鲜少，开发一种可以有效改善铁吸收的微生物制剂，解决因缺铁给患者带来的营养失调，是非常有必要的。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种用于促进肠道铁离子吸收的复合益生菌及其应用。
为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种用于促进肠道铁离子吸收的复合益生菌，所述用于促进肠道铁离子吸收的复合益生菌由保藏编号为CGMCC No. 16131的格氏乳杆菌Lactobacillus gasseri LG08菌株和保藏编号为CGMCC No. 20123的约氏乳杆菌Lactobacillus johnsonii LJ09菌株组成。
本发明创造性地开发了一种全新的益生菌复配方式和一种全新的提高机体对铁的生物利用度的策略，即将格氏乳杆菌Lactobacillus gasseri LG08菌株和约氏乳杆菌Lactobacillus johnsonii LJ09菌株进行复配联用，发现两者能够相互配合、相互促进、在促进铁吸收方面的效果上协同增效，在使用菌量一致的情况下，与单一的LG08菌株或单一的LJ09菌株干预方式相比，两种菌的复配在促进铁吸收方面的效果上显著提高。因此，将该复合益生菌用于制备促进铁离子吸收的食品或保健品或用于预防、缓解或治疗由铁离子缺乏引起的相关疾病的药物具有很好的前景。同时，两种菌均为益生菌，产品的安全性高，且不易产生抗性。
所述复合益生菌的制备方法采用本领域常规的技术方法即可，示例性地可以为：将LG08菌株或LJ09菌株活化后，分别接种于培养基中进行培养，得到培养液；培养液离心，菌体重悬得到菌悬液；按照活菌数比例要求将两种菌悬液混合，即可。或者进一步地加入保护剂进行冷冻干燥，制得冻干菌粉产品。
优选地，所述LG08菌株与LJ09菌株的活菌数之比为1:10-10:1，例如1:10、1:9、1:8、1:7、1:6、1:5、1:4、1:3、1:2、1:1、2:1、3:1、4:1、5:1、6:1、7:1、8:1、9:1、10:1等，该数值范围内的其他具体点值均可选择，在此便不再一一赘述。
基于格氏乳杆菌Lactobacillus gasseri LG08菌株和约氏乳杆菌Lactobacillus johnsonii LJ09菌株的潜在相互作用关系，本发明还发现当两种菌株以上述特定的活菌数配比进行复合时，其在促进铁吸收方面的效果更加显著。
第二方面，本发明提供一种用于促进肠道铁离子吸收的微生态制剂，所述微生态制剂中的菌株包括第一方面所述的复合益生菌。
优选地，所述LG08菌株与LJ09菌株在微生态制剂中的活菌含量不低于1×109 CFU/g或1×109 CFU/mL，例如1×109 CFU/g（CFU/mL）、2×109 CFU/g（CFU/mL）、5×109 CFU/g（CFU/mL）、8×109 CFU/g（CFU/mL）、1×1010 CFU/g（CFU/mL）、5×1010 CFU/g（CFU/mL）、1×1011 CFU/g（CFU/mL）、1×1012 CFU/g（CFU/mL）、1×1013 CFU/g（CFU/mL）等，该数值范围内的其他具体点值均可选择，在此便不再一一赘述。
优选地，所述微生态制剂的剂型包括冻干粉剂、胶囊剂、片剂或颗粒剂。
本发明所涉及的益生菌剂的剂型不受限制，包括最常用的冻干粉剂，或进一步制得的胶囊剂、片剂或颗粒剂。其中冻干粉剂示例性地可以采用如下方法制得：
将LG08菌株与LJ09菌株活化后，分别接种于培养基中进行培养，得到培养液；培养液离心，得到菌体；菌体用冻干保护剂重悬，得到重悬液；重悬液冻干，按配比混合，即得。
优选地，所述培养基包括MRS培养基。
优选地，所述MRS培养基以浓度计包括：蛋白胨8-12 g/L、牛肉膏8-12 g/L、葡萄糖15-25 g/L、乳糖10-20 g/L、酵母粉3-7 g/L、柠檬酸氢二铵1-3 g/L、K2PO4·3H2O 2-3 g/L、MgSO4·7H2O 0.05-0.2 g/L、MnSO4 0.01-0.1 g/L、吐温80 0.5-2 mL/L、半胱氨酸盐酸盐0.1-1 g/L。
优选地，所述冻干采用真空冷冻法。
优选地，所述微生态制剂中还包括保护剂和/或功能助剂。
优选地，所述保护剂包括脱脂乳、明胶、糊精、阿拉伯胶、右旋糖酐、藻胶钠、聚乙烯吡咯烷酮、蔗糖、乳糖、海藻糖、山梨醇或木糖醇中的任意一种或至少两种的组合；
所述功能助剂包括低聚果糖、低聚半乳糖、低聚木糖、低聚异麦芽糖、大豆低聚糖、菊粉、螺旋藻、节旋藻、云芝多糖、水苏糖、聚葡萄糖、α-乳淸蛋白或乳铁蛋白中的任意一种或至少两种的组合。
第三方面，本发明提供第一方面所述的复合益生菌或第二方面所述的微生态制剂在制备促进铁离子吸收的食品或保健品中的应用。
第四方面，本发明提供第一方面所述的复合益生菌或第二方面所述的微生态制剂在制备预防、缓解或治疗由铁离子缺乏引起的相关疾病的药物中的应用。
优选地，所述由铁离子缺乏引起的相关疾病包括缺铁性贫血、缺铁性动脉硬化、缺铁性神经病变或缺铁性免疫功能下降。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明创造性地开发了一种全新的益生菌复配方式和一种全新的提高机体对铁的生物利用度的策略，即将格氏乳杆菌Lactobacillus gasseri LG08菌株和约氏乳杆菌Lactobacillus johnsonii LJ09菌株进行复配联用，发现两者能够相互配合、相互促进、在促进铁吸收方面的效果上协同增效，在使用菌量一致的情况下，与单一的LG08菌株或单一的LJ09菌株干预方式相比，两种菌的复配在促进铁吸收方面的效果上显著提高。因此，将该复合益生菌用于制备促进铁离子吸收的食品或保健品或用于预防、缓解或治疗由铁离子缺乏引起的相关疾病的药物具有很好的前景。同时，两种菌均为益生菌，产品的安全性高，且不易产生抗性。
附图说明
图1是各组小鼠的器官重量统计结果图；
图2是各组小鼠的血液总铁结合能力、不饱和铁结合能力和血清铁浓度的统计结果图；
图3是各组小鼠的血液血小板浓度的统计结果图；
图4是各组小鼠的肝脏、胰腺和十二指肠中铁含量的统计结果图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
下述实施例中涉及的蛋白胨、牛肉膏、葡萄糖、乳糖、酵母粉、柠檬酸氢二铵、K2PO4·3H2O、MgSO4·7H2O、MnSO4、吐温80和半胱氨酸盐酸盐购自国药集团化学试剂有限公司。
下述实施例中涉及的培养基如下：
MRS培养基（g/L）：蛋白胨10g/L、牛肉膏10g/L、葡萄糖15g/L、乳糖15g/L、酵母粉5g/L、柠檬酸氢二铵2g/L、K2PO4·3H2O 2.6g/L、MgSO4·7H2O 0.1g/L、MnSO4 0.05g/L、吐温80 1mL/L、半胱氨酸氨酸盐0.5g/L。
下述实施例所涉及的LG08菌株的分类命名为格氏乳杆菌Lactobacillus gasseri，保藏单位为中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏时间为2018年7月18日，保藏编号为CGMCC No. 16131，地址为：北京市朝阳区北辰西路1号院3号。
下述实施例所涉及的LJ09菌株的分类命名为约氏乳杆菌Lactobacillus johnsonii，保藏单位为中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏时间为2020年6月22日，保藏编号为CGMCC No. 20123，地址为：北京市朝阳区北辰西路1号院3号。
下述实施例中涉及的菌悬液：将所需菌株接种于MRS液体培养基中，37℃下培养24h进行活化，连续活化2次，得到活化液；将活化液按2%（v/v）的接种量接种于MRS液体培养基中，37℃下培养24h，得到菌液；将菌液在6000g下离心10min，使用PBS重悬菌体，即得。
试验结果数据使用R语言的ggplot2进行统计分析，与CTL组相比，***代表p<0.001，**代表p<0.01，*代表p<0.05，NS代表无显著差异。
实施例
本实施例探究本发明所涉及的复合益生菌对测试小鼠的血样和器官（肝脏、心脏、肾脏、脾脏、胰腺、股骨、睾丸、十二指肠和毛发）的重量，铁含量以及肠道菌群丰度的影响：
（1）试验动物
雄性SPF级Wistar小鼠，10周龄，体重280-300g，由上海实验动物中心提供。将小鼠饲养于笼内，环境清洁安静，温度23-25℃，湿度60%。所有涉及小鼠的程序均符合上海市实验动物护理与动物实验中心提供的指导原则（许可证号2022122006）。
（2）动物分组及干预方式
按上述小鼠适应性喂养2周后，将40只小鼠随机分为5组（每组8只）：正常对照组（CTL）、经LG08菌株干预的小鼠组（LG08）、经LJ09菌株干预的小鼠组（LJ09）、经LG08菌株和LJ09菌株联合干预的小鼠组（LG08+LJ09，两株菌的活菌数比例1:1）、经ATCC33323菌株（市售格氏乳杆菌菌株）和LJ09菌株联合干预的小鼠组（ATCC33323+ LJ09，两株菌的活菌数比例1:1）。
CTL：饲喂正常饲料；
LG08：正常饲料添加LG08菌悬液（1×1010 CFU/天/只）；
LJ09：正常饲料添加LJ09菌悬液（1×1010 CFU/天/只）；
LG08+LJ09：正常饲料添加LG08菌悬液和LJ09菌悬液（共1×1010 CFU/天/只）；
ATCC33323+ LJ09：正常饲料添加ATCC33323菌悬液和LJ09菌悬液（共1×1010 CFU/天/只）；
在整个实验期间，所有小鼠均可随意饮水。
（3）指标分析
在实验进行的第六周，在禁食12小时后，通过心脏穿刺采集血样，用于获取全血以进行形态学分析。随后，将血样保存在血清分离管中，以获得血清。然后通过吸入二氧化碳实施安乐死，取出了大鼠的肝脏、心脏、肾脏、脾脏、胰腺、股骨、睾丸、十二指肠等组织。这些组织进行了在线清洗、称重，并在-20°C下储存。
（3.1）对各组小鼠的器官称重，结果如图1所示，由图1结果可知：LG08+LJ09组的肝脏重量显著高于CTL组，并且高于ATCC3323+LJ09组， LG08组和LJ09组，而服用LG08的小鼠肝脏重量高于LJ09组的小鼠；并且在小鼠的胰腺中也表现出相似的趋势，服用LG08+LJ09组小鼠胰腺的重量也显著高于CTL组，其余器官重量无显著性趋势。膳食中铁的吸收只能在十二指肠和小肠中以Fe2+离子的形式进行吸收。随后铁和去铁蛋白在肠黏膜中结合铁与形成含铁蛋白，并储存在肝脏和胰脏中。肝脏和胰脏重量的提升可能是由于机体对铁的吸收利用增强导致储存的铁含量，从而增多引起器官重量增加。
（3.2）全血形态分析：取全血，血清铁浓度采用铁测定试剂盒进行定量比色铁测定，波长590 nm。所有的实验步骤都严格按照设备和试剂盒的说明书进行。采用铁锌比色法测定不饱和铁结合能力（UIBC），总铁结合能力（TIBC）=不饱和铁结合能力+血清铁浓度。结果如图2所示，由图2结果可知：CTL组的铁血清浓度显著高于LG08+LJ09组和LG08组，并且高于其他组；而UIBC在LG08+LJ09组中有着最高的数值，这导致LG08+LJ09的总铁结合能力显著高于CTL组和ATCC33323+LJ09组。结果表明服用LG08+LJ09益生菌制剂的小鼠拥有更高的铁利用能力和利用率，以上制剂会促进小鼠体内生成更多的去铁蛋白，结合小鼠体内的铁离子，加强铁的摄入和需求。
采用全血形态学分析法测定血液中血小板的含量。结果如图3所示，由图3结果可知：血小板的含量在LG08+LJ09组中显著高于CTL组和ATCC33323+ LJ09组，血小板本身也含有铁蛋白，表明LG08+LJ09组的小鼠拥有更高的铁离子吸收率和含铁蛋白生成率，服用LG08+LJ09的益生菌搭配试剂可以促进小鼠体内铁离子的吸收和利用。
（3.3）器官中铁含量的测定：使用波消解系统将肝脏、心脏、肾脏、脾脏、胰脏、股骨、睾丸、十二指肠在65%（w/w）的超纯HNO3中消解。随后使用火焰原子吸收光谱仪测定了器官中铁的含量。内脏器官的铁含量波长鉴定设置为248.3 nm。使用相应的标准品对测定的结果进行验证。
各组小鼠肝脏、胰腺、十二指肠中铁含量的结果如图4所示，由图4结果可知：在肝脏，胰腺和十二指肠中的铁含量趋势基本符合LG08+LJ09组高于LG08组高于LJ09组高于ATCC33323+LJ09组高于CTL组。综上所述，我们推测，服用LG08+LJ09益生菌制剂的小鼠的十二指肠可以更好的吸收和利用铁离子；而肝脏和胰脏重量的提升也很有可能与LG08+LJ09组小鼠中更多的铁储存相关。在服用LG08+LJ09益生菌制剂的实验小鼠中，更多的铁离子从血液转向到肝脏和胰脏中，由此导致了血清铁含量的降低，以及肝脏和胰脏重量的升高和铁含量的储存。因此，结果证明LG08+LJ09益生菌制剂可以促进铁在小鼠体内的吸收和储存。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的技术方案，但本发明并不局限于上述实施例，即不意味着本发明必须依赖上述实施例才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
Claims (7)
1.一种用于促进肠道铁离子吸收的复合益生菌，其特征在于，所述用于促进肠道铁离子吸收的复合益生菌由保藏编号为CGMCC No. 16131的格氏乳杆菌Lactobacillus gasseri LG08菌株和保藏编号为CGMCC No. 20123的约氏乳杆菌Lactobacillus johnsonii LJ09菌株组成；
所述LG08菌株与LJ09菌株的活菌数之比为1:10-10:1。
2.一种用于促进肠道铁离子吸收的微生态制剂，其特征在于，所述微生态制剂中的菌株包括权利要求1所述的复合益生菌。
3.根据权利要求2所述的用于促进肠道铁离子吸收的微生态制剂，其特征在于，所述LG08菌株与LJ09菌株在微生态制剂中的活菌含量不低于1×109 CFU/g或1×109 CFU/mL。
4.根据权利要求2所述的用于促进肠道铁离子吸收的微生态制剂，其特征在于，所述微生态制剂的剂型包括冻干粉剂、胶囊剂、片剂或颗粒剂。
5.根据权利要求2所述的用于促进肠道铁离子吸收的微生态制剂，其特征在于，所述微生态制剂中还包括保护剂和/或功能助剂。
6.根据权利要求5所述的用于促进肠道铁离子吸收的微生态制剂，其特征在于，所述保护剂包括脱脂乳、明胶、糊精、阿拉伯胶、右旋糖酐、藻胶钠、聚乙烯吡咯烷酮、蔗糖、乳糖、海藻糖、山梨醇或木糖醇中的任意一种或至少两种的组合；
所述功能助剂包括低聚果糖、低聚半乳糖、低聚木糖、低聚异麦芽糖、大豆低聚糖、菊粉、螺旋藻、节旋藻、云芝多糖、水苏糖、聚葡萄糖、α-乳淸蛋白或乳铁蛋白中的任意一种或至少两种的组合。
7.权利要求1所述的复合益生菌或权利要求2-6中任一项所述的微生态制剂在制备促进铁离子吸收的食品或保健品中的应用。
Priority Applications (1)
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