CN111227261A - 一种益生元组合物及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种益生元组合物及其应用，所述益生元组合物包括以下重量份的组分：聚葡萄糖(1‑40)；乳糖醇(6‑45)；菊粉(5‑25)；低聚果糖(1‑35)；低聚半乳糖(5‑25)；低聚木糖(5‑20)；圆苞车前子壳(1～20)。该组合物在增殖有益菌、调节肠道微生态平衡、增强免疫和通便等方面均具有良好的效果；以该组合物制备的固体饮料能够有效改善肠道健康及润肠通便，达到改善便秘的作用，该饮料中的各成分天然无副作用，使用安全有效，市场应用前景广阔。
Description
技术领域
本发明涉及功能食品技术领域，具体涉及一种益生元组合物及其应用。
背景技术
益生元(Prebiotics)是指通过选择性的增殖一种或少数种菌落中的细菌生长与活性而对寄主产生有益的影响从而改善寄主健康且不可被消化的食品成分，由Gibson和Roberfroid于1995年首次提出。益生元主要有以下几个特点：(1)属于不被肠道消化的食品成分。采用体外试验和无菌小鼠的体内试验均证明益生元不能被肠道直接吸收，在直肠与结肠切除术后的个体粪便或回肠远端与小肠的渗出物中亦能检测出未被消化吸收的益生元成分。(2)益生元能被肠道细菌发酵，发酵后的降解产物被肠道吸收。将益生元混入小鼠的食物或饮水中，在规定的时间内处死动物，测定其粪便和胃肠容物中益生元经过细菌发酵后的降解产物，如呼吸氢和相应的糖成分。(3)益生元能够相应的刺激肠道菌群的生长或者菌群活性。研究表明低聚糖在肠道中可刺激双歧杆菌的生长，也可以被包括肠杆菌在内的其它细菌发酵与利用。
益生元主要包括低聚果糖、低聚半乳糖、低聚木糖、大豆低聚糖、水苏糖、棉籽糖、甘露低聚糖、低聚异麦芽糖、植物中及中草药提取物，蛋白水解物(酪蛋白的水解物，α-乳清蛋白的水解物，乳铁蛋白水解物等)，多糖(云芝多糖，胡萝含氮多糖)、多元醇(木糖醇，甘露醇，山梨醇，乳糖醇等)等。其中，非消化性功能低聚糖是使用最广泛的益生元，常见的包括低聚半乳糖、低聚果糖、乳果糖、低聚木糖、低聚异麦芽糖、乳酮糖等。而低聚半乳糖(GOS)和低聚果糖是被研究的最多，也是应用最为广泛的，是被公认的在全球范围内包括欧洲EFSA和美国FDA等机构最具典型益生元功效的天然存在的且安全的益生元，被广泛应用于保健食品、乳制品、婴幼儿配方食品、饮料、烘焙食品中。以英国为例，菊粉和低聚果糖是当地膳食当中最重要的益生元。它们存在于洋葱、香蕉、洋蓟、芦笋、菊苣、洋姜、大蒜和众多谷类食品当中。乳糖醇不仅作为低热量的新型甜味剂，也是一种良好的通便剂，已被证明对慢性便秘有显著疗效，与其它通便剂相比其副作用更少，耐受性良好。并且，其适合全年龄段人群(成年人、老年人以及儿童)长期使用。
益生元的功效主要是通过与肠道细菌的相互作用来实现的。肠道菌群被认为是人身体的一个重要内分泌器官，菌群在与人类共同进化过程中建立了与宿主间的密切关系。菌群可以帮助消化无法被人消化酶降解的植物多糖，菌群还可以调节肠上皮细胞的发育，菌群调控宿主的免疫系统正常发育，菌群与宿主的代谢活动也密切相关，总之，宿主的健康情况与肠道菌群密切相关。益生元成分对肠道菌群和宿主的影响概括起来有以下方面：(1)调节菌群结构，增殖有益菌群，而有益菌的生长，同时也能抑制病原菌和腹泻的发生。另外，有益菌增殖后代谢的短链脂肪酸和抗生素等物质，能稀释病原菌产生的氨、胺及吲哚等腐败产物浓度，减少有害代谢物对肝脏的负担。(2)增殖的有益菌能刺激肠道免疫细胞活性，从而增强机体免疫抗病力，降低癌症发生风险。(3)有益菌分泌的酶能分解益生元产生营养物质、可以增加宿主对营养的吸收。(4)降低肠道内pH，促进矿物质吸收功能。(5)缓解乳糖不耐受症，增加排便防治便秘。(6)调节血脂和胆固醇代谢，降低血压。(7)降低龋齿发生概率，不会引起血糖升高。然而，现有技术中的益生元产品功能单一且种类单调，可供人们选择的功能食品较少，因此，开发复合功能且新型益生元类产品对促进人体的肠道菌群健康具有重要的意义，开发相关领域的市场提供了更多的选择。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种益生元组合物，该组合物原料丰富、成本较低且功能更强。
本发明还提出上述益生元组合物的应用。
根据本发明的第一方面实施例的益生元组合物，包括以下重量份的组分：聚葡萄糖(1-40)；乳糖醇(6-45)；菊粉(5-25)；低聚果糖(1-35)；低聚半乳糖(5-25)；低聚木糖(5-20)；圆苞车前子壳(1～20)。
根据本发明的一些实施例，所述组合物包括以下重量份的组分：聚葡萄糖(5-35)；乳糖醇(10-40)；菊粉(8-25)；低聚果糖(5-30)；低聚半乳糖(8-20)；低聚木糖(5-15)；圆苞车前子壳(2-15)。
根据本发明的一些实施例，所述组合物包括以下重量份的组分：聚葡萄糖(8-12)；乳糖醇(8-35)；菊粉(10-25)；低聚果糖(8-25)；低聚半乳糖(10-20)；低聚木糖(8-15)；圆苞车前子壳(5-15)。
根据本发明的一些实施例，所述组合物包括以下重量份的组分：聚葡萄糖10；乳糖醇8；菊粉22；低聚果糖15；低聚半乳糖10；低聚木糖15；圆苞车前子壳15。
根据本发明实施例的组合物，至少具有如下有益效果：该组合物在增殖有益菌、调节肠道微生态平衡、增强免疫和通便等方面均具有良好的效果；该组合物中包含有聚葡萄糖、乳糖醇、菊粉、低聚果糖、低聚半乳糖和低聚木糖等多种益生元，同时还包含圆苞车前子壳等可溶性膳食纤维，通过其协同作用，不仅能够有效改善肠道菌群结构，刺激免疫应答，而且在促进排便方面具有显著的效果；组合物中的功能性低聚糖成分菊粉、低聚果糖、低聚半乳糖和低聚木糖能显著增殖肠道中双歧杆菌属为代表的有益菌，抑制有害菌的生长。有益菌分泌的蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶等，促进蛋白质消化吸收，还能促进B族维生素的合成，刺激宿主的免疫应答。此外，有益菌代谢产生的短链脂肪酸能降低肠道pH值进一步抑制有害菌，从而改善肠菌结构。有益菌增殖后产气增加，增加肠压，促进肠蠕动，促进排便。聚葡萄糖和圆苞车前子壳吸水膨胀能润滑粪便，促进排便。乳糖醇不仅能给宿主提供能源，而不引起血糖陡然增加，同时，也是一种良好的通便剂，有利于改善便秘，促进排便。
根据本发明的第二方面实施例的应用，上述合生元在医疗保健中的应用；优选地，所述医疗保健用于改善胃肠道功能。
根据本发明实施例的应用，至少具有以下有益效果：本发明方案的益生元组合物在医疗保健中具有良好的工业应用前景，尤其是在改善胃肠道功能方面，具有突出的效果。
一种固体饮料，所述固体饮料的制备原料包括上述益生元组合物。
根据本发明的一些实施例，所述制备原料还包括植物果粉；优选地，所述植物果粉与聚葡萄糖的重量份数之比为(0.1～10):(1～40)；更优选地，所述植物果粉与聚葡萄糖的重量份数之比为(5～7):(10～35)；更优选地，所述植物果粉与聚葡萄糖的重量份数之比为1:2。
根据本发明的一些实施例，所述植物果粉包括草莓果粉、甜橙果粉、香蕉果粉和苹果果粉中的至少一种。
根据本发明实施例的固体饮料，至少具有如下有益效果：本发明方案的固体饮料能够有效改善肠道健康及润肠通便，达到改善便秘的作用，该饮料中的各成分天然无副作用，使用安全有效，市场应用前景广阔。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
图1为本发明实施例小鼠肠道菌群结构的16s测序结果图；
图2为本发明实施例中小鼠肠道中双歧杆菌和肠杆菌科相对比例变化图；
图3为本发明实施例中实时荧光定量方法检测小鼠肠道中双歧植属和肠杆菌科的数量变化图；
图4为本发明实施例中小鼠结肠上皮细胞紧密连接蛋白ZO-1的表达变化图；A为凝胶电泳图；B为柱状图。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
本发明的实施例一为：一种固体饮料，由以下重量份的组分制备而成：聚葡萄糖12；乳糖醇35；菊粉10；低聚果糖8；低聚半乳糖8；低聚木糖5；圆苞车前子壳15；草莓果粉7。将上述各组分按等量递增混合法制得该固体饮料。
本发明的实施例二为：一种固体饮料，由以下重量份的组分制备而成：聚葡萄糖35；乳糖醇7；菊粉10；低聚果糖14；低聚半乳糖9；低聚木糖11；圆苞车前子壳8；草莓果粉6。将上述各组分按等量递增混合法制得该固体饮料。
本发明的实施例三为：一种固体饮料，由以下重量份的组分制备而成：聚葡萄糖10；乳糖醇8；菊粉22；低聚果糖15；低聚半乳糖10；低聚木糖15；圆苞车前子壳15；草莓果粉5。将上述各组分按等量递增混合法制得该固体饮料。
本发明的对照例为：一种固体饮料，由以下重量份的组分制备而成：聚葡萄糖10；乳糖醇5；菊粉0；低聚果糖45；低聚半乳糖25；低聚木糖5；圆苞车前子壳5；草莓果粉5。将上述各组分按等量递增混合法制得该固体饮料。
取实施例1～3及对照例制备的固体饮料进行小鼠肠道菌群结构改善及肠上皮细胞作用对比试验。
1、肠道菌群结构改善效果对比实验
实验对象：选用20只Balb/c小鼠，雌雄各半。
实验材料：实施例1～3及对照例制备的固体饮料。
实验方法：将20只小鼠随机分为5组，每组4只。
空白组：灌胃给予相同体积的生理盐水(0.2mL)；
实施例1组：灌胃给予实施例1制备的固体饮料10倍人体剂量(10g/60kg·d)；
实施例2组：灌胃给予实施例2制备的固体饮料10倍人体剂量(10g/60kg·d)；
实施例3组：灌胃给予实施例3制备的固体饮料10倍人体剂量(10g/60kg·d)；
对照组：灌胃给予对照例制备的固体饮料10倍人体剂量(10g/60kg·d)；
喂养10天后，取老鼠粪便0.1g，提取粪便DNA，采用16s rRNA高通量测序技术和荧光定量方法检测小鼠的肠道菌群变化。从16s测序结果(图1)可以看到，与空白组小鼠菌群结构相比，实施例1-3组及对照组小鼠菌群结构表现出较大的变化，从图2中可以明显看到有益菌双歧杆菌含量大幅增加，而条件致病菌的相对含量则大幅减少。荧光定量结果如图3所示，从图3中可以看出本发明实施例方案的固体饮料均可以提高小鼠肠道中有益菌如双歧杆菌的数量，可以抑制或减少条件致病菌肠杆菌的数量。随着低聚果糖和低聚半乳糖等可溶性膳食纤维比例的增大，实施例2～3和对照组的双歧杆菌的数量增加明显，而对应肠杆菌则有明显下降的趋势。对照组中由于添加了一定比例的益生元虽可以促进有益菌双歧杆菌的增加，有益菌增加能够抑制肠杆菌等条件致病菌的降低，但其肠杆菌的比例明显增高。
肠道中的双歧杆菌是典型的益生菌代表，文献报道人体中维持一定数量的双歧杆菌能抑制致病菌、降低肠内毒素水平、提高免疫以及延缓衰老的作用。肠杆菌是动物或人肠道内的条件致病菌，在机体健康肠道通常维持一定数量，一旦体内微生态失衡过量会引起疾病，因此，有益菌数量增加，压制肠杆菌等条件致病菌数量的下降，从而改变肠道菌群结构，抑制有害菌的生长，刺激免疫系统，提高机体免疫能力，对人体肠道微生态平衡具有积极的作用。
实验结束后取处死后的小鼠结肠标本，进行组织蛋白提取及Western Blot，结果如图4所示(重复3次，其中蛋白表达量取平均值，电泳条带为第二次电泳结果，以β-actin作为参照)。从图中可以看出，相对应于空白组，实施例1～3及对照组相应的紧密连接蛋白的蛋白表达量有所增加。实验结果表明本发明方案的益生元组合物可调节肠道相关蛋白的表达，增加细胞膜表面有结合力的细胞连接蛋白水平，减少有害菌侵袭，改善肠道屏障功能。其中实施例3对增强紧密连接蛋白ZO-1的蛋白表达量效果最佳。
上述固体饮料中添加有草莓果粉可改善口感，减少了化学添加剂的使用，提升了产品的安全性。
本发明所称的各种低聚糖是指由2-10个单糖分子通过糖苷键连接形成直链或支链的低度聚合糖，实施例中使用的各种低聚糖均为市售所得的普通低聚糖。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种益生元组合物，其特征在于：包括以下重量份的组分：聚葡萄糖(1-40)；乳糖醇(6-45)；菊粉(5-25)；低聚果糖(1-35)；低聚半乳糖(5-25)；低聚木糖(5-20)；圆苞车前子壳(1～20)。
2.根据权利要求1所述的益生元组合物，其特征在于：所述组合物包括以下重量份的组分：聚葡萄糖(5-35)；乳糖醇(10-40)；菊粉(8-25)；低聚果糖(5-30)；低聚半乳糖(8-20)；低聚木糖(5-15)；圆苞车前子壳(2-15)。
3.根据权利要求2所述的益生元组合物，其特征在于：所述组合物包括以下重量份的组分：聚葡萄糖(8-12)；乳糖醇(8-35)；菊粉(10-25)；低聚果糖(8-25)；低聚半乳糖(10-20)；低聚木糖(8-15)；圆苞车前子壳(5-15)。
4.根据权利要求1所述的益生元组合物，其特征在于：所述组合物包括以下重量份的组分：聚葡萄糖10；乳糖醇8；菊粉22；低聚果糖15；低聚半乳糖10；低聚木糖15；圆苞车前子壳15。
5.如权利要求1-4任一项所述合生元在医疗保健中的应用。
6.根据权利要求5所述的应用，所述医疗保健用于改善胃肠道功能。
7.一种固体饮料，其特征在于：所述固体饮料包括如权利要求1至4任一项所述的益生元组合物。
8.根据权利要求7所述的固体饮料，其特征在于：所述制备原料还包括植物果粉。
9.根据权利要求8所述的固体饮料，其特征在于：所述植物果粉与聚葡萄糖的重量份数之比为(0.1～10):(1～40)；优选地，所述植物果粉与聚葡萄糖的重量份数之比为(5～7):(10～35)；更优选地，所述植物果粉与聚葡萄糖的重量份数之比为1:2。
10.根据权利要求8所述的固体饮料，其特征在于：所述植物果粉包括草莓果粉、甜橙果粉、香蕉果粉和苹果果粉中的至少一种。
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