植物乳杆菌微胶囊及其壁材对小鼠肥胖的预防作用

发布时间：2020-10-12 05:26

　　 如今,由于饮食习惯的不健康和作息的不规律,肥胖及其相关的糖尿病、高血压、动脉粥样硬化等代谢性疾病,已然成为当今社会影响人群身体健康的一类公共卫生问题。因而研发出具有减重和降脂作用的功能性食品则具有重要意义。膳食纤维对于维持身体健康具有重要作用,而其被肠道菌群发酵所产生的功能性物质是调节代谢平衡的基础,因此,联合膳食纤维(特别是益生元)和益生菌的功能食品可以有效提高健康水平。然而益生菌在食用过程中易受到胃肠道环境的影响而变性失活,限制了其功能作用的发挥,而将益生菌微胶囊化是目前较为可行且有效地保护其活性的方式。本课题以植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)为益生菌并采用阿拉伯木聚糖(益生元)作为壁材对其进行微胶囊化包埋,研究益生菌和益生元协同延缓肥胖的作用。本课题复合海藻酸盐与阿拉伯木聚糖制备了包载植物乳杆菌的微胶囊。基于此,本文通过动物模型探究胶囊化的益生菌及其壁材(阿拉伯木聚糖)在预防小鼠肥胖中的协同作用以及肠道菌群可能在其中发挥的作用。具体研究内容与结果如下:1.谷物麸皮中阿拉伯木聚糖的提取与制备。采用碱-过氧化氢法从小麦麸皮中提取阿拉伯木聚糖,阿拉伯木聚糖纯度为75.7%。其中阿魏酸含量为:9.15μg/mg,单糖组成为:木糖53.85%、阿拉伯糖35.30%、葡萄糖3.65%、半乳糖1.90%、A/X比值为0.65。2.植物乳杆菌微胶囊的制备与表征。以阿拉伯木聚糖与海藻酸钠为壁材,植物乳杆菌为芯材,并添加一定含量的阿拉伯木寡糖(益生元),通过锐孔凝固浴法制备植物乳杆菌微胶囊。结果表明,微胶囊包埋产率为73.60%±0.01%,包埋效率为81.27%±0.17%,有效载量为(3.68±0.4)×10~111 cfu/g。耐酸性实验中,载菌微胶囊菌体数量仅下降1.2个对数值,而菌悬液下降6.4个对数值。而在肠道释放实验中,载菌微胶囊1 h即可释放完全。在连续胃肠道实验中,微胶囊中的菌体数量仅下降0.55个对数值,而菌悬液下降5.6个对数值。储藏性评估实验中,微胶囊在-20℃、4℃以及28℃条件下储藏7周,菌体数量分别下降1.2、1.7以及5.2个对数值。因此,综上所述此微胶囊对植物乳杆菌有较好的包载效果并对其可以起到充分的保护作用。3.植物乳杆菌微胶囊及其壁材对高脂饲料诱导小鼠肥胖的预防作用。结果表明载菌微胶囊和空壳微胶囊相较于高脂组,显著降低了小鼠的体重增量、体脂比,且可有效降低肝脏中脂肪的累积以及抑制白色脂肪细胞体积增大,提高了肝脏组织的抗氧化能力以及降低脂质过氧化产物,并且提高了肝脏中脂蛋白脂酶、肝脂酶以及总脂酶活性,加速脂肪组织的分解代谢。这与脂肪酸合成酶(FAS)基因表达的下调和过转录因子过氧化体增殖物激活受体(PPAR-α)基因表达的上调一致,表明其具有延缓肥胖的作用。通过小鼠肠道菌群高通量测序分析,与高脂组相比,载菌微胶囊组在科水平上降低瘤胃菌科、链球菌科以及消化链球菌科的丰度,肠杆菌科丰度得到部分恢复,并且理研菌科丰度高于高脂组,表明膳食干预能够在一定程度上改善由高脂饮食引起的肠道菌群紊乱。综上所述,此课题使用复合包载技术制备植物乳杆菌微胶囊,其具有较好的包载效果、胃肠道耐受性以及储藏稳定性。并且具有预防肥胖的作用,能够对于高脂膳食导致的肠道菌群紊乱起到一定的调节作用,改善机体健康水平。因而此课题为如何利用膳食纤维和益生菌改善人群健康水平提供了一定的理论依据。
【学位单位】：江南大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TS201.4;R589.2
【部分图文】：

1 绪论藻酸盐微胶囊藻酸钠的物化特性藻酸是一种直链型（1→4）链接的 α-L-古罗糖醛酸和 β-D-甘露糖醛酸的共于多糖类线型天然高分子化合物，相对分子质量在 1.5 ~ 5 万以内。不同途藻类的海藻酸中古罗糖醛酸与甘露糖醛酸之间的比例具有差异，因而其性质30,31]。海藻酸钠即褐藻酸钠是其常见的盐类，其分子结构式如下图所示。海交联多价态阳离子形成凝胶类物质的能力。海藻酸盐凝胶化是海藻酸盐分子用的结果，钙离子是最为常用的多价态阳离子。用于形成刚性凝胶的海藻酸为 0.5% ~ 2%[26]。海藻酸盐与钙离子共价结合形成海藻酸钙凝胶，其具有三，被称之为“蛋箱”结构[31]，其具有包载或固定其他物质的能力。因而海藻酸用于药学、食品等领域[26]。

限制了其的应用。使用其他多聚物与海藻酸盐复配制备微胶囊，常见的多聚物主要有果胶、伯胶、琼脂、卡拉胶以及多孔淀粉。单一壁材往往不能满足需要，因而使以使得制备的微胶囊保护效果更好[36]。伯木聚糖拉伯木聚糖的物化特性伯木聚糖（Arabinoxylan, AX）是一种半纤维类天然物质，主要由阿拉ose）与木糖（Xylan）组成。阿拉伯木聚糖主要是以（1→4）-β-D-吡喃木的线性骨架，其侧链通过（C）O-2 或（C）O-3 或者通过（C）O-2 和（着 α-L-阿拉伯呋喃糖[37,38]。而阿魏酸（Ferulic acid，FA）则通过酯键链接糖的侧链上，阿魏酸是一种酚酸类物质，具有很强的抗氧化性，研究发现伯木聚糖氧化交联形成凝胶的决定性影响因素[39,40]。

3 结果与讨论.1 阿拉伯木聚糖的理化分析.1.1 阿拉伯木聚糖的组成成分分析小麦麸皮经去除淀粉、水溶性蛋白、水溶性葡聚糖、小分子糖类以及色素物质，提取，后乙醇沉淀分离制备的阿拉伯木聚糖主要成分如表 3-1 所示。表 3-1 小麦麸皮中阿拉伯木聚糖组成成分分析Table 3-1 The main components of arabinoxylan in wheat bran样品 木聚糖 蛋白质 灰分 FA 单糖组成（%） A/X（%） （%） （%） Ara Xyl Gal GlcAX 75.70 2.32 2.10 9.15 35.30 53.85 1.90 3.65 0.65注：FA 表示阿魏酸（单位：μg/mgAX）。
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本文编号：2837706