【摘要】：體外人工胃模型越來越多地被用于替代體內(nèi)試驗(yàn)研究,特別在食品營養(yǎng)和健康相關(guān)研究中,對營養(yǎng)物和食品活性成分的生物可接收性評價(jià)、藥物制劑的胃腸釋放及微生物制劑存活率等方面提供了有價(jià)值的研究工具。雖已有各種各樣的體外消化系統(tǒng)被開發(fā)利用,如靜態(tài)的單室模型(恒生理環(huán)境)、動態(tài)多室模型(動態(tài)生理環(huán)境)等,但在接近人體真實(shí)性方面(如蠕動方式、壓力大小、胃內(nèi)不同時(shí)間空間的pH變化等等)尚存在很大的提升和改進(jìn)空間。本文在實(shí)驗(yàn)室前期研制開發(fā)的人工胃消化系統(tǒng)(Artificial Gastric Digestive System,AGDS)的基礎(chǔ)上,進(jìn)行各項(xiàng)參數(shù)優(yōu)化試驗(yàn)研究,對AGDS進(jìn)行評價(jià),并利用優(yōu)化的AGDS探究了不同形態(tài)乳制品(UHT純牛奶、酸奶、奶酪)的消化特性。主要的研究內(nèi)容及結(jié)果如下:(1)探索了胃壁與胃內(nèi)容物的受力情況與胃內(nèi)不同位置的pH變化,優(yōu)化了胃排空與胃分泌參數(shù)。并通過禁食/飽腹?fàn)顟B(tài)研究胃壁與胃內(nèi)容物受力時(shí)發(fā)現(xiàn),從胃蠕動起始處(胃體1/3)到胃蠕動終止處(胃竇),滾輪對胃壁與胃內(nèi)容物所造成的力不同,越往下所傳遞的力越大,并在胃竇部分達(dá)到最大為27mmHg(2.67N),與人體真實(shí)胃蠕動所受力情況相似,同時(shí)建立受力位置與受力大小的數(shù)學(xué)模型。利用醋酸鈉緩沖液研究胃內(nèi)不同位置pH值的變化,發(fā)現(xiàn)AGDS消化初期胃竇部分比胃體部分pH值低約0.3,胃消化90 min后,兩者間差值達(dá)到最大為1.1,到消化終點(diǎn)180 min,胃竇比胃體的pH低0.8,與人體實(shí)際消化情況相符。上述研究結(jié)果表明,AGDS能夠在動力系統(tǒng)和分泌系統(tǒng)上準(zhǔn)真實(shí)地模擬人體胃部,能給食物在胃部創(chuàng)造一個(gè)類似人胃的消化環(huán)境。(2)通過與最常用的兩種消化模型(靜態(tài)和半動態(tài))進(jìn)行比較,對AGDS消化α-乳白蛋白溶液進(jìn)行評價(jià)。結(jié)果表明,靜態(tài)消化(恒pH、酶,水浴攪拌)過程中α-乳白蛋白在3 min時(shí)就發(fā)生大量水解,游離氨基氮含量為6.06μg/mL,而α-乳白蛋白在半動態(tài)模型(變pH、酶,水浴攪拌)和AGDS的水解程度較低,游離氨基氮含量分別為1.55μg/mL和2.22μg/mL,消化終點(diǎn)三者含量均接近為11μg/mL,多肽含量變化趨勢類似。通過比較具有相同動力系統(tǒng)的靜態(tài)和半動態(tài)消化發(fā)現(xiàn),動態(tài)的環(huán)境(pH和酶)變化對食物胃部前期消化有很大影響,靜態(tài)消化初始(0-6min)消化速度明顯快于半動態(tài)消化。比較具有相同胃內(nèi)環(huán)境的半動態(tài)消化和AGDS消化發(fā)現(xiàn),用水浴攪拌的半動態(tài)消化在12 min時(shí)蛋Qg質(zhì)聚集顆粒明顯比使用類似人胃蠕動的AGDS的蛋白質(zhì)顆粒小,說明半動態(tài)消化的機(jī)械力比AGDS的大。上述研究結(jié)果表明,胃內(nèi)環(huán)境變化(pH與酶)對胃消化前期影響較大,而機(jī)械力的不同則導(dǎo)致消化中期的食糜顆粒不同,且現(xiàn)有的靜態(tài)模型和半動態(tài)模型與真實(shí)人體消化有一定差距,AGDS則能夠較好的人胃消化。(3)利用AGDS探究三種不同形態(tài)乳制品(UHT純牛奶,酸奶和奶酪)在消化過程中蛋白質(zhì)、乳脂、微觀結(jié)構(gòu)等的變化。結(jié)果發(fā)現(xiàn),液態(tài)純牛奶和酸奶的蛋白質(zhì)在胃15-30 min間大量水解,而固體奶酪蛋白質(zhì)消化時(shí)間較液態(tài)奶慢約10 min表明固體奶酪需要通過較長時(shí)間的胃蠕動擠壓和胃酸降解才可消化。根據(jù)SDS-PAGE和共聚焦顯微鏡微觀結(jié)構(gòu)分析,牛奶隨著乳脂肪球膜(milk fat globule membrane,MFGM)的消化,乳脂肪球從消化前的0.619±0.001μm增加到30min的85.5±5.70μm,再減小到120 min的9.96±0.25 μm;而酸奶中多糖和蛋白質(zhì)的相互作用使得蛋白質(zhì)包裹住的脂肪在消化過程中無法裸露,脂肪球粒徑變化不大;奶酪脂肪球粒徑變化與純牛奶相似,且奶酪的脂肪主要由水相中游離的脂肪和消化MFGM產(chǎn)生的脂肪組成。上述研究結(jié)果顯示不同形態(tài)乳制品對乳脂肪球和蛋白質(zhì)在胃的前期消化階段有著重要的影響。本研究根據(jù)人體數(shù)據(jù)優(yōu)化了胃分泌和排空等動力學(xué)參數(shù),證實(shí)AGDS能真實(shí)模擬人體胃的消化;通過對不同乳制品的消化特性試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),不同加工工藝下的食品體系各組分的消化特性完全不同,與實(shí)驗(yàn)室前期研究不同處理的牛奶(未加熱全脂奶,巴氏殺菌奶和UHT奶)在小鼠胃消化中的實(shí)驗(yàn)結(jié)果相似。
【學(xué)位授予單位】：浙江工商大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TS252.1
【圖文】：

括約肌進(jìn)入小腸的十二指腸。在腸道中，食物的大小進(jìn)一步降解，營養(yǎng)物質(zhì)開始逡逑吸收。胃內(nèi)的胃竇收縮波在食物消化中起著重要的作用，但在許多進(jìn)行胃模擬的逡逑領(lǐng)域中仍然被忽略或模仿不當(dāng)。圖１．２顯示胃腸道的不同艙室，以及進(jìn)食食物通逡逑過每個(gè)艙室的轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)間。逡逑ｕ邋腔邐］逡逑？邋ｐＨ邋５邋７逡逑|r食筆的N逡逑？時(shí)．ａ＇．邋１０ｓ－２邋ｍｉｎ逡逑？邋ｐＨ邋１－５逡逑＊時(shí)間：ｌ５ｍ，ｎ－３ｈ0ｕｒｓ逡逑＇〗、肝二邐］逡逑？，．十－？？逡逑Ｉ￣邐結(jié)脒逡逑？邐ｐＨ邋６－７邋５邐？＞＞＿．邐ｉ逡逑？時(shí)邐２－Ｓ邋ｈｏｕｒｓ邐邐邐Ａ逡逑．ＰＨ５－７逡逑？邐ｆｅｕ？f Ｗ帕敦鈉邐．／逡逑？邋ｆｆ邋ａ］：邋１２－２４邋ｈｏｕｒｓ逡逑圖１－２食物通過胃腸道每個(gè)艙室的物理化學(xué)環(huán)境示意圖［６１逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋１－２．邋Ｔｈｅ邋ｐｈｙｓｉｃｏｃｈｅｍｉｃａｌ邋ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ邋ｏｆ邋ｅａｃｈ邋ｃｏｍｐａｒｔｍｅｎｔ邋ｏｆ邋ｆｏｏｄ邋ｔｈｒｏｕｇｈ邋ｔｈｅ逡逑ｇａｓｔｒｏｉｎｔｅｓｔｉｎａｌ邋ｔｒａｃｔ＾逡逑２逡逑

邐浙江工商大學(xué)碩上學(xué)位論文邐逡逑２７］。因此，胃排空是一種高度協(xié)調(diào)的生理反應(yīng)，在一些病理?xiàng)l件下可能會受到損逡逑害。對胃排空的了解對于所有這些代謝研究也是非常重要的，將營養(yǎng)物質(zhì)從胃輸逡逑送到胃腸道的吸收部位。逡逑－般通過將殘胃含量觀測值與排空過程的確定性數(shù)學(xué)表示相擬合來計(jì)算胃逡逑殘存率，迄今為止已經(jīng)提出了幾種基于指數(shù)、冪指數(shù)、雙冪指數(shù)、線性指數(shù)、修逡逑正冪指數(shù)和確定性消去模型的胃排空模型，包括指數(shù)模型、冪指數(shù)模型、雙冪指逡逑數(shù)模型、線性指數(shù)模型和修正冪指數(shù)模型。目前，液體餐和固體餐最流行的模式逡逑是指數(shù)型和冪指數(shù)型［２８］。如圖１－４所示，從這１９例人體試驗(yàn)可以看出不同的胃逡逑排空方式（即時(shí)排空和快速排空，延遲但快速排空，延遲排空，緩慢排空和中逡逑

１．２．２邋Ｄｙｎａｍｉｃ邋Ｇａｓｔｒｉｃ邋Ｍｏｄｅｌ邋［ＤＧＭ］逡逑２０１１年，英國食品研宄所（Ｎｏｒｗｉｃｋ，ＵＫ）的腸道模型平臺引入了動態(tài)胃模逡逑型（ＤＧＭ）。ＤＧＭ僅由胃部分組成，其主要結(jié)構(gòu)如圖１－６所示。如圖所示，ＤＧＭ逡逑主要由活塞運(yùn)動模擬胃的蠕動收縮，并利用水浴對系統(tǒng)進(jìn)行加熱。Ｖａｒｄａｋｏｕ等逡逑人Ｍ通過引入ＤＧＭ解決體內(nèi)釋藥曲線無法預(yù)測的劑量失效問題，以及溶出裝逡逑置ＩＩ的缺點(diǎn)。ＬｏＣｕｒｔｏ等人Ｐｉ研究了邋３種不同益生菌在胃腸道消化過程中的存活逡逑率，在此模型之前，Ｈｕａｎｇ邋＆邋Ａｄａｍｓ等人采用燒杯／攪拌棒方法對腸道中細(xì)菌逡逑的存活性進(jìn)行了研究，研究發(fā)現(xiàn)，他們的益生菌菌株能夠在ＴＩＭ惡劣的物理和逡逑化學(xué)環(huán)境中存活下來。逡逑丫逡逑丨邋—邋＼邋①邋／逡逑ｎ逡逑＾邋１邋■逡逑？邐ｉ￣１１邋—ｒ邐ＩＩ逡逑圖１－６胃動力模型的示意圖［４｜］。圖（ａ）描述了邋ＤＧＭ的主要成分，圖（ｂ）說明了機(jī)械消化逡逑的主要機(jī)制，其中數(shù)字符號指的是：（１）胃主體？，（２）胃竇；（３）加工食糜；（４）將食糜排出并逡逑收集。逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋１－６邋Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ邋ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎｓ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ｄｙｎａｍｉｃ邋ｇａｓｔｒｉｃ邋ｍｏｄｅｌ邋ｆ４２ｌ邋Ｄｉａｇｒａｍ邋（ａ）邋ｄｅｐｉｃｔｓ逡逑ｔｈｅ邋ｍａｉｎ邋ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ邋ｏｆ邋ｔｈｅ

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本文編號：2775978