本文關(guān)鍵詞： 薏苡仁 抗性淀粉 結(jié)構(gòu)表征 腸道菌群 代謝組　出處：《福建農(nóng)林大學(xué)》2017年博士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

【摘要】：腸道菌群與人體健康關(guān)系密切,在機(jī)體營(yíng)養(yǎng)攝取、黏膜屏障保護(hù)、免疫調(diào)節(jié)方面均發(fā)揮重要的作用。當(dāng)菌群發(fā)生紊亂時(shí),炎癥細(xì)胞因子、炎癥介質(zhì)、蛋白酶類(lèi)和氧自由基會(huì)大量釋放,造成腸黏膜機(jī)械屏障損傷,引發(fā)細(xì)菌易位和腸道免疫調(diào)節(jié)失控,嚴(yán)重威脅人體健康。因此,開(kāi)發(fā)一種有效的益生元來(lái)調(diào)節(jié)人體腸道菌群平衡,維持腸道健康顯得十分重要。薏苡仁(Coixlachryma-jobi),屬禾本科,薏苡屬,淀粉含量豐富,是我國(guó)重要的特產(chǎn)經(jīng)濟(jì)資源。本論文以福建產(chǎn)薏苡仁為原料,分別采用壓熱法、超聲波輔助壓熱法、酶輔助壓熱法和微波輻射法制備薏苡仁抗性淀粉,通過(guò)現(xiàn)代分析檢測(cè)技術(shù)研究不同方法制備的薏苡仁抗性淀粉結(jié)構(gòu)特性和理化性質(zhì),初步表征抗性淀粉的結(jié)構(gòu)性質(zhì)。在此基礎(chǔ)上,采用體外試驗(yàn)研究不同方法制備的薏苡仁抗性淀粉對(duì)多株益生菌的增殖效果,并考察益生菌在模擬胃腸道逆環(huán)境下的耐受能力,進(jìn)而闡釋薏苡仁抗性淀粉結(jié)構(gòu)-益生元功效的構(gòu)效關(guān)系。通過(guò)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步評(píng)價(jià)不同方法制備的薏苡仁抗性淀粉對(duì)小鼠腸道微生態(tài)環(huán)境的影響,印證前期體外試驗(yàn),篩選得出一種對(duì)腸道菌群調(diào)節(jié)效果最好的薏苡仁抗性淀粉,研究其對(duì)動(dòng)物腸道形態(tài)結(jié)構(gòu)的調(diào)節(jié)的作用,并基于代謝組學(xué)研究方法,從代謝水平研究其作用機(jī)理。研究結(jié)果表明:(1)以傳統(tǒng)益生元HAMS為對(duì)照,研究不同方法制備的薏苡仁抗性淀粉GP-SRS3、UP-SRS3、EP-SRS3、MP-SRS3結(jié)構(gòu)特性和理化性質(zhì)。FE-SEM結(jié)果顯示,HAMS顆粒表面較光滑,而GP-SRS3、UP-SRS3、EP-SRS3、MP-SRS3表面均呈現(xiàn)深淺不一的條紋狀溝壑,UP-SRS3表面呈現(xiàn)眾多大小不一的孔洞,MP-SRS3表面粗糙程度最大,呈現(xiàn)大量條紋狀溝壑。FT-IR結(jié)果表明,MP-SRS3的DO和DD值分別為 1.118,1.114,與 GP-SRS3、UP-SRS3、EP-SRS3 和 HAMS相比,MP-SRS3分子鏈具有更高的有序程度和雙螺旋比例。13CNMR結(jié)果顯示,MP-SRS3的相對(duì)結(jié)晶度為81.57%,無(wú)定形區(qū)含量為5.23%,與 GP-SRS3、UP-SRS3、EP-SRS3 和 HAMS 相比,MP-SRS3 具有更高的相對(duì)結(jié)晶度和較低的無(wú)定形區(qū)比例,具有更穩(wěn)定的結(jié)晶結(jié)構(gòu)。DSC結(jié)果表明,MP-SRS3糊化峰值溫度為118.9±0.25℃,糊化焓為6.03±0.12J/g,說(shuō)明MP-SRS3晶體結(jié)構(gòu)完整,雙螺旋結(jié)構(gòu)緊密。在90℃高溫條件下,GP-SRS3、UP-SRS3、EP-SRS3 和 MP-SRS3 的溶解度分別為 32.72±0.24%、29.69±0.52%、31.86±0.65%、28.64±0.55%,膨脹度分別為 5.56±0.07%、5.27±0.09%、5.39±0.09%、5.13±0.11%,MP-SRS3展現(xiàn)較低的溶解度和膨脹度,說(shuō)明其顆粒密集度高,雙螺旋結(jié)構(gòu)比例大,淀粉分子內(nèi)鍵結(jié)合強(qiáng)度大,且分子排列有序。碘吸收特性顯示薏苡仁抗性淀粉碘吸收峰由直鏈淀粉向支鏈淀粉轉(zhuǎn)移,分子量整體分布較集中。(2)通過(guò)研究薏苡仁抗性淀粉GP-SRS3、UP-SRS3、EP-SRS3、MP-SRS3和HAMS對(duì)兩歧雙歧桿菌、長(zhǎng)雙歧桿菌、短雙歧桿菌、嬰兒雙歧桿菌、青春雙歧桿菌、動(dòng)物雙歧桿菌增殖效果,結(jié)果顯示與HAMS相比,薏苡仁抗性淀粉能更好的促進(jìn)雙歧桿菌生長(zhǎng),其中MP-SRS3對(duì)雙歧桿菌增殖的效果最好。在酸性、膽汁酸鹽、胃蛋白酶和胰蛋白酶逆環(huán)境下,與HAMS相比,雙歧桿菌在薏苡仁抗性淀粉為培養(yǎng)基的碳源中能保持較高的存活率,其中MP-SRS3為培養(yǎng)基的碳源中各株雙歧桿菌在逆環(huán)境下的存活率高于GP-SRS3、UP-SRS3、EP-SRS3 和 HAMS 組。(3)以傳統(tǒng)益生元HAMS為陽(yáng)性對(duì)照,研究薏苡仁抗性淀粉對(duì)小鼠腸道菌群的調(diào)節(jié)作用。結(jié)果顯示,薏苡仁抗性淀粉能控制小鼠體重增長(zhǎng),攝入薏苡仁抗性淀粉不會(huì)對(duì)小鼠機(jī)體帶來(lái)不良反應(yīng)和影響�？剐缘矸劢M小鼠胸腺指數(shù)和脾臟指數(shù)均有不同程度的增加,說(shuō)明其具有提高機(jī)體免疫能力的效果。薏苡仁抗性淀粉能有效降低結(jié)腸、盲腸內(nèi)容物pH,其中MP-SRS3組小鼠升結(jié)腸、橫結(jié)腸、降結(jié)腸、乙狀結(jié)腸和盲腸內(nèi)容物pH均低于其它組。薏苡仁抗性淀粉能增加小鼠糞便中Bifidobacteria數(shù)量并減少Escherichia coli數(shù)量,經(jīng)6d喂養(yǎng)后,MP-SRS3組小鼠糞便中Bifidobacteria數(shù)量大于其余各組。薏苡仁抗性淀粉能顯著提高小鼠腸道中厭氧菌群代謝物乙酸、丙酸、丁酸和異丁酸的濃度,MP-SRS3組小鼠糞便中乙酸、丙酸和丁酸濃度高于其它各組。薏苡仁抗性淀粉能降低小鼠腸道內(nèi)Porphyromonadaceae、Clostridiur、Rikenellaceae等具有致病性或潛在致病性菌群的數(shù)量,增加Butyrivibrio、Bacteroidaceae等有益腸道健康菌群的數(shù)量,對(duì)于腸道疾病的預(yù)防,菌群的調(diào)節(jié)具有較好的促進(jìn)作用。(4)在前期體外試驗(yàn)和體內(nèi)試驗(yàn)基礎(chǔ)上篩選出益生元效果最好的薏苡仁抗性淀粉MP-SRS3,以大鼠作為模式動(dòng)物,研究其對(duì)腸道形態(tài)結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果表明,MP-SRS3能顯著降低大鼠體重增加量和飼料效率(p0.05),且不會(huì)對(duì)機(jī)體造成不良反應(yīng)。此外,MP-SRS3能增加糞便濕重,提高糞便水分含量,促進(jìn)腸道蠕動(dòng),加速腸道有毒物質(zhì)排出。同時(shí),MP-SRS3能增加大鼠盲腸總質(zhì)量,盲腸壁質(zhì)量和盲腸內(nèi)容物質(zhì)量,促進(jìn)上皮細(xì)胞代謝、生長(zhǎng)和分化,實(shí)現(xiàn)腸道代償性生長(zhǎng)。通過(guò)對(duì)腸道組織形態(tài)觀察,結(jié)果表明MP-SRS3能有效增加大鼠十二指腸、空腸和回腸絨毛長(zhǎng)度,降低隱窩深度,提高絨腺比,增加十二指腸、空腸、回腸、盲腸和結(jié)腸黏膜厚度和肌層厚度,對(duì)腸道組織生長(zhǎng)代謝具有積極的促進(jìn)作用。(5)通過(guò)代謝組學(xué)方法研究薏苡仁抗性淀粉MP-SRS3對(duì)大鼠作用過(guò)程中糞便代謝表型的變化,結(jié)果顯示,空白組與MP-SRS3組糞便代謝物譜有明顯差異,PCA得分圖顯示兩組區(qū)分良好,PLS-DA分析獲得了生物標(biāo)記物水平隨時(shí)間變化呈動(dòng)態(tài)改變。MP-SRS3能調(diào)節(jié)大鼠體內(nèi)琥珀酸、檸檬酸、乙酰乙酸、色氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、2-磷酸甘油酸、磷酸烯醇丙酮酸、亞麻酸、亞油酸、油酸、馬尿酸的含量,提示MP-SRS3能調(diào)節(jié)和改善與大鼠腸道菌群變化相關(guān)的脂肪酸、氨基酸和糖代謝,進(jìn)而改善大鼠的整體代謝狀態(tài)。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：福建農(nóng)林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TS231

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本文編號(hào)：1555600