含納米級晶核抗性淀粉的制備以及對人體腸道微生物調控的制作方法
【專利摘要】新型含納米級晶核結構的抗性淀粉益生元的制備及其對人體腸道微生物調控領域。將淀粉樣品熱溶解，利用多種酶進行分子修飾；在135℃下滅酶15min置于20-95℃下進行分子遷移及相分離；于5-95℃，0.5-12h下形成納米級晶核；離心分離獲得含納米級晶核結構的淀粉；消化除去可降解的部分；得到具有納米級晶核的抗性淀粉。分別利用FTIR、SEM、SAXS及凝膠色譜等技術檢測分析其分子結構，并模擬人體腸道發酵采用FISH技術評價其對腸道菌群的影響。分析證實了該納米級晶核結構致密，大小均勻，形狀規則，具有小腸的消化抗性；具有該結構的含納米級晶核結構的抗性淀粉能有效地刺激人體腸道有益菌群的生長而不會刺激腐敗菌的生長。
【專利說明】含納米級晶核抗性淀粉的制備以及對人體腸道微生物調控
所屬【技術領域】
[0001]本發明專利涉及通過制備含納米級晶核結構的抗性淀粉以增加腸道有益菌的增殖及增加優勢代謝產物的領域，是一種高效可行的制備有益于人體健康的特殊結構抗性淀粉的技術。
【背景技術】
[0002]現階段的益生元大多是水溶性、中低分子的低聚糖，作為一種膳食補充劑，大部分不會被上消化道消化而能被腸道菌群所發酵。由于其分子量低，進入大腸后被微生物快速發酵，對大腸的后半部的發酵有益作用不明顯。抗性淀粉為大分子，具有益生效應，甚至具有更強的功能優勢，能降低甚至可控制其在體內的發酵速率，其發酵途徑與機理與普通益生元大不相同，從而可克服傳統益生元的缺點，但目前對于具有特定結構的抗性淀粉的研究極少。
[0003]本發明方法通過將直鏈淀粉含量為0-85%的淀粉樣品，經過分子修飾、相分離、核結晶等技術制備出具有納米級晶核的抗性淀粉，利用現代分析技術手段對該抗性淀粉分子結構進行表征并模擬人體腸道發酵體系，發現該抗性淀粉能夠刺激人體腸道有益菌群的生長而不會刺激腐敗菌的生長，是一種新型益生元。
【發明內容】
[0004]本發明提供了一種高效可行的制備有益人體健康的特殊結構抗性淀粉的技術，將淀粉通過分子修飾、分子遷移、相分離、結晶，降解去除可消化部分，從而得到具有納米級晶核的抗性淀粉；模擬人體腸道菌群發酵模型對其進行功能性評價。
[0005]本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:⑴選取直鏈淀粉含量為0-85%的淀粉為樣品；(2)將淀粉分子利用多種酶進行分子修飾；(3)滅酶后進行分子遷移及相分離；(4)于5-95°C，0.5-12h下形成納米級晶核；(5)離心分離后利用多種酶消化除去可降解部分；(6)得到具有納米級晶核結構的抗性淀粉；(7)利用傅里葉轉換紅外光譜FTIR、H描電鏡SEM、小角度X光散射儀SAXS、凝膠色譜等現代分析技術手段對納米級抗性淀粉的分子結構進行特征分析；(8)采用16S rRNA熒光原位雜交技術FISH對人體腸道菌群的調控進行評價。
[0006]本發明的有益效果是，一是技術可行、所要制備的含納米級晶核結構的抗性淀粉容易獲得；二是該技術生產出的抗性淀粉結晶核均勻；三是在腸道中的代謝速度緩慢；四是能夠有效刺激腸道有益菌的增殖。
【專利附圖】
【附圖說明】:
[0007]1.納米結構抗性淀粉的樣品制備流程(圖1);
[0008]2.含納米級晶核結構的抗性淀粉掃描電鏡照片(圖2):經過分子修飾后形成的含納米級晶核的抗性淀粉體內呈現出均勻的晶核體，其具有極強的抗體內消化功能；[0009]3.通過熒光原位雜交分析得到的發酵樣品中主要菌群的分布狀況(圖3):含納米級晶核結構的抗性淀粉能較好地促進了有益菌群的生長，同時不會刺激腐敗菌大腸桿菌的生長；另外兩組會刺激腐敗菌的生長。另外，與其他兩組抗性淀粉樣品相比，含納米級晶核結構的抗性淀粉也明顯刺激兩種丁酸生產菌的生長。
【具體實施方式】:
[0010]選取直鏈淀粉含量為0-85%的淀粉為樣品，熱溶解后利用淀粉酶、蛋白酶、異淀粉酶、支鏈淀粉酶等進行分子修飾；獲得一定鏈長的淀粉分子，在135°C下滅酶15min ;置于20-95°C下進行分子遷移及相分離；于5-95°C，0.5_12h下形成納米級晶核；離心分離獲得含納米級晶核的淀粉；利用唾液淀粉酶、胃蛋白酶、胰酶、葡萄糖淀粉酶消化除去可降解的部分；得到具有含納米級晶核結構的抗性淀粉。分別利用FTIR、SEM、SAXS及凝膠色譜技術檢測分析其構造，該納米級晶核結構致密，大小均勻，形狀規則。然后模擬人體大腸發酵體系，將獲得的納米級結構的抗性淀粉與人體腸道菌混合發酵24h，利用不同的16S rRNA序列進行熒光原位雜交(FISH)分析鑒定發酵樣品中微生物分布。測定該含納米級晶核結構的抗性淀粉對人體腸道微生物有益菌`的增殖效果。
【權利要求】
1.制備含納米級晶核結構的抗性淀粉的方法及對人體腸道微生物的調控分析，其主要特征是:(1)淀粉樣品的選取；(2)淀粉內部分子結構的修飾；(3)淀粉分子的遷移、相分離及納米級抗性淀粉晶核的形成；(4)含納米級晶核結構的抗性淀粉的分子特征分析；(5)人體腸道菌群調控及評價。
2.根據權利I所要求的新方法，其特征是:選取直鏈淀粉含量在0%-85%的淀粉樣品O
3.根據權利I所要求的新方法，其特征是:將淀粉樣品熱溶解后利用淀粉酶、蛋白酶、異淀粉酶、支鏈淀粉酶等進行分子修飾。
4.根據權利I所要求的新方法，其特征是:將經過分子修飾的淀粉樣品于135°C滅酶15min ;置于20-95°C下進行分子遷移及相分離；于5-951:，0.5_12h下使其形成納米級晶核；離心分離獲得具有納米級晶核結構的淀粉，利用唾液淀粉酶、胃蛋白酶、胰酶、葡萄糖淀粉酶消化去掉可降解部分；獲得具有納米級晶核結構的抗性淀粉。
5.根據權利I所要求的新方法，其特征是:分別利用傅里葉轉換紅外光譜學(FTIR)JS描電子顯微鏡檢查(SEM)、小角度X光散射儀(SAXS)、凝膠色譜等現代分析技術手段對該抗性淀粉的精細結構進行表征。
6.根據權利I所要求的新方法，其特征是:利用不同的16SrRNA序列在熒光原位雜交分析(FISH)基礎上列舉目標菌，利用五種探針分別特定于雙歧桿菌、乳酸菌/腸球菌、大腸桿菌、普拉梭菌(Feacalibacterium prausnitzii)、霍氏真桿菌(Eubacterium hallii)分析鑒定并測定腸道菌發酵該納米級晶核結構的抗性淀粉對大腸菌群中有益菌的增殖的效果O`
【文檔編號】C12Q1/68GK103725729SQ201210388297
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2012年10月15日 優先權日:2012年10月15日
【發明者】周忠凱, 張巖, 陳曉姍, 楊艷, 鄭排云 申請人:周忠凱, 張巖, 陳曉姍, 楊艷, 鄭排云