刺激腸道菌群高產(chǎn)防癌劑丁酸的抗性淀粉篩選及結(jié)構剖析的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及經(jīng)腸道自身微生物發(fā)酵能高產(chǎn)防癌抗癌劑丁酸的具有特定結(jié)構的抗性淀粉的篩選及結(jié)構剖析的領域采用高直鏈淀粉品種經(jīng)過不同處理后，再在模擬人體小腸系統(tǒng)中進行體外消化，得到的不同結(jié)構的抗性淀粉，再經(jīng)與人體大腸菌群混合在模擬大腸環(huán)境下體外發(fā)酵24小時，運用氣相色譜法測定發(fā)酵產(chǎn)物中乙酸、丙酸和丁酸的含量，從而篩選出高產(chǎn)防癌抗癌劑丁酸的抗性淀粉。用掃描電鏡可觀察到其呈多孔狀結(jié)構。其化學結(jié)構表明此分子中含有有一定量的大分子(支鏈淀粉)，而在其它抗性淀粉中不存在。具有這種多空狀的空間結(jié)構的抗性淀粉更有利于腸道有益菌的吸附、滲透；而該抗性淀粉中的大分子是刺激腸道菌群高產(chǎn)防癌劑丁酸的重要結(jié)構特征之一。
【專利說明】刺激腸道菌群高產(chǎn)防癌劑丁酸的抗性淀粉篩選及結(jié)構剖析所屬【技術領域】
[0001]本發(fā)明專利涉及經(jīng)腸道自身微生物發(fā)酵高產(chǎn)防癌抗癌劑丁酸的具有特定結(jié)構的抗性淀粉的篩選及結(jié)構剖析從而進行高效防癌物質(zhì)丁酸(特別是大腸癌)研發(fā)的領域，是一種經(jīng)大腸菌群發(fā)酵高產(chǎn)防癌抗癌劑丁酸的抗性淀粉的篩選和結(jié)構剖析的一項研究。
【背景技術】
[0002]抗性淀粉在大腸菌群作用下進行發(fā)酵。其發(fā)酵產(chǎn)物短鏈脂肪酸能有效降低大腸中的PH，抑制致病菌的生長、繁殖，減少結(jié)腸癌發(fā)病率。特別是丁酸，被認為是結(jié)腸黏膜的生長誘導劑和炎癥抑制劑，且能抑制多種癌細胞的增殖，因此被認為是一種腸道自產(chǎn)的天然的大腸防癌抗癌劑。目前，對抗性淀粉在大腸中發(fā)酵的研究多停留在研究大腸中抗性淀粉經(jīng)發(fā)酵后對總短鏈脂肪酸含量的影響，缺少對特定結(jié)構的抗性淀粉與大腸中微生物自產(chǎn)丁酸之間關系的研究。
[0003]研究表明來源于不同淀粉的抗性淀粉的結(jié)構是不同的，其被腸道微生物利用后產(chǎn)丁酸能力也大不通。因此通過的不同的技術制備可獲得不同結(jié)構的抗性淀粉，抗性淀粉的組織結(jié)構和分子組成將影響發(fā)酵過程，因此本發(fā)明從不同結(jié)構的抗性淀粉中篩選出腸道微生物發(fā)酵后能高產(chǎn)防癌抗癌劑丁酸的抗性淀粉并利用現(xiàn)代分析技術手段對抗性淀粉的精細結(jié)構進行表征。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了提高抗性淀粉在大腸中發(fā)酵高產(chǎn)抗癌劑丁酸，本發(fā)明對高直鏈淀粉品種進行不同處理，篩選出一種能夠有效提高其在大腸中發(fā)酵高產(chǎn)抗癌劑丁酸的抗性淀粉。通過對此抗性淀粉分子進行結(jié)構鑒定，發(fā)現(xiàn)此抗性淀粉具有較高的組織結(jié)構，用掃描式電子顯微鏡可觀察到其呈多孔狀。對其化學結(jié)構研究表明此分子分布中保留有一定量的大分子(支鏈淀粉)物質(zhì)，而在其它抗性淀粉中是不存在，這種大分子被認為是刺激腸道微生物生產(chǎn)丁酸的促進劑。在外觀上，具有這種多空狀的空間結(jié)構的抗性淀粉更有利于腸道細菌的吸附、滲透，增強了有益菌群的競爭優(yōu)勢。
[0005]為了實現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明采用以下的技術發(fā)案:(1)采用高直鏈淀粉品種分別進行極限無水狀態(tài)下熱處理、含有水分條件下的熱處理。以未經(jīng)任何熱處理的抗性淀粉為對照，處理完成后進行冷凍干燥；(2)將不同處理過的淀粉200mg在模擬人體小腸系統(tǒng)進行體外消化培養(yǎng)，得到不同結(jié)構的抗性淀粉；(3)利用傅里葉變換紅外光譜儀對樣品進行分析測定，來研究樣品的組成結(jié)構，利用高效液相色譜法對樣品的分子組成進行測定，并用差示掃描量熱儀對抗性淀粉熱糊化動力學測定，同時用掃描式電子顯微鏡來觀測抗性淀粉的表面形狀；⑷樣品抗性淀粉在體外進行發(fā)酵24h，得到發(fā)酵產(chǎn)物；(5)運用氣相色譜法測定發(fā)酵產(chǎn)物中總短鏈脂肪酸(丁酸、乙酸、丙酸)特別是丁酸的含量，并進行分析比較。
[0006]本實驗具有以下的優(yōu)點:一是原料易獲得；二是對淀粉的處理方法簡單易行；三是對抗性淀粉精細結(jié)構易表征；四是采用該方法篩選的抗性淀粉能有效地刺激腸道菌群發(fā)酵高產(chǎn)防癌抗癌劑丁酸，從而具有較強營養(yǎng)學應用價值。
【專利附圖】

【附圖說明】:
[0007]1.具有特定外形特征的抗性淀粉掃描電鏡照片(圖1):具有這種多空狀的空間結(jié)構的抗性淀粉更有利于腸道有益菌的吸附、滲透，從而刺激在大腸菌群發(fā)酵中高產(chǎn)防癌抗癌劑丁酸；
[0008]2.高產(chǎn)丁酸的抗性淀粉分子分布圖(圖2):結(jié)果顯示高產(chǎn)丁酸的抗性淀粉中含有一定量的大分子(支鏈淀粉)，而在其它抗性淀粉中不存在。這種大分子(支鏈淀粉)可能是刺激腸道菌群高產(chǎn)防癌劑丁酸的重要結(jié)構特征之一；
[0009]3.不同結(jié)構的抗性淀粉經(jīng)腸道菌群發(fā)酵后的產(chǎn)物比較(圖3):結(jié)果顯示，與對照樣品比較，具有該特定結(jié)構的抗性淀粉能有效地刺激腸道菌群發(fā)酵高產(chǎn)防癌抗癌劑丁酸。
【具體實施方式】:
[0010]以未經(jīng)過熱處理，極限無水狀態(tài)下的熱處理，含有一定水分含量條件下的熱處理的淀粉進行對比試驗，淀粉經(jīng)過模擬人體小腸消化系統(tǒng)進行消化后得到不同結(jié)構的抗性淀粉，然后將這些不同結(jié)構的抗性淀粉進行大腸菌群體外發(fā)酵，24小時后測定其發(fā)酵產(chǎn)物中短鏈脂肪酸總量(乙酸、丙酸、丁酸)尤其是丁酸含量。比較分析顯示極限無水條件下經(jīng)過熱處理的淀粉其產(chǎn)生的抗性淀粉可發(fā)酵生產(chǎn)丁酸含量最高，總短鏈脂肪酸含量也最高，且丁酸在短鏈脂肪酸中的比例也最高。通過對此抗性淀粉分子進行結(jié)構鑒定，發(fā)現(xiàn)此抗性淀粉具有較高的組織結(jié)構，用掃描式電子顯微鏡可觀察到其多孔結(jié)構。對其化學結(jié)構研究表明此分子中保留有一定量的大分子(支鏈淀粉分子)。
【權利要求】
1.一種通過對高含直鏈淀粉的淀粉進行不同的處理，通過其對刺激大腸發(fā)酵所產(chǎn)防癌抗癌劑丁酸的不同程度進行篩選并進行結(jié)構表征，其主要特征是:(I)淀粉進行不同的處理；(2)淀粉在模擬人體小腸環(huán)境下的消化制備樣品抗性淀粉；(3)樣品抗性淀粉分子的結(jié)構特征表征；(4)樣品的體外發(fā)酵，檢測具有該特征的抗性淀粉對產(chǎn)生丁酸的影響。
2.根據(jù)權利I所要求的新方法，其特征是:采用高直鏈淀粉品種分別進行極限無水狀態(tài)下加熱、含有水分條件下加熱、未經(jīng)任何熱處理，處理完成后樣品進行冷凍干燥。
3.根據(jù)權利I所要求的新方法，其特征是:將不同處理過的淀粉200mg在模擬人體小腸系統(tǒng)進行體外消化培養(yǎng)，此體系中淀粉與人工唾液酶混合，并添加胰酶和胃蛋白酶，然后再經(jīng)葡萄糖化酶進一步降解，反應結(jié)束后，其含量用Megazyme檢測盒檢測,可獲得約90mg左右的抗性淀粉?？剐缘矸塾脽o水乙醇回收，經(jīng)自然干燥后，用于腸道菌群發(fā)酵。
4.根據(jù)權利I所要求的新方法，其特征是:利用傅里葉變換紅外光譜儀對樣品進行分析測定，來研究樣品的有序結(jié)構，利用高效液相色譜法對樣品的分子組成進行測定，同時用掃描式電子顯微鏡來觀測抗性淀粉的表面形狀。
5.根據(jù)權利I所要求的新方法，其特征是:樣品抗性淀粉在體外進行腸道菌群發(fā)酵24h，以人體的新鮮分泌物為培養(yǎng)液，并添加150ml的磷酸鹽緩沖液，經(jīng)行四次重復實驗，樣品的培養(yǎng)液中要添加發(fā)酵底物，空白試驗中不添加。
6.根據(jù)權利I所要求的新方法，其特征是:運用氣相色譜法測定發(fā)酵產(chǎn)物中總短鏈脂肪酸(丁酸、乙酸、丙酸)及丁酸的含量，并進行分析比較。
【文檔編號】G01B15/04GK103728265SQ201210388286
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2012年10月15日 優(yōu)先權日:2012年10月15日
【發(fā)明者】周忠凱, 陳曉姍, 張巖, 鄭排云, 楊艷 申請人:周忠凱, 陳曉姍, 張巖, 鄭排云, 楊艷