[发明专利]一种评价膳食多糖活性的方法

说明书

本发明涉及一种评价膳食多糖活性的方法。该方法包括膳食多糖加入微生物培养基作为碳源在体外厌氧条件下与粪便微生物在37℃培养24h后10000rmp离心后过0.22μm膜收集发酵液，利用代谢组学检测膳食多糖的代谢产物。利用Transwell技术上室中种植Caco‑2细胞下室种植评价膳食多糖活性的细胞，并将发酵液加入上室细胞培养基中培养24h后，利用液相、气相或代谢组学等手段检测哪些代谢产物可以穿过Caco‑2单层细胞模型，并测定下室细胞相关指标。利用本发明方法可以系统、科学地评价膳食多糖的生物活性。

技术领域

本发明涉及食品科学与工程领域，具体涉及一种评价膳食多糖活性的方法。

背景技术

多糖是高等植物、动物细胞膜、微生物细胞壁中的天然高分子化合物，广泛参与了细胞的各种生命现象。由于具有多样的生物活性以及在食品保健、疾病预防领域的广泛使用，多糖资源的开发利用研究日益活跃，已成为食品科学、天然药物和生物化学的研究热点。越来越多的研究表明膳食多糖具有抗氧化、抑菌、抗肥胖、抗炎症、抗糖尿病、抗肿瘤、保护心脑血管和神经系统、减少紫外线对皮肤的损伤等功能。目前从天然产物中分离出的多糖类化合物有300多种，其中从植物中提取的水溶性多糖最为重要，近百种植物多糖已广泛地应用于保健食品与医药中。多糖能在多条途径、多个层面对免疫系统发挥作用，大量实验证明多糖可以激活巨噬细胞单核细胞、嗜中性粒细胞、NK、DC等多种免疫细胞，同时还参与调节诸如白细胞介素、干扰素等细胞因子的分泌，激活相关免疫通路的表达。南五味子多糖能有效促进鸡T-淋巴细胞，B-淋巴细胞及腹腔巨噬细胞IL-2、IFN-γ及TNF-α的增殖；荔枝多糖能显著增加NK细胞毒性，有效促进IFN-γ的释放，抑制IL-4的释放，促进Th1的特定转录因子T-bet的表达，抑制Th2的特定转录因子GATA-3的表达，以及能促进淋巴细胞进入S期。桑叶多糖能有效促进小鼠腹腔巨噬细胞(RAW264.7)的增殖，提高RAW264.7酸性磷酸酶活性及其吞噬中性红的能力，还能有效提高NO和细胞因子TNF-α、IFN-γ、IL-1β的释放量。

多糖属于一种结构比较复杂的生物大分子，由于人类基因组没有编码足够的碳水化合物代谢酶，通常在口腔、胃及小肠中无法被消化酶消化及吸收，进入大肠后段经过肠道微生物的发酵利用。近年来，多糖调节肠道微生物的作用被广泛研究报道。植物、微生物以及海洋藻类来源的多糖都能改善肠道菌群结构，刺激双歧杆菌、乳酸菌等有益菌的生长。同时肠道细菌具有大量人体自身缺乏的代谢植物多糖的基因，多糖被它们酵解，产生大量如短链脂肪酸(SCFAs)等代谢产物。膳食多糖发酵所产生的SCFAs在人体内参与不同的代谢发挥不同的活性。如乙酸可被宿主吸收利用并提供人体日总能量的约10％，是宿主能量的重要来源之一。丙酸经肠壁细胞吸收后到达肝脏中分解代谢并参与丙酮酸逆转化为葡萄糖的过程并且可能参与抑制脂肪的合成。丁酸主要被上皮细胞吸收并作为上皮细胞的主要能量来源。因而膳食多糖的抗肥胖、抗炎症、抗糖尿病、抗肿瘤、保护心脑血管和神经系统的作用靶点可能是调节肠道微生物及其代谢产物来发挥的。目前利用细胞模型评价多糖活性主要通过膳食多糖溶液直接干预细胞，并不能准确反映出膳食多糖的生物活性。因此急需建立基于膳食多糖的肠道微生物发酵后的代谢产物活性评价方法。

发明内容

本发明旨在提供一种评价膳食多糖活性的方法，实现本发明的具体方案如下：

(1)将微生物基础培养基中碳源葡萄糖换成膳食多糖，即培养基包含：膳食多糖10g/L，蛋白胨2.0g/L，酵母膏2.0g/L，氯化钠0.1g/L、磷酸氢二钾0.04g/L，磷酸二氢钾0.04g/L，硫酸镁0.01g/L，氯化钙0.01g/L，碳酸氢钠2.0g/L，氯化血红素0.02g/L，半胱氨酸盐酸盐0.5g/L，胆盐0.5g/L，刃天青1.0g/L，Tween 80 2.0mL/L和维生素K₁ 10μL/L；