[发明专利]一种魔芋寡糖、其制备方法和用途

说明书

本发明涉及一种魔芋寡糖、其制备方法和用途。所述魔芋寡糖KGMOS重均分子量是2200～4000Da，分子量分布为1.01～1.4，聚合度dp范围在18～24。所述魔芋寡糖是由魔芋多糖降解后，经离心透析纯化而来。实验结果表明，本发明的魔芋寡糖KGMOS具有提高肠道健康状态的功效。与高分子量魔芋多糖以及超低分子量魔芋寡糖相比，本发明的低分子量魔芋寡糖KGMOS具有更显著的改善肠道菌群结构的作用。此外，实验结果还表明，本发明的魔芋寡糖KGMOS能够通过促进结肠丁酸的产生从而增强组蛋白H3和H4的乙酰化，提高了Muc2基因的表达，最终增加了结肠粘膜屏障保护分子黏蛋白的含量，改善了粘膜屏障功能。

技术领域

本发明涉及魔芋寡糖及其应用技术领域，更具体地说，涉及一种从魔芋多糖降解分离纯化得到的魔芋寡糖KGMOS以及其制备方法和用途。

背景技术

肠道对维持人体健康极其重要。越来越多研究表明，肠道菌群在健康和疾病中具有至关重要的作用，包括调节免疫和炎症反应以及促进营养物质的消化(Maslowski,K.M.,Mackay,C.R.Nat Immunol 2011,12,5-9；Cardarelli,H.R.,et al.,BenefMicrobes 2016,7,271-285.)。首先，肠上皮细胞可作为抵抗入侵病原体的主要防御屏障(Garrett,W.S.,et al.,Cell 2010,140,859-870)。随着肥胖和糖尿病等代谢疾病的发生率逐步上升，近年来，膳食纤维(如KGM)对肠道健康状况的改善作用已引起越来越多研究的关注(Johansson,M.E.,et al.,Cell Mol Life Sci 2011,68,3635-3641；Kang,Y.,et al,Int J Obes(Lond)2019,43,1631-1643；Zheng,J.,et al,J Agric Food Chem 2018,66,5821-5831；Zhai,X.,et al,J Agric Food Chem 2018,66,12706-12718；Chen,H.,et al,JAgric Food Chem 2019,67,5278-5288；Zhao,Y.,et al,Int J Biol Macromol 2020,159,1186-1196)。

魔芋聚糖(KGM)是由魔芋(Amorphophallus Konjac)球茎中提取得到的一种中性多糖，其重复单元是由-(1→4)-连接的D-葡萄糖和D-甘露糖组成。KGM的单糖的比例，分子量，糖残基的乙酰化修饰修饰与其产地，品种和生产方式有关(Gomez,B.,et al.,J AgrFood Chem 2017,65,2019-2031)。在过去的二十年中，KGM已经在食品、化学、化妆品和制药行业得到了广泛的应用。

研究表明，KGM对人体健康有益，主要在调节肠道菌群、减重和糖尿病管理，降低癌症风险等方面发挥作用。同时在药物输送和组织工程方面的应用也受到了关注。但是，天然KGM的高分子量(范围从200至2000kDa)、高粘度和低溶解度的特点限制了其应用(Tester,R.F.,Al-Ghazzewi,F.H.,J Sci Food Agr 2016,96,3283-3291)。

KGM经酶或物理化学法降解后，可得到低分子量寡糖，从而显著降低其粘度并提高水溶性。据报道，KGM，特别是KGM寡糖对肠道健康具有的显著的促进作用，主要包括益生元作用、抗氧化活性和提高免疫功能(Jiang,M.,et al,J Zhejiang Univ-Sc B 2018,19,505-514)。KGM还具有治疗炎症性肠病和溃疡性结肠炎的治疗潜力(Zhang,L.,et al.,FoodFunct 2019,10,1928-1939；Liu,R.,et al.,Int Immunopharmacol 2016,40,385-391)。

研究表明，KGM寡糖促进健康的功效与其分子结构和纯度有密切相关。据报道，超低分子量的KGM寡糖(dp 2～4)可通过增强益生菌而改善肠道环境(Jiang,M.,et al,JZhejiang Univ-Sc B 2018,19,505-514.)。