基于分子修饰的菜籽多糖对肠道益生菌的增殖作用及构效关系研究

肠道微生态与人体营养、免疫、癌症、衰老有着密切关系，益生元对肠道微生态正常功能的发挥着举足轻重的作用。菜籽多糖作为益生元的一种，对肠道益生菌的增殖作用及构效关系尚未阐明。在前期研究中，我们发现菜籽粗多糖具有提高体内抗氧化及免疫功能，在体外具有促进双歧杆菌增殖的作用；分离出两种主要多糖组分（PRM1及PRM2），阐明了一级结构、体外抗氧化的构效关系。本项目拟以此为基础，以PRM1及PRM2 为起始分子，采用酶法降解的分子修饰方法，对分子进行改造，经分离纯化、结构表征、益生菌增殖评价，解析其促进益生菌增殖的构效关系；在体外，采用PCR-DGGE及DGGE图谱、DNA测序、定量PCR等技术，分析其对益生菌细胞分泌主要糖苷酶基因mRNA表达及代谢产物的影响；在体内，分析多糖对肠道菌群的多样性、肠道内容物、肠黏膜sIgA、微生物定值力的影响，从整体、细胞及分子水平三个层次，研究多糖对益生菌增殖作用。

以NaOH浓度、提取温度、提取时间和液料比为因素，优化了多糖的提取工艺，即：NaOH4.1%，提取温度86℃，提取时间3h，液料比25:1，多糖得率达到5.86%。.菜籽经过预处理后，用氢氧化钠溶液浸提，然后通过膜分离脱蛋白、大孔树脂脱色、浓缩、乙醇沉淀、离心、冷冻干燥得到粗多糖。通过DEAE-纤维素层析分级，Sephadex G-100进一步纯化，得到两个组分RP1和RP2。.RP1及RP2中总糖、蛋白质、糖醛酸和硫酸根含量、氨基酸组成、分子量及单糖组成。两种组分不含核酸，含有蛋白质；具有多糖的特征吸收峰，含有羰基和N-H键，表明两者是多糖-蛋白缀合物。.以低聚果糖为阳性对照，在不同pH的模拟胃液和α-淀粉酶中的水解度，考察其体外抗消化性。结果表明两者能够较好地抵抗胃酸和α-淀粉酶的水解，不容易被上消化道消化，初步符合益生元的标准。.筛选最佳酶解工具酶，纤维素酶对菜籽多糖的修饰效果最佳。多糖最佳的酶解工艺条件：纤维素酶浓度150 U/mL，反应温度50℃，反应pH 5。用纤维素酶酶解RP-1和RP-2后，经纯化后，得到DRP-1和DRP-2。.四者都是相对均一的多糖组分。酶解修饰使多糖的分子量减小。均不含核酸。RP-1和RP-2含有蛋白质，而DRP-1和DRP-2不含蛋白质。.通过体外培养，研究了菜籽多糖及其酶解产物对青春双歧杆菌、婴儿双歧杆菌、两歧双歧杆菌和嗜酸乳杆菌的增殖作用。结果表明，酶解片段比菜籽多糖更易被益生菌所利用，对益生菌的增殖效果更为明显，具有更好的益生元效应。.通过体外培养法，考察菜籽多糖及其酶解片段对益生菌发酵产生短链脂肪酸的影响。结果表明多糖及其酶解片段均可增加益生菌发酵产生的短链脂肪酸量，但酶解片段经发酵后产生的短链脂肪短含量比多糖高，进一步证明了菜籽多糖酶解产物具有更好的益生元效应。.菜籽多糖可以调节肠道菌群平衡，且存在剂量与效果呈现正相关关系。通过调节肠道菌群平衡和肠道内乙酸、丙酸和乳酸的含量，能发挥益生元的作用。.菜籽多糖益生元含片的工艺研究。通过正交试验，优化该含片的主要原辅料配比，其结果为：淀粉10%，奶粉20%，菜籽多糖20%，低聚果糖40%，柠檬酸1%，花青素2%及硬脂酸镁1%。获得最佳工艺条件，即：添加橙汁6%，在60℃下干燥时间4 h。