低聚果糖通便作用及影响肠道矿物质和脂类吸收的研究--《山东大学》2008年硕士论文
低聚果糖通便作用及影响肠道矿物质和脂类吸收的研究
【摘要】：
目的近年来,国内外对低聚果糖(Fructooligosaccharide,FOS)的功能性作用进行了多方面的研究。研究显示,低聚果糖能调节肠道菌群、有效地促进双歧杆菌、乳酸杆菌等益生菌的增殖;可以作为钙、镁、铁、锌等矿物质的活化因子;经常摄入低聚果糖还可以保护肝脏、降低血脂、降低血压、降低餐后血糖、抗癌等。本研究通过对低聚果糖的通便、活化矿物质吸收及降脂功能的研究,进一步探讨低聚果糖的功能性作用,为新型低聚果糖功能性食品的开发以及带动其在药品、食品、保健品等相关行业的发展提供可靠的理论依据。
1.通便实验动物实验:将健康雄性昆明种小鼠100只根据小鼠体重水平,随机分为小肠运动试验和排便试验两大组,每大组50只。每大组各设阴性对照组、模型对照组、实验低、中、高剂量组,阴性对照组和模型对照组给予蒸馏水,实验低、中、高剂量组给予不同剂量的低聚果糖(0.4g/kg.BW、0.8g/kg.BW和2.5g/kg.BW),每天灌胃1次,连续7d。小肠运动试验组测定墨汁推进率;排便试验组观察记录每只动物首次排黑便时间、粪便性状、5小时内排便粒数及重量。人群通便试验:将100名便秘患者作为研究对象,随机分为试食组和安慰剂组,试食组研究对象每天口服5g/kg.bw的低聚果糖胶囊,连续口服7d,安慰剂组给予相应剂量的淀粉胶囊。观察干预前后一般情况、生化指标等安全性指标,记录试食前后各7天排便次数、排便情况和粪便性状的变化;试食试验前后各进行3天膳食调查,记录饮食情况,计算纤维素类食物的摄入量。
2.低聚果糖对矿物质吸收的影响FOS分为3个水平即0g/(kg.bw)、0.8g/(kg.bw)和2.5g/(kg.bw);植酸(phytic acid,PA)分为2个水平:给予和不给予1%的植酸饲料。按2×3析因实验设计,将雄性昆明种小鼠60只随机分为6组。组别及干预措施如下:基础饲料组(FF);1%植酸饲料组(PA);基础饲料+小剂量低聚果糖组(FOS1);小剂量低聚果糖+1%植酸饲料组(FOS1+PA);基础饲料+大剂量低聚果糖组(FOS2);大剂量低聚果糖+1%植酸饲料组(FOS2+PA)。每天灌胃1次,连续20天。实验期间自由进食及饮用去离子水,3周后将小鼠分笼饲养,适应2天后,收集上午8点至次日8点的粪便,连续3天,记录小鼠每日进食量。灌胃30天后,拔眼球取血,分离血清;解剖取肝脏、股骨和盲肠并称重,盲肠内容物装入干净EP管内,用于测定其PH值及短链脂肪酸,盲肠壁用生理盐水冲洗后,滤干称重;粪便、股骨于恒温箱内烘干后称重,分别取一定量饲料、粪便、肝脏和股骨进行消化,运用原子吸收法测定各消化液及血清中Ca、Mg、Fe和Zn的水平,计算各矿物质的表观吸收率。
3.低聚果糖对脂类吸收的影响采用离体试验模拟人体胃和肠道PH环境2.0和7.0,测定低聚果糖对油脂、胆固醇和胆酸钠的吸附能力。动物试验中,30只昆明种小鼠随机分为3组,两个剂量组小鼠每天分别灌胃给予0.8g/(kg.bw)、2.5g/(kg.bw)低聚果糖,对照组以等剂量的蒸馏水灌胃,连续30d。观察低聚果糖对血清和肝组织中甘油三脂(TG)、总胆固醇(TC)的水平。
1.低聚果糖通便作用
1.1动物试验小肠运动试验组的中、高剂量组小鼠的小肠墨汁推进率均明显高于模型对照组(P均小于0.05);排便试验组的中、高剂量组小鼠的粪便粒数和粪便重量均高于模型对照组(P＜0.01),高剂量组排首粒黑便时间显著短于模型对照组(P＜0.01)。
1.2人群试验对照组试食前后排便次数分别为2.74次/周和2.86次/周,排便状况积分分别为1.60分和1.42分,粪便性状积分分别为1.08分和1.00分,差别均无统计学意义;试食样品组试食前后排便次数分别为2.54次/周和5.24次/周,排便状况积分分别为1.94分和0.76分,粪便性状积分分别为1.54分和0.56分,差别均有统计学意义(P＜0.05);试食后试食组与对照组的排便次数、排便状况和粪便性状差别均有统计学意义(P＜0.05)。对照组和试食样品组试验前后未见不良反应,各项安全性指标均未见异常。
2.低聚果糖活化矿物质吸收及解除植酸抑制作用
2.1给予FOS和PA对小鼠终体重、日进食量没有影响。FOS能增加盲肠壁和盲肠内容物重量,FOS组小鼠盲肠的重量大约是FF组的1.3倍。FF组盲肠PH值接近中性,而FOS组的小鼠盲肠PH值呈酸性。PA对盲肠相关变量没有影响。
2.2 FOS能显著增加盲肠内乙酸、丙酸、丁酸和总SCFA的含量(P均小于0.01)。对FOS因素进行两两比较:三水平之间乙酸含量两两比较均有统计学意义(P＜0.05):1水平(FOS1/FOS1+PA)和2水平(FOS2/FOS2+PA)丙酸和丁酸含量与0水平(FF/PA)比较有统计学意义(P＜0.05);三水平之间总SCFA含量两两比较均有统计学意义(P＜0.05)。对PA因素两水平进行比较,乙酸、丙酸、丁酸和总SCFA的含量均有统计学意义(P＜0.05)。
2.3与FF组比较,FOS能提高Ca、Mg和Fe的表观吸收率:Ca(FOS1,+7%;FOS2,+9%);Mg(FOS1,+26%;FOS2,+19%);Fe(FOS1,+17%;FOS2,+22%)。植酸能显著抑制Mg、Fe和Zn的表观吸收率:Mg(-18%);Fe(-31%);Zn(-27%)。FOS1+PA和FOS2+PA组的Ca、Mg、Fe和Zn的表观吸收率恢复到FF组水平。对FOS因素进行两两比较,剂量对Mg的表观吸收率有显著差异(P＜0.05)。
2.4 PA能抑制血清中Mg和Fe的水平(P＜0.05,P＜0.05),对血中Ca有降低的趋势,但没有统计学差异(P=0.07)。FOS对PA抑制血中矿物质作用没有影响。
2.5与FF组比较,PA组肝中Mg、Fe和Zn水平的显著下降(Mg,-17%;Fe,-24%;Zn,-14%)。FOS对PA的抑制作用有不同程度的解除作用,使其水平恢复到FF组水平。对FOS因素进行两两比较,FOS能显著提高肝中Zn水平(P＜0.05),剂量对肝中Mg、Fe和Zn水平没有影响。
2.6 FOS和PA对小鼠股骨中Ca的水平均没有作用。FOS可以提高股骨中Mg的水平(P＜0.05);PA能抑制股骨中Zn的水平,但是FOS对PA的抑制作用没有影响。对FOS因素进行两两比较,剂量对骨Ca、Mg和Zn没有作用。
3.低聚果糖的降脂作用
体外实验表明低聚果糖对油脂、胆固醇和胆酸钠具有一定的吸附能力,在PH7.0的条件下,低聚果糖对胆固醇的吸附力显著高于在胃PH2.0条件下。动物试验中,0.8g/(kg.bw)、2.5g/(kg.bw)低聚果糖组均能降低小鼠血清甘油三脂水平(P＜0.01),而2.5g/(kg.bw)低聚果糖有降低血清胆固醇的趋势(P=0.062);肝组织中甘油三脂和总胆固醇水平各组间无差异。
1.低聚果糖能促进小鼠小肠运动,缩短首次排黑便时间,增加粪便粒数及粪便重量,具有改善便秘小鼠通便的作用。
2.便秘患者每日服用低聚果糖5g/d,连续7d后,能提高便秘患者排便次数,改善排便状况和排便性状,对便秘患者具有一定的通便作用。
3.低聚果糖能增加小鼠盲肠壁和盲肠内容物重量,同时盲肠内容物中乙酸、丙酸、丁酸和总SCFA的含量显著增加,使其PH值呈酸性。
4.低聚果糖能提高矿物质Ca、Mg和Fe的表观吸收率、肝中Zn和股骨中Mg的水平;PA能抑制Mg、Fe和Zn的表观吸收率、血清中Mg和Fe的水平、肝中Mg、Fe和Zn水平和股骨中Zn的水平。对于PA的抑制的作用,FOS能使Ca、Mg、Fe和Zn的表观吸收率、肝中Mg、Fe和Zn水平恢复到初始水平,提示FOS可以解除PA对矿物质的抑制作用。FOS剂量对Mg的表观吸收率和SCFA的产生影响较大。
5.低聚果糖对油脂、胆固醇和胆酸钠具有一定的吸附能力;在PH7.0的条件下,低聚果糖对胆固醇的吸附力显著高于在PH2.0条件下。动物试验中,低聚果糖能降低正常血脂小鼠血清中甘油三脂的水平,对胆固醇水平有降低的趋势;肝中甘油三脂和胆固醇的水平没有明显的变化。前者可能是低聚果糖降脂作用的机制之一。
【关键词】：
【学位授予单位】：山东大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2008【分类号】：R151.3【目录】：
中文摘要6-10
英文摘要10-15
符号说明15-16
第一部分 低聚果糖通便作用的研究18-30
1.动物实验18-21
1.1 材料与方法18-19
1.2 结果19-21
2.人群试验21-27
1.1 材料与方法21-22
1.2 结果22-27
3.讨论27-30
第二部分 低聚果糖活化矿物质吸收及解除植酸抑制作用的研究30-44
1.材料与方法30-32
2.结果32-40
3.讨论40-44
第三部分 低聚果糖在体内外对脂类吸收影响的研究44-50
1.材料与方法44-45
2.结果45-47
3.讨论47-50
参考文献51-59
攻读学位期间发表论文72-73
学位论文评阅及答辩情况表73
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低聚果糖的作用
　　调节动物肠道微生物环境
　　单胃动物消化道的环境。正常肠道内大约有数百种细菌，其总数每克粪便在1000亿以上，而且多为厌氧菌，如拟杆菌、真杆菌及双歧杆菌等，占总数的90%～99%，其次才是肠球菌、肠杆菌(大肠杆菌)和乳杆菌等，过去认为大肠杆菌是肠道的优势菌，这是错误的。
　　大肠中的正常菌群对动物是有利的，它们能阻挡一些病原菌通过肠道侵入体内，其中很多有拮抗作用，能抑制病原微生物的生长。一般情况下，消化道微生物与宿主保持着动态平衡关系，彼此相互制约、相互依赖，进行着物质、能量和信息交换，且正常菌群为优势菌。但在现代的集约化饲养下，应激因子增多，环境和营养等的刺激就有可能打破这种互利动态平衡，一旦有害菌成为优势种群，动物就表现出各种各样的疾病，如黄痢就是由于肠道正常菌群尚未建成前，给致病性大肠杆菌以繁殖条件，而人工喂给有益菌如乳酸杆菌等可控制仔猪黄痢。
　　消化道不同微生物对低聚果糖的利用能力。低聚果糖是以β-1，2-糖苷键相连的，而动物体内分泌的α-淀粉酶、蔗糖酶、麦芽糖酶等均不能水解此键，因此低聚果糖大都能顺利通过胃和小肠而不被降解利用，但大肠中的一些细菌如乳酸杆菌、双歧杆菌、梭状芽胞杆菌等，它们可产生一系列的糖果苷酶，有的可以切断多聚糖或低聚糖的末端糖苷键，也可以从中间切断，因此这些有益菌得到养分而增殖。
　　研究发现，胃肠道中的不同菌体对低聚果糖的利用能力不同。Bailey(1991)用含有低聚果糖的培养基研究发现，20种沙门氏菌均不能增殖。Omar等(1995)也报道，6种血清型沙门氏菌均不能利用低聚果糖。Hidake等(1986)曾指出，埃希氏大肠杆菌等多种致病菌不能利用低聚寡糖。但Tanaka(1983)的体外试验表明，低聚果糖能被所有的试验性双歧杆菌和某些乳酸杆菌、拟杆菌、链球菌及肠细菌所利用。一些动物试验也验证了上述结论。Morishia等(1993)对大鼠和小鼠的试验发现，中添加1%的低聚果糖时，肠道中双歧杆菌和乳酸杆菌数量都有所增加，且挥发性脂肪酸如丙酸、丁酸增加。Howard(1995)也曾报道，仔猪日粮中添加低聚果糖，粪样中的双歧杆菌浓度显著提高(P&0.01)。
　　增殖肠内的有益菌，抑制有害菌。双歧杆菌和可将肠道内的一些糖发酵生成有机酸，从而降低肠道pH值，可以抑制包括很多革兰氏阴性菌在内的病原菌的繁殖，同时也可产生细菌素、过氧化氢等，它们也都可以抑制有害菌，同时它们也可在动物肠道中合成蛋白质及B族和K族，当动物菌群失调时，明显表现出维生素缺乏，也可证实它们的重要性。双歧杆菌也具有较强的免疫活性，可提高机体免疫力和延缓机体老化。Overdahl(1991)指出，具有极厚多糖层的嗜酸乳杆菌有很好的粘附能力，因而有人推测，它可通过竞争生存空间而达到抑制病原菌的目的。而芽胞杆菌可以消耗肠内氧气，造成厌氧环境，降低氧化还原电势，有利于厌氧微生物的生长，从而把失调菌群恢复到正常状态。
　　沙门氏菌可引起猪的副伤寒、鸡的败血症等，且一些腐败菌代谢产生的一些有害产物如酚、吲哪样、胺等，是潜在的抑制生长和致癌物质，但分析证明，摄入低聚果糖后，生成这些产物的酶的活性受到抑制，如β-葡萄糖醛酸酶等活性受到抑制，因而产生的有害物质的量就得到控制。Omar等(1995)体外试验研究也证明，乳酸杆菌和双歧杆菌都能抑制沙门氏菌的生长。
　　直接吸附病原菌
　　病原菌的细胞表面或绒毛会有一类丁质的结构，能够识别并结合到肠壁上的一种寡聚糖结构受体，从而引起病原菌在肠壁上发育繁殖，导致肠道疾病的发生。而有一些果寡糖，其结构与肠壁上寡聚糖结构受体相似。以竞争性地结合病原菌，使病原菌从肠道上脱离，从而起到&清洗&肠壁肝病原菌的作用。另外，某些低聚果糖还有吸附和消除某些霉菌素的作用。
　　提高机体免疫力
　　Spring等(1998)研究发现，甘露寡糖能够显著提高无菌仔猪血清与肠粘膜中IgA、IgG和IgM的含量及血液中白细胞介素--2(IL--2)的水平，增强T淋巴细胞功能和小肠原始淋巴细胞的活性，增强小肠内白细胞的吞噬能力和促进激活的淋巴细胞释放IFY?γ细胞素。王国杰等(2000)研究了寡果糖对蛋用鹌鹑免疫机能的影响，结果指出试验组T淋巴细胞转化率和血液中三碘甲腺原氨酸(T3)显著提高。李梅等(2000)研究指出异麦芽低聚糖能显著提高仔猪吞噬细胞的吞噬能力。高峰等(2001)研究了果寡糖对仔猪免疫功能的影响，结果表明中添加0.17%，仔猪血液中甲状腺素和IL-2含量升高。王权等(2002)研究指出在饲料中按5g/kg添加甘露寡糖就能明显地促进鸡外周血液T淋巴细胞增殖，提高T细胞百分率。陈永军等(2002)对肉用和蛋用雏鸡的研究指出，在饲料中添加甘露寡糖能明显促进免疫器官增重。车向荣等(2003)研究了在仔猪日粮中分别添加寡果糖、异麦芽低聚糖和甘露寡糖对仔猪外周血T淋巴细胞数的影响，结果显示外周血T淋巴细胞数和IgG水平较对照组显著提高(p&0.05或P&0.01)。
　　大量的研究均表明寡糖能够增强机体的免疫功能，其主要作用机理如下：(1)寡糖本身具有--定的免疫原性，能够刺激机体免疫应答。(2)寡糖分子与肠道内有害微生物肠内皮细胞上受体的结构相似，因此能与--定的毒素、病毒和真菌细胞的表面结合而作为这些外源抗原的佐剂，减缓抗原的吸收，增加抗原的效价，从而增强动物体的细胞和体液免疫反应。(3)Neman(1994)的研究指出，肝脏能够分泌--种与甘露糖结合的糖蛋白，这种蛋白质能与细菌夹膜相粘接并触发--连串的补体，从而启动免疫系统产生应答反应。含甘露糖的寡糖能够刺激肝脏分泌甘露糖结合蛋白，因此可影响免疫功能。(4)寡糖可促进有益菌如双歧杆菌等的大量增殖，研究表明双歧杆菌可以提高机体的抗体水平，激活巨嗜细胞的吞噬活性，从而影响机体的免疫功能。
　　提高饲料消化率
　　路易斯安那州立大学的近期的一项试验检测了口服果寡糖对狗纤维素消化率的影响。实验日粮包括：淀粉，作为纤维源的甜菜碱渣、纤维或纤维素粉。结果表明，口服果寡糖后纤维素的消化率从61.5%提高到72.9%，对各种纤维素的试验结果都一致(Kappel，1997)。此外寡糖还能促进钙、磷、维生素的吸收(Yanahira等，1997 Or-ban，1997)，提高饲料转化效率(Olsen，1996)，节省饲料成本。因此寡糖作为消化促进剂将具有很大潜力。
　　提高矿物质的消化利用率
　　Atsutane等(1995)研究表明，小鼠日粮中添加低聚果糖后，以Cr2O3作为外源性标记来测定钙和镁的表观消化率，结果表明，低聚果糖可明显提高钙和镁的表观消化率。Ohta()用小鼠和大鼠的试验也证明，低聚果糖可促进小鼠和大鼠对钙、镁、磷、铁的吸收利用，并认为这是由于乳酸菌等的增殖，肠道pH值降低，从而使这些矿物质的溶解度增高而促进吸收利用的。但目前尚未发现单胃动物有类似的报道。
　　对胃肠道组织学的影响
　　Howard等( 1995)在哺乳仔猪日粮中添加果寡糖的研究结果表明，果寡糖对仔猪的盲肠、结肠粘膜细胞增殖速度比对照组快，并有防止粘膜上皮萎缩作用，并且认为，这是由于果寡糖被细菌代谢后，可提供短链脂肪酸作为粘膜细胞增殖的能源。而Leav等早在1978年就报道，细胞中间代谢产物丁酸盐是正常结肠细胞生年的首选原料，已能通过稳定DNA和修复损伤来促进正常细胞的形成。 Choi等行 3日龄小鸡日食中添加果糖后发现肠道微绒毛长度比对照组长。
　　寡糖除低聚龙胆糖(Dentiolisaccharide)外，其余都带有程度不一的甜味，如寡果糖的甜度为蔗糖的0.3倍，它们都具有蔗糖的纯正甜味，能改善饲料的，对畜禽起诱食作用。
　　减少环境污染
　　低聚果糖可以降低肠道内腐败菌数量,增加双歧杆菌数量,从而生产醋酸等短链脂肪酸,减少NH3等生成,降低环境污染.
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谢谢分享啊
谢谢&&受益！
环太平洋/dongzuopian/12725/
是直接添加在饲料里，还是存在于某种原料中？如果是直接添加，可以推荐一家好点的吗？
谢谢有心人的分享
您好！畜牧同行 /1
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