生物强化细胞营养素在制备改善肠稳态功能食品中的应用的制作方法

本发明涉及一种生物强化细胞营养素的用途,特别是涉及一种生物强化细胞营养素在制备改善肠稳态功能食品中的应用。

背景技术：

我们人类的身体由上万亿个细胞组成,这些细胞是人体结构的基本功能单位，细胞的健康是在核酸的调控下，依靠蛋白质、多种氨基酸、多肽、多糖、多种微量元素、矿物质等带有生物活性的物质以维持细胞的正常代谢。细胞有特定的职责，协同工作，保持着我们的身体健康。身体内的每个组织由细胞构成，而相关细胞组织集群便构成了人体的器官。肠道是天然的，巨大的微生物资源库。微生物群落的生态失调能够引起肠道功能的损害和易感病体质，因此，肠道益生菌作为可选择的健康疗法得到了广泛关注。益生菌是对健康有益的活的微生物，能够维持肠道稳态。

肠稳态(guthomeostasis)是宿主(肠道粘膜和免疫屏障)﹑肠道内环境(肠道菌群)﹑营养和代谢产物等相互作用所构成的动态平衡状态。肠道粘膜屏障和免疫屏障一直是肠稳态研究领域中的重点，受到研究者的持续关注；而作为肠稳态重要组成部分的肠道菌群则是近年来肠稳态研究中最活跃的领域，尤其是随着2007年nih人类微生物组项目和2008年欧盟“人类肠道元基因组计划”的启动。肠道菌群作为机体的“体外器官”，其最显著特征是它的稳定性，通过影响食物代谢和消化道功能与结构，同时产生大量的生物活性代谢分子而发挥“激素样”效应，从而参与宿主的物质代谢﹑促进宿主营养物质消化吸收，在维持肠稳态﹑调节机体免疫以及拮抗病原微生物定植等方面发挥重要作用。而人体肠道微生物受多种因素影响，分为内在因素和环境因素，包括基因﹑分娩方式﹑母乳喂养﹑饮食﹑药物作用﹑个人卫生和毒素的存在等，其中饮食是影响肠道微生物群落结构和组成的重要因素。肠稳态是机体健康的重要组成部分。

技术实现要素：

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种生物强化细胞营养素在制备改善肠稳态功能食品中的应用。

本发明的技术方案概述如下：

生物强化细胞营养素在制备改善肠稳态功能食品中的应用。

生物强化细胞营养素是用下述方法制成：

(一)母液的制备：

(1)选取谷类为原料，清洗分离杂质后，置于纸浆蒸煮机中加入原料总重量30％～50％的水，启动纸浆蒸煮机，旋转浸泡30～60分钟；

(2)停止旋转，将水放净，打开冷气机，通入冷气，旋转保持-4℃以下60～90分钟，停止旋转；

(3)关闭冷气机，打开空压机，通入室温空气，旋转，升温至室温；

(4)关闭空压机，停止旋转，通入蒸汽，旋转，保持100℃，30～60分钟，关闭蒸汽；

(5)停止旋转，打开空压机，通入室温空气，旋转，降至30℃～50℃；

(6)停止旋转，加入原料总重量1％～3％的营养配料粉，旋转30～60分钟；所述营养配料为重量比为1:2:3:1的灵芝、枸杞、蓝莓果和肉桂；

(7)停止旋转，加入原料总重量0.2％～0.4％的复合酶，旋转1～2小时；

(8)加入原料总重量0.2％～1％食用菌种，旋转使均匀；停止旋转，分装至发酵桶，在28～35℃发酵8～15天，即得母液备用；

(二)胶料的制备：

(1)另取谷类为第二原料，用18～30℃水浸泡8～16小时；沥水，置于容器内；

(2)向容器内加入第二原料重量1～2倍的水，煮1～3小时；

(3)过滤，去除水，获得胶料备用；

(三)成品的制备：

(1)将母液与胶料按重量比为1：1～2的比例，混合，分离除渣，得混合液；

(2)加入混合液重量1％～2％的低聚异麦芽糖，混合液重量0.2％～0.7％的黄原胶，混合液重量0～1％的阿胶，均质；灌装灭菌，得生物强化细胞营养素；

所述复合酶是质量比为3:3:1:1的糖化酶、淀粉酶、纤维素酶和果胶酶；

所述食用菌种为面包酵母，甜酒曲酵母、植物乳杆菌、嗜酸乳杆菌和保加利亚乳杆菌至少两种。

优选原料为黑糯米、黄糯米、白糯米、紫米、黍米、粟米、香米、高粱米、大米和薏米中的至少五种。

第二原料为黑糯米、黄糯米和白糯米至少一种。

本发明的优点：肠道菌群的组成及其代谢物是肠稳态的重要组成部分。双歧杆菌和乳酸菌是重要的肠道益生菌，肠道丁酸盐和乙酸盐均能够促进人体健康。实验证明生物强化细胞营养素可明显改善体内肠道菌群，增加肠道益生菌丰富度，包括双歧杆菌属和乳杆菌属，并伴随增加肠道丁酸盐和乙酸盐产生水平。生物强化细胞营养素能够改善肠道稳态，从而促进机体健康。

附图说明

图1为生物强化细胞营养素对不同细菌生长曲线的影响。(bcn生物强化细胞营养素处理组；ct对照组)

图2为生物强化细胞营养素对结肠微生物菌群结构的影响。(ac升结肠；tc横结肠；dc降结肠；0代表7天的基线期的结果；6和14代表14天的处理期的结果，6为处理前期，14为处理后期；21代表7天的清洗期的结果)

图3为生物强化细胞营养素对结肠微生物丰富度的影响。(6d～14d为生物强化细胞营养素处理期)

图4为生物强化细胞营养素对结肠微生物乙酸和丁酸代谢水平的影响。(6d～14d为生物强化细胞营养素处理组)

图5为体外模拟人胃肠道微生物生态系统装置图。

具体实施方式

本发明的实施例是为了使本领域的技术人员能够更好的理解本发明，但并不对本发明作任何限制。

本发明所采用的各个食用酵母菌均购自安琪酵母股份有限公司(但并不对本发明作任何限制，其它公司生产的功能相同的食用酵母菌也可以用于本发明)；各个乳杆菌购自丹麦汉森公司(但并不对本发明作任何限制，其它公司生产的功能相同的乳杆菌也可以用于本发明)。

下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。

实施例1

生物强化细胞营养素用下述方法制成：

(一)母液的制备：

(1)选取重量比例为1:1:1:2:2的黑糯米、黄糯米、紫米、黍米和大米五种谷物为原料，清洗分离杂质后，置于纸浆蒸煮机中加入原料总重量30％的水，启动纸浆蒸煮机，旋转浸泡30分钟；浸泡的目的是使原料充分吸收水份；

(2)停止旋转，将水放净，打开冷气机，通入冷气，旋转保持-4℃以下60分钟，停止旋转；放冷的目的是使吸水后的原料膨胀；

(3)关闭冷气机，打开空压机，通入室温空气，旋转，升温至室温；提前预热的目的是为了下一步通蒸汽之前的温度升高而节省能源；

(4)关闭空压机，停止旋转，通入蒸汽，旋转，保持100℃，60分钟，关闭蒸汽；其目的是熟化并消毒；

(5)停止旋转，打开空压机，通入室温空气，旋转，降至30℃；其目的为后续加入营养配料、复合酶及菌种提供合适的温度；

(6)停止旋转，加入原料总重量2％的营养配料粉，旋转30分钟；所述营养配料为重量比为1:2:3:1的灵芝、枸杞、蓝莓果和肉桂；

(7)停止旋转，加入原料总重量0.2％的复合酶，旋转1小时；复合酶是质量比为3:3:1:1的糖化酶、淀粉酶、纤维素酶和果胶酶；

(8)加入原料总重量0.2％食用菌种，旋转使均匀；停止旋转，分装至发酵桶，在28℃发酵15天，即得母液备用；食用菌种为重量比为3:1的面包酵母菌和保加利亚乳杆菌；

(二)胶料的制备：

(1)另取重量比为1:1的黄糯米和白糯米为第二原料，用18℃水浸泡16小时；沥水，将沥水后的米置于容器内；

(2)向容器内加入第二原料重量1倍的水，煮1小时；

(3)过滤，去除水，获得胶料备用；

(三)成品的制备：

(1)将母液与胶料按重量比为1：1的比例，混合，分离除渣，得混合液；

(2)加入混合液重量1％的低聚异麦芽糖，混合液重量0.2％的黄原胶，均质；灌装灭菌，得生物强化细胞营养素。

本实施例中的旋转转速均为15转/分钟。

实施例2

生物强化细胞营养素用下述方法制成：

(一)母液的制备：

(1)选取重量比为1:1:2:1:1:2:1的黑糯米、紫米、黍米、白糯米、粟米、高粱米和大米七种谷物为原料，清洗分离杂质后，置于纸浆蒸煮机中加入原料总重量40％的水，启动纸浆蒸煮机，旋转浸泡40分钟；

(2)停止旋转，将水放净，打开冷气机，通入冷气，旋转保持-4℃以下80分钟，停止旋转；

(3)关闭冷气机，打开空压机，通入室温空气，旋转，升温至室温；

(4)关闭空压机，停止旋转，通入蒸汽，旋转，保持100℃，50分钟，关闭蒸汽；

(5)停止旋转，打开空压机，通入室温空气，旋转，降至40℃；

(6)停止旋转，加入原料总重量1％的营养配料粉，旋转60分钟；所述营养配料为重量比为1:2:3:1的灵芝、枸杞、蓝莓果和肉桂；

(7)停止旋转，加入原料总重量0.3％的复合酶，旋转1.5小时，复合酶是质量比为3:3:1:1的糖化酶、淀粉酶、纤维素酶和果胶酶；

(8)加入原料总重量0.5％食用菌种，旋转使均匀；停止旋转，分装至发酵桶，在32℃发酵12天，即得母液备用；食用菌种为重量比为2:1:1的面包酵母、甜酒曲酵母和植物乳杆菌；

(二)胶料的制备：

(1)另取重量比为1：1的黄糯米和白糯米为第二原料，用30℃水浸泡8小时；沥水，置于容器内；

(2)向容器内加入第二原料重量1.5倍的水，煮2小时；

(3)过滤，去除水，获得胶料备用；

(三)成品的制备：

(1)将母液与胶料按重量比为1：1.5的比例，混合，分离除渣，得混合液；

(2)加入混合液重量2％的低聚异麦芽糖，混合液重量0.4％的黄原胶，混合液重量0.1％的阿胶，均质；灌装灭菌，得生物强化细胞营养素。

本实施例中的旋转转速均为20转/分钟。

实施例3

生物强化细胞营养素用下述方法制成：

(一)母液的制备：

(1)选取重量比为1:1:1:2:1:0.5:1:1:0.5的黑糯米、白糯米、紫米、黍米、粟米、香米、高粱米、大米和薏米九种谷物为原料，清洗分离杂质后，置于纸浆蒸煮机中加入原料总重量50％的水，启动纸浆蒸煮机，旋转浸泡60分钟；

(2)停止旋转，将水放净，打开冷气机，通入冷气，旋转保持-4℃以下90分钟，停止旋转；

(3)关闭冷气机，打开空压机，通入室温空气，旋转，升温至室温；

(4)关闭空压机，停止旋转，通入蒸汽，旋转，保持100℃，30分钟，关闭蒸汽；

(5)停止旋转，打开空压机，通入室温空气，旋转，降至50℃；

(6)停止旋转，加入原料总重量3％的营养配料粉，旋转30分钟；营养配料为重量比为1:2:3:1的灵芝、枸杞、蓝莓果和肉桂；

(7)停止旋转，加入原料总重量0.4％的复合酶，旋转2小时，复合酶是质量比为3:3:1:1的糖化酶、淀粉酶、纤维素酶和果胶酶；

(8)加入原料总重量1％食用菌种，旋转使均匀；停止旋转，分装至发酵桶，在35℃发酵8天，即得母液备用；食用菌种为重量比为2:1:1的面包酵母、甜酒曲酵母和嗜酸乳杆菌；

(二)胶料的制备：

(1)另取黑糯米为第二原料，用25℃水浸泡10小时；沥水，置于容器内；

(2)向容器内加入第二原料重量2倍的水，煮3小时；

(3)过滤，去除水，获得胶料备用；

(三)成品的制备：

(1)将母液与胶料按重量比为1：2的比例，混合，分离除渣，得混合液；

(2)加入混合液重量2％的低聚异麦芽糖，混合液重量0.7％的黄原胶，混合液重量1％的阿胶，均质；灌装灭菌，得生物强化细胞营养素。

各实施例中的转速为15-20转/分钟，其目的是使物料混匀，但对转速并不限制，达到混匀目的的其它转速也可以使用。

在实施例1－3的基础上再加以微波、气流干燥、喷雾等烘干技术，可将本发明制成粉体状食品，减轻了液体灌装的重量，方便外出携带，食用时即冲即食；

在实施例1－3的基础上再在上述成品工序中将黄原胶的加入比例提高，加入天然果胶，也可制成类似果冻状食品，或添加到巧克力、麦乳精、饼干、面包等食品中食用；也可精制成口服液服用。又可制成固体羹状食品，此外，本发明还可制成饼干、糖果、点心等食品，方便各类群体食用。

实施例4

生物强化细胞营养素对体外纯培养中不同细菌生长曲线的影响(实验由吉林大学生命科学学院资源微生物研究室完成)

实验材料：乳酸菌(唾液乳杆菌、凝结芽孢杆菌、罗伊氏乳杆菌、植物乳杆菌、鼠李糖乳杆菌、保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌和副干酪乳杆菌)；双歧杆菌(长双歧杆菌、短双歧杆菌、两歧双歧杆菌)；一株致病菌(福氏痢疾杆菌),以上菌株信息见表1。

表1菌株信息

实验方法：1l基础营养培养基添加100ml的生物强化细胞营养素(实施例1制备)，对照组不添加生物强化细胞营养素，将过夜培养的菌株种子液稀释到10⁵cfu/ml，接种到基础营养培养基中，37℃，厌氧培养48小时，在0、4、8、12、16、24、28、32、36、48h取样，测定600nm处吸光度，每组三个重复。

(基础营养培养基配方为：阿拉伯半乳聚糖1g，果胶2g，木聚糖1g，淀粉4g，葡萄糖0.4g，酵母提取物3g，胰蛋白胨1g，蛋白胨1g，牛肉膏1g，粘蛋白4g，半胱氨酸0.5g，nahco30.4g，nacl0.08g，k2hpo40.04g，kh2po40.04g，cacl20.008g，maso4·7h2o0.008g，fecl20.008g，，维生素c0.008g，mnso40.008gg，tween801ml，氯化血红素0.005g，加水定容到1l)

结果见图1。

结果表明：生物强化细胞营养素(实施例1制备)促进测定菌株中双歧杆菌和大多数乳杆菌的生长，抑制测定菌株条件致病菌福氏痢疾杆菌(图1l)的生长。

实施例5

生物强化细胞营养素对肠道微生物及其代谢的影响(实验由吉林大学生命科学学院资源微生物研究室完成)

实验材料：

体外模拟人胃肠道微生物生态系统(图5，参考k.molly等人在1993年发表文献中的装置，略作改进)；健康人粪便样品(取自26岁健康男性，六个月内无抗生素服用)；酸(2mol/l盐酸)；胰液(nahco312g，猪胆盐4g和胰液素0.9g溶于1.0l水中)。

实验方法：

体外模拟人胃肠道微生物生态系统：如图5所示，容器1储备培养基，容器2-7分别用于模拟人体的胃，十二指肠、空肠和回肠、升结肠、横结肠和降结肠；容器8存放流出的流出液；容器9储备酸，容器10储备胰液，酸用于调控胃的ph值，胰液用于辅助小肠消化。ph控制器1-3分别用于检测和调控升结肠﹑横结肠和降结肠的ph值。蠕动泵1-9用于添加和转运容器中的溶液。

粪便处理：取健康人新鲜粪便，立即保存到厌氧容器中，将粪便按0.2g/ml充分悬浮于无氧pbs中，500g离心5min取上清。以上操作在2h内完成。

体外发酵过程：

(1)稳定期：在容器5(升结肠)，容器6(横结肠)和容器7(降结肠)三个容器中分别添加0.8l﹑1.0l和0.8l的基础营养培养基，再依次在三个容器中分别接种40ml粪便上清，开启容器5，容器6和容器7的37℃恒温水浴磁力搅拌器，培养20h，使接种到升结肠，横结肠和降结肠的粪便微生物充分适应新环境。

(2)基线期：在容器1中添加基础营养培养基240ml，开启蠕动泵1，使基础营养培养基完全转运到容器2(胃)中，关闭蠕动泵1，同时开启蠕动泵8添加酸到容器2(胃)中，调节ph＝2；开启容器2的37℃恒温水浴磁力搅拌器搅拌2h。开启蠕动泵2，将容器2中消化液转运到容器3(十二指肠)中，关闭蠕动泵2，同时开启蠕动泵9添加60ml胰液到容器3(十二指肠)中，开启容器3的37℃恒温水浴磁力搅拌器搅拌2h。开启蠕动泵3，将容器3中消化液转运到容器4(空肠和回肠)中，关闭蠕动泵3，开启容器4的37℃恒温水浴磁力搅拌器搅拌2h。开启蠕动泵4，将容器4中消化液转运到容器5(升结肠)中，关闭蠕动泵4，开启蠕动泵5﹑6﹑7和容器5﹑6﹑7的37℃恒温水浴磁力搅拌器，开始连续转运，调整蠕动泵蠕动速率，使每天流出液体积维持在450ml。

在容器1中添加基础营养培养基240ml，每天两次，每次加入后完成上述步骤。共持续7天，此为基线期。

(3)处理期：在容器1中添加含有10％生物强化细胞营养素(实施例1制备)的基础营养培养基(一天添加两次，每次添加240ml)，在处理期，此系统的运行方式与基线期一致，处理期持续14天。

(4)清洗期：基础营养培养基添加方式和系统运行方式与基线期一致。清洗期持续7天。

在基线期﹑处理期和清洗期，每天分别从容器5(升结肠)﹑容器6(横结肠)和容器7(降结肠)取样口取出溶液30ml，立即保存在-30℃冰箱中，待用。

巢氏pcr-dgge测定结肠微生物群落结构变化；实时定量pcr分析特定结肠菌群的丰度变化；hplc测定发酵样品结肠微生物代谢水平。

结果见图2﹑图3﹑图4。

结果说明：生物强化细胞营养素调节肠道微生物群落结构。改善属水平肠道菌群的丰度水平，增加有益菌双歧杆菌﹑乳杆菌水平，以及常见的丁酸产生菌柔嫩梭菌属﹑罗斯氏菌属和梭状芽孢杆菌xiva群。另外，生物强化细胞营养素上调短链挥发性脂肪酸乙酸和丁酸的水平。

实验证明，实施例2和实施例3的生物强化细胞营养素的效果与实施例1的效果相似。