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目的: 肠道菌群是生活在人体肠道内细菌的统称,对机体健康发挥着极其重要的作用。肠道菌群协助机体抵御致病菌侵袭,同时参与消化吸收以及免疫调节等。正常人的肠道菌群相对稳定,但是多种因素均会导致肠道菌群失调。肠道菌群失调不仅仅是肠道生物屏障损伤,也与肠道化学屏障、免疫屏障和机械屏障相关联,可能导致消化系统病变、循环系统疾病及内分泌疾病等。调节肠道菌群可有效缓解其临床症状。 目前主要利用直接补充益生菌活菌制剂调节肠道菌群失调,但其使用存在一些局限。天然活性物质因其环保、高效、毒副作用小、不易产生耐受性等特点而越来越受到重视。槲皮素(Quercetin)是黄酮类物质的主要成分,广泛存在于植物的花、叶和果实中,具有抗炎、抑菌、抗氧化等多种生物活性作用,且对人体无毒性作用,长期食用安全性较高。故槲皮素可作为调节肠道菌群失调的原料。 关于于槲皮素与微生物的作用,目前仅对其抑制致病菌的效果有所研究,并未研究其对益生菌的作用,且槲皮素调节肠道菌群失调的功能也未见报道。因此本课题拟动态观察槲皮素在体外对肠道优势菌增殖的影响,通过动物实验评价槲皮素调节肠道菌群失调作用效果,同时研制一款益于肠道菌群平衡的特色食品,以明确槲皮素调节肠道菌群失调的效果,探索其调节肠道菌群机制,并为辅助调节肠道菌群食物的研制提供理论依据。 方法: 1、肠道优势菌的分离培养及鉴定 利用选择性培养基定向分离培养小鼠肠道优势菌,并根据其菌落形态和镜下形态进行菌种鉴定。 2、槲皮素对肠道优势菌体外培养增殖情况的研究 利用光电比浊法研究槲皮素对肠球菌、肠杆菌、乳杆菌和双歧杆菌体外增殖的影响。 3、槲皮素调节肠道菌群功能评价及机制探索 利用盐酸林可霉素灌胃构造小鼠肠道菌群失调动物模型,利用槲皮素进行干预,评价槲皮素调节菌群失调效果;同时研究槲皮素干预对肠道化学屏障、免疫屏障和机械屏障的影响,探索槲皮素调节肠道菌群失调机制。 4、肠道益菌饮料研制 以马尾松针和火龙果等富含槲皮素、果胶及其他有益于肠道菌群平衡物质的食物为原材料,以乳酸菌为发酵剂研制肠道益菌饮料,并通过单因素实验和正交设计实验探索最佳发酵工艺。 结果: 1、肠道优势菌的分离培养及鉴定结果 本课题分离所得的菌种经菌落形态观察及镜检,符合《伯杰氏系统细菌学手册》第九版对肠球菌、肠杆菌、双歧杆菌和乳杆菌的描述。 2、槲皮素对肠道优势菌体外培养增殖情况的影响 一定浓度范围内(0.01、0.05、0.1μmol/mL)槲皮素对乳杆菌体外增殖有明显的扶植作用,超过这一范围时(0.5、1μmol/mL)槲皮素对乳杆菌增殖强烈抑制,同时,各个浓度的槲皮素均对肠球菌的体外增殖表现为强烈的抑制作用。槲皮素对肠杆菌体外增殖无明显的抑制作用但也不表现出扶植作用,对双歧杆菌无明显的扶植作用但也不表现出抑制作用。 3、槲皮素调节肠道菌群功能效果 干预后第5天检测菌群,发现槲皮素中剂量组、高剂量组和阳性对照组(丽珠肠乐组)均增加了肠道双歧杆菌数量,结果显著(P<0.05),而其他肠道细菌变化无统计学差异,槲皮素通过增加肠道双歧杆菌数量调节肠道菌群失调。干预后第10天及第15天检测,各个组别之间菌群变化基本无显著差异,肠道菌群恢复平衡。槲皮素极快地加速了肠道菌群恢复。 4、槲皮素调节肠道菌群机制推测 干预后发现,槲皮素可提高肠道TLR2、TLR4 mRNA表达,提高肠道免疫水平,保障肠道免疫屏障功能;同时槲皮素可提高肠道Claudin-1 mRNA表达,加速肠道机械屏障恢复。因此,槲皮素可通过保护和修复肠屏障调节肠道菌群失调。 5、肠道益菌饮料的最佳加工工艺 火龙果浆添加量60%,接种量2%,发酵温度47.5℃,所得饮料有松针和火龙果特殊风味,口感细腻,酸度为4.38g/100g,乳酸菌活菌数为2.95×104cfu/mL。 结论: 1、槲皮素在体外可以强烈抑制肠球菌增殖,扶植乳杆菌增殖,可作为潜在的益生元进行研究。 2、肠道菌群失调不仅破坏肠道生物屏障,也会损伤肠道化学屏障、免疫屏障和机械屏障。 3、200mg/kg BW槲皮素和400mg/kg BW槲皮素可通过增加双歧杆菌数量调节肠道菌群,其效果与丽珠肠乐相近,其调节机制可能是通过修复屏障实现的。 4、以马尾松松针、火龙果为主要原料,通过单因素试验、正交试验和感官评价确定最佳发酵工艺,研制出的肠道益菌饮料不仅具有独特的松针和火龙果香味,口感细腻且含有较多活益生菌。