香蕉低聚糖的通便功能评价及其对肠道微生物的影响研究

作     者：陈挺强 

作者单位：华南理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：黄惠华;周春晖

授予年度：2016年

学科分类：0832[工学-食品科学与工程（可授工学、农学学位）] 08[工学] 083201[工学-食品科学] 

主      题：香蕉 低聚糖 通便功能 肠道菌群 宏基因组学 高通量测序 

摘      要：香蕉(Masa parasdisiac)是一类深受人们喜爱的水果,具有广阔的市场开发价值,前期研究表明香蕉低聚糖具有良好的润肠通便效果,而且低聚糖对肠道微生物菌落具有重要影响。因此,本论文选取皇帝蕉(Musa AA Pisang Mas)和粉蕉(Musa ABB Pisang Awak),提取低聚糖后分别设置两种浓度(高剂量组2.5 g/(kg·BW·d)和低剂量组1.25g/(kg·BW·d)),开展通便功能评价以及对肠道菌群的影响研究。主要研究结果如下:(1)香蕉低聚糖的通便功能评价:参考《保健食品检验与评价技术规范(2003版)》中“通便功能检验方法开展小肠运动实验和排便实验。小肠运动实验和首便时间结果表明,在95%的置信区间内,两种蕉在两种浓度下都有促进小鼠肠道蠕动和缩短首便时间的效果;两种蕉共四个剂量组的组间差异性不明显。同时,两种蕉在两种浓度下对受试小鼠的排便粒数和粪便重量均无积极影响。在此基础上测定粪便含水量和肠道含水量结果表明,两种蕉在两种浓度下对受试动物的粪便及小肠的含水量的无显著影响,推测香蕉低聚糖并不是通过提高肠道系统或粪便含水量从而促进排便。(2)香蕉低聚糖对小鼠脏器的影响研究:测定小鼠脏器质量(包括心、肝、脾、肺、肾、胃)和脏器系数,结合扫描电镜技术观察小鼠肝脏、脾脏器官的细胞结构。脏器质量和脏器系数结合扫描电镜的结果表明,空白组与四组剂量组之间、四组剂量组内的各脏器间的差异均不具有显著性(p0.05),说明两种蕉在两种浓度下未对受试小鼠的脏器造成明显的变化或不良的影响。同时,结合“通便功能评价中对各项基础数据(体重变化、进食量、摄水量等)的测定结果,得到初步结论:本研究中香蕉低聚糖对受试小鼠的各项生命活动和机体无消极影响。(3)香蕉低聚糖对小鼠肠道微生物的影响研究:采用宏基因组学研究方法,利用Illumina高通量测序技术(MiSeq平台)分别测定受试香蕉低聚糖的小鼠的粪便和肠道的微生物菌落组成,建立受试小鼠的粪便和肠道微生物的16S rDNA V4区扩增子数据库,通过数据过滤、序列拼接和聚类得到可操作单元(Operational taxonomic unit,OTU),与已知数据库作比对并开展分析。OTU及其丰度分析结果表明,本研究中测定的粪便组和肠道组的整体微生物规模相近,物种组成均相对丰富且其物种的整体均匀度均不高。微生物群落结构分析结果表明,在肠道组和粪便组中均检测到,粉蕉高剂量组和皇帝蕉高剂量组的物种丰度均相对更低,在各样品的整体微生物规模接近的前提下,推断高剂量的香蕉低聚糖干预提高了某些微生物菌种的相对丰度,即改变了肠道微生物菌落的组成结构。同时,基于observed species指数、chao指数和ACE指数绘制的稀释性曲线表明所有样品的测序量基本覆盖了样品的所有物种。微生物分类单元分析结果表明,粪便组和肠道组中的优势菌群一致,在门的水平,均为拟杆菌门(Bacteroidetes)和厚壁菌门(Firmicutes),其中肠道组比粪便组多检测出黏胶球形菌门(Lentisphaerae)和疣微菌门(Verrucomicrobia)2门微生物;在纲/目水平,优势菌群则是分别对应的拟杆菌纲(Bacteroidia)/拟杆菌目(Bacteroidales)和梭菌纲(Clostridia)/梭菌目(Clostridiales);粪便组中脱铁杆菌门(Deferribacteres)在四组剂量组中的含量均比空白对照组低,但是肠道组情况则相反;在粪便组和肠道组中均可检测出脱硫弧菌科(Desulfovibrionaceae)和螺杆菌科(Helicobacteraceae)在四组剂量组中的含量比空白对照组低,而乳杆菌科(Lactobacillaceae)在四组剂量组中的含量比空白对照组高,推测香蕉低聚糖对乳杆菌科(Lactobacillaceae)等有益菌的生长有促进作用,对脱硫弧菌科(Desulfovibrionaceae)和螺杆菌科(Helicobacteraceae)等有害菌有抑制作用,且在实验范围内,粉蕉高剂量组对乳杆菌的促进作用最佳。