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低聚甘露糖增强短双歧杆菌抑制具核梭杆菌生长的机制研究

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食品工业科技 2024年

作者：张旭妍刘瑞洁赵博许晓曦教育部乳品重点实验室东北农业大学食品学院

为探究双歧杆菌与低聚糖协同抑制具核梭杆菌作用及机理，采用6种常见双歧杆菌（动物双歧杆菌、长双歧杆菌、婴儿双歧杆菌、短双歧杆菌、两歧双歧杆菌、青春双歧杆菌）代谢6种不同结构且应用广泛的低聚糖（低聚甘露糖、低聚半乳糖、低聚... 详细信息

为探究双歧杆菌与低聚糖协同抑制具核梭杆菌作用及机理，采用6种常见双歧杆菌（动物双歧杆菌、长双歧杆菌、婴儿双歧杆菌、短双歧杆菌、两歧双歧杆菌、青春双歧杆菌）代谢6种不同结构且应用广泛的低聚糖（低聚甘露糖、低聚半乳糖、低聚异麦芽糖、低聚果糖、低聚乳果糖、阿拉伯半乳聚糖），通过硫化氢的生成与生物膜的抑制，确定最佳抑制具核梭杆菌组合，通过扫描电镜、透射电镜与流式细胞仪分析具核梭杆菌菌体细胞完整性，研究抑菌机理，并探讨其酸性代谢产物对具核梭杆菌的抑制作用影响，测定其短链脂肪酸产量，此外还挖掘了双歧杆菌潜在细菌素基因簇。结果显示，低聚甘露糖促进短双歧杆菌抑制具核梭杆菌效果最佳，显著减少硫化氢的产生，抑制生物膜形成，其组合可通过破坏具核梭杆菌菌胞结构的完整性、增加膜的通透性，起到抑菌的作用。这种抑菌效果会随着上清液pH值向中性环境的靠近而下降，表明上清液中酸性代谢产物在发挥抑菌效果中起重要作用，同时检测了上清液中乙酸、丙酸、丁酸、戊酸含量为26.112 mmol/L、10.829 mmol/L、5.106 mmol/L、5.232 mmol/L，此外基因预测到短双歧杆菌包含2个潜在的细菌素合成基因簇。至此表明，低聚甘露糖配合短双歧杆菌的合生元组合或可作为一种安全、有效的的具核梭杆菌生物防控抑制剂，为预防及辅助治疗结直肠癌等肿瘤疾病提供更为安全有效的新方法。

关键词：双歧杆菌低聚糖抑菌机制短链脂肪酸具核梭杆菌

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苯乳酸对具核梭杆菌的抑菌效果及机制

食品科学 2022年第7期43卷 38-44页

作者：孔祥丽马岩石吴昕雨许晓曦东北农业大学食品学院乳品科学教育部重点实验室黑龙江哈尔滨150030

具核梭杆菌(Fusobacterium nucleatum,Fn)是一种口腔中常见的条件致病菌,已有研究发现该菌是结肠癌、乳腺癌及肺癌患者的主要共生微生物,可保护肿瘤细胞抵抗抗生素并促进其增殖及转移。本研究旨在探究L-3-苯乳酸对Fn的抑制效果及相关机... 详细信息

具核梭杆菌(Fusobacterium nucleatum,Fn)是一种口腔中常见的条件致病菌,已有研究发现该菌是结肠癌、乳腺癌及肺癌患者的主要共生微生物,可保护肿瘤细胞抵抗抗生素并促进其增殖及转移。本研究旨在探究L-3-苯乳酸对Fn的抑制效果及相关机制,为通过食用天然生物酸预防癌症研究提供方向。通过Fn生长曲线的测定,确定Fn最佳生长周期及苯乳酸对其最小抑菌质量浓度,探究在苯乳酸作用下的Fn细胞膜形态、完整性及受损程度等,确定苯乳酸抑制Fn的能力。结果表明:Fn的最佳生长周期为27 h;苯乳酸对Fn的最小抑菌质量浓度为0.50 mg/mL;0.50 mg/mL苯乳酸处理2 h,Fn的细胞膜通透性增加,菌体形态明显改变;苯乳酸对Fn形成的生物膜有破坏作用,且降低了Fn的黏附性。结论:苯乳酸具有破坏Fn细胞膜结构及抑制其形成生物膜的能力,可使其内容物外泄,胞内蛋白含量降低。

关键词：苯乳酸最小抑菌浓度具核梭杆菌细胞膜通透性生物膜

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昆虫蛋白在宠物食品中的应用

饲料工业 2022年第23期43卷 7-13页

作者：于雁松马隆凯许晓曦东北农业大学食品学院乳品科学教育部重点实验室黑龙江哈尔滨150030

随着全球人口数量的快速增长及宠物行业的高速发展,食品中蛋白质资源短缺现象日益严重,寻找新型可替代、可持续蛋白质资源成为了研究重点。昆虫蛋白氨基酸含量丰富、消化率较高,相较于传统蛋白质来源,可食用昆虫对饲养环境要求较低,而... 详细信息

随着全球人口数量的快速增长及宠物行业的高速发展,食品中蛋白质资源短缺现象日益严重,寻找新型可替代、可持续蛋白质资源成为了研究重点。昆虫蛋白氨基酸含量丰富、消化率较高,相较于传统蛋白质来源,可食用昆虫对饲养环境要求较低,而利用率和产能较高。因此,昆虫蛋白可作为未来的新型优质蛋白质来源。文章综述了昆虫蛋白在宠物食品领域的应用现状,包括对昆虫蛋白来源及分类的概述、昆虫蛋白质中营养价值和功能性成分的分析,以及国内外昆虫蛋白在宠物食品中的开发研究现状,并对昆虫蛋白在宠物饲料、宠物零食及宠物功能食品领域进行了可行性研究分析,为宠物食品行业指明了新的发展方向。

关键词：昆虫蛋白功能性宠物食品抗菌肽凝集素多酚氧化酶

硫乙醇酸盐优化培养基对嗜黏蛋白阿克曼菌生长及代谢产物的影响

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食品科学 2023年第18期44卷 183-192页

作者：武晓玲徐珒昭徐远志宁可解庆刚许晓曦东北农业大学食品学院乳品科学教育部重点实验室黑龙江哈尔滨150030 黑龙江飞鹤乳业有限公司黑龙江齐齐哈尔164800

本研究在硫乙醇酸盐液体培养基的基础上进行调整优化,嗜黏蛋白阿克曼菌(Akkermansia muciniphila,Akk)培养最终活菌数可达到10^(9)CFU/mL以上。同时,利用非靶向代谢组学技术对比分析两种培养基发酵上清液中的差异代谢物并对其中特征性... 详细信息

本研究在硫乙醇酸盐液体培养基的基础上进行调整优化,嗜黏蛋白阿克曼菌(Akkermansia muciniphila,Akk)培养最终活菌数可达到10^(9)CFU/mL以上。同时,利用非靶向代谢组学技术对比分析两种培养基发酵上清液中的差异代谢物并对其中特征性产物进行了生理功能分析。结果表明,Akk利用优化后的培养基通过影响蛋白质的消化和吸收、氨酰基t RNA生物合成、胆汁分泌、ABC转运蛋白、氨基酸生物合成等代谢通路,产生更多的丙酸、巴多昔芬、多烯紫杉醇、长春花碱等多种功能性代谢产物,与抗癌、抗炎、减肥等功能直接相关。这一研究为Akk作为益生菌制剂及后生元对诸多疾病的调控功能性提供了确凿证据,同时为今后的工业化生产奠定了理论基础。

关键词：嗜黏蛋白阿克曼菌培养基优化差异代谢物代谢通路后生元

菊粉和大豆膳食纤维对牛肉饮食的小鼠肠道菌群及其代谢产物的改善作用

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食品科学 2022年第5期43卷 158-167页

作者：武明月孔祥丽张天阳冯熙瑞徐境含许晓曦东北农业大学乳品科学教育部重点实验室黑龙江哈尔滨150030

红肉的大量摄入会导致其未消化成分经肠道菌群发酵形成有害代谢产物,从而破坏肠稳态,增加患结肠癌、心血管疾病的风险。为探究添加菊粉和大豆膳食纤维对牛肉饮食小鼠的肠道菌群及代谢产物的影响,本实验将雄性C57BL/6Cnc小鼠随机分为空... 详细信息

红肉的大量摄入会导致其未消化成分经肠道菌群发酵形成有害代谢产物,从而破坏肠稳态,增加患结肠癌、心血管疾病的风险。为探究添加菊粉和大豆膳食纤维对牛肉饮食小鼠的肠道菌群及代谢产物的影响,本实验将雄性C57BL/6Cnc小鼠随机分为空白对照组、牛肉组、牛肉与菊粉组和牛肉与大豆膳食纤维组,通过16S rRNA高通量测序技术检测分析小鼠肠道菌群结构,使用气相色谱质谱联用法检测结肠内容物的短链脂肪酸(short-chain fatty acids,SCFAs)含量,并测定小鼠肾脏氧化三甲胺(trimetlylamine oxide,TMAO)质量浓度。结果显示:牛肉组小鼠肠道菌群多样性显著降低(P<0.05),厚壁菌门、乳杆菌属和狭义梭菌属丰度增加,双歧杆菌和粪杆菌属等有益菌丰度减少,结肠内SCFAs含量下降,体内TMAO质量浓度显著升高(P<0.05);菊粉和大豆膳食纤维的添加均能显著提高小鼠肠道菌群多样性(P<0.05),菊粉可增加双歧杆菌和Ruminococcaceae_UCG_014丰度,大豆膳食纤维升高了阿克曼氏菌属和粪杆菌属丰度。两种膳食纤维均显著增加了结肠内SCFAs含量,显著降低了体内TMAO质量浓度(P<0.05)。综上,牛肉摄入确实会对小鼠肠道菌群及其代谢产物产生负面影响,而两种膳食纤维的添加可以在一定程度上改善牛肉饮食的不良影响,从而降低多种相关疾病的罹患风险。该研究结果可为合理膳食及未来个性化精准摄取营养提供理论科学依据。

关键词：牛肉菊粉大豆膳食纤维肠道菌群短链脂肪酸氧化三甲胺

茯苓多糖对双岐杆菌BB-12关键代谢产物的影响

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食品工业科技 2022年第11期43卷 24-33页

作者：张天阳张旭妍王丹萍许晓曦东北农业大学食品学院黑龙江哈尔滨150030 教育部乳品重点实验室黑龙江哈尔滨150030

为探究动物双岐杆菌乳双歧亚种BB-12代谢茯苓多糖的关键代谢产物,采用基于液质联用技术(LCMS/MS)的非靶向代谢组学手段,以葡萄糖作为对照,分析茯苓多糖对动物双岐杆菌乳双歧亚种BB-12关键代谢产物的影响。结果表明,茯苓多糖可显著促进... 详细信息

为探究动物双岐杆菌乳双歧亚种BB-12代谢茯苓多糖的关键代谢产物,采用基于液质联用技术(LCMS/MS)的非靶向代谢组学手段,以葡萄糖作为对照,分析茯苓多糖对动物双岐杆菌乳双歧亚种BB-12关键代谢产物的影响。结果表明,茯苓多糖可显著促进双歧杆菌BB-12的生长。结合主成分分析(Principal Component Analysis,PCA)和正交偏最小二乘判别模型(Orthogonal Partial Least Squares Discriminant Analysis,OPLS-DA)等分析手段,筛选出丹芝酸、黄藤素等具有明确生理功能的差异代谢产物共12种,并显著富集到ABC转运蛋白通路、亚油酸代谢通路、半乳糖代谢通路等17条差异代谢通路。这些代谢物和代谢通路均可证明双歧杆菌BB-12在发酵茯苓多糖的情况下表现出更优异的生长性能和益生功效。该实验从小分子代谢物水平分析了动物双歧杆菌乳双歧亚种BB-12代谢茯苓多糖后产生的代谢产物,为进一步研究茯苓及动物双岐杆菌乳双歧亚种BB-12在人体内发挥益生功效的相关机制提供理论依据和指导。

关键词：茯苓多糖益生元双歧杆菌 BB-12 非靶向代谢组学关键代谢产物

超高压对乳清浓缩蛋白结构的影响及其体外模拟消化产物的功能性分析

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食品工业科技 2022年第8期43卷 93-104页

作者：马寅龙郭锐斌孔祥丽滕国新许晓曦东北农业大学食品学院乳品科学教育部重点实验室黑龙江哈尔滨150030 内蒙古蒙牛乳业(集团)股份有限公司内蒙古呼和浩特011500

本研究旨在对超高压处理作用于乳清浓缩蛋白后结构的影响进行验证,通过体外模拟消化探究其进入人体消化过程后功能性的变化。通过SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)、圆二色谱、荧光光谱及紫外吸收光谱分析超高压对乳清浓缩蛋白结构的影... 详细信息

本研究旨在对超高压处理作用于乳清浓缩蛋白后结构的影响进行验证,通过体外模拟消化探究其进入人体消化过程后功能性的变化。通过SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)、圆二色谱、荧光光谱及紫外吸收光谱分析超高压对乳清浓缩蛋白结构的影响,再通过SDS-PAGE、粒度及Zeta电位分析其体外模拟消化后乳清浓缩蛋白分子变化,再对其体外模拟消化产物进行抗氧化性分析(ABTS^(+)自由基清除率、DPPH自由基清除率及Fe^(3+)还原力测定法)及对动物双歧杆菌BB-12的增殖效果的研究,确定最佳超高压条件及探究其消化前后功能性变化。结果表明,超高压处理对于乳清浓缩蛋白的三级结构有明显影响,在600 MPa、30 min对其三级结构的改变最大,而对于其一、二级结构的影响并不明显;证明在肠消化完成后乳清浓缩蛋白被完全水解为小分子肽或氨基酸,且超高压处理对于其胃消化后的分子量并无显著影响,与未消化样品无明显差异;随着体外模拟消化过程的进行,乳清浓缩蛋白粒度先减少后增大,Zeta电位绝对值先减小后增大;随着压力和时间的增加,未消化的乳清浓缩蛋白抗氧化性逐渐增强,胃消化和肠消化后的样品抗氧化性先增强后减弱;且未消化的样品在500 MPa、15 min促进双歧杆菌BB-12生长的效果最好,胃消化后的样品在200 MPa 30 min、300 MPa 30 min对其生长有促进效果,肠消化后的样品均对其生长有抑制作用。本研究结果为超高压技术应用乳品工业提供了进一步的理论基础。

关键词：乳清浓缩蛋白功能性超高压技术体外模拟消化抗氧化性

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肠道菌群介导肥胖的机制及调控方法研究进展

食品科学 2023年第15期44卷 339-350页

作者：于淼徐珒昭杨晓莹马隆凯于雁松宁可解庆刚许晓曦东北农业大学食品学院乳品科学教育部重点实验室黑龙江哈尔滨150030 黑龙江飞鹤乳业有限公司黑龙江齐齐哈尔164800

近40年间全球肥胖患病率增加了将近2倍,且目前仍以惊人的速度持续增长。高脂高糖饮食导致肥胖人群体内肠道菌群紊乱、肠道屏障功能损伤。失调的菌群及其代谢产物透过肠屏障,导致机体出现胰岛素抵抗、能量代谢失衡、脂肪褐变能力降低、... 详细信息

近40年间全球肥胖患病率增加了将近2倍,且目前仍以惊人的速度持续增长。高脂高糖饮食导致肥胖人群体内肠道菌群紊乱、肠道屏障功能损伤。失调的菌群及其代谢产物透过肠屏障,导致机体出现胰岛素抵抗、能量代谢失衡、脂肪褐变能力降低、炎症因子水平升高,进而诱导糖尿病、高血压、心血管疾病等慢性疾病的发生。本文综合阐述了肠道菌群介导产生肥胖的分子机制,并由此提出可通过补充益生菌、益生元,或改变生活习惯及饮食方式调节肠道微生态,达到预防及控制肥胖的目的。

关键词：肥胖肠道菌群代谢产物炎症反应益生元膳食结构

糖尿病与宿主肠道菌群的关系及饮食介导的菌群调控作用研究进展

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食品科学 2023年第15期44卷 379-389页

作者：王丹萍徐珒昭张晓航宁可刘叶徐远志解庆刚许晓曦东北农业大学食品学院黑龙江哈尔滨150030 东北农业大学乳品科学教育部重点实验室黑龙江哈尔滨150030 黑龙江飞鹤乳业有限公司黑龙江齐齐哈尔164800

糖尿病是胰岛素分泌障碍的一类代谢疾病,严重时可引发各类并发症(心脑血管疾病、白内障等眼病、肾病及癌症),给社会、家庭带来巨大经济负担,且患者深受其折磨。糖尿病患病风险除与基因、生活压力和工作环境等因素相关外,更与患者生活和... 详细信息

糖尿病是胰岛素分泌障碍的一类代谢疾病,严重时可引发各类并发症(心脑血管疾病、白内障等眼病、肾病及癌症),给社会、家庭带来巨大经济负担,且患者深受其折磨。糖尿病患病风险除与基因、生活压力和工作环境等因素相关外,更与患者生活和饮食习惯直接相关,不健康饮食(高脂、高糖等)诱导肠道菌群产生不良代谢产物从而促进糖尿病的发生、发展。肠道菌群失衡在各类型糖尿病发病历程中广泛存在。作为机体肠道菌群的重要直接影响因素,饮食除维持身体机能外,还有助于肠道免疫,通过饮食调节肠道环境有望成为糖尿病的有效预防及辅助治疗手段。本文综合现有文献,基于系统医学理论阐述糖尿病肠道菌群特征以及饮食模式介导肠道菌群影响糖尿病的机理,综述科学饮食在调控肠稳态及免疫进而降低糖尿病发生率及并发症出现中的作用,旨在为糖尿病提早诊断及预防和辅助治疗提供参考。

关键词：糖尿病饮食肠道菌群系统医学