CN114903174B - 一种谷物膳食纤维和多酚营养组合物、包含其的食品以及该营养组合物的应用 - Google Patents

一种谷物膳食纤维和多酚营养组合物、包含其的食品以及该营养组合物的应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种谷物膳食纤维和多酚营养组合物、包含其的食品以及该营养组合物的应用。所述营养组合物由来源于谷物的膳食纤维和来源于谷物的多酚组成；其中，所述膳食纤维选自β‑葡聚糖或***木聚糖；所述多酚选自阿魏酸、原儿茶酸、咖啡酸或矢车菊素‑3‑葡萄糖苷。本发明还公开了含有该营养组合物的食品。本发明的营养组合物可以用于降血糖、保肝、调节肠道菌群和/或减肥等。

Description

一种谷物膳食纤维和多酚营养组合物、包含其的食品以及该 营养组合物的应用
技术领域
本发明涉及功能性食品技术领域。更具体地，涉及一种谷物膳食纤维和多酚营养组合物、包含其的食品以及该营养组合物的应用。
背景技术
随着现代社会经济的发展和人民生活水平的不断提高，居民的膳食种类和营养结构发生了很大变化。同时，高糖、高脂、高盐等不合理的膳食习惯以及久坐不动的生活方式会诱发糖尿病、肥胖、心脑血管疾病、癌症等多种慢性疾病。2017年全球20-79岁糖尿病患者人数为4.25亿，预计2045年全球糖尿病患者将再增加2亿。此外，肠道菌群作为“微生物器官”，与人类健康之间的关系越来越受到关注。丰富的肠道菌群不仅提供宿主本身不具备的酶和生化代谢途径，还能维持人体肠道内环境的稳态，保持肠壁的完整，参与机体的免疫调节、营养吸收和消化代谢。
目前世界上许多国家，尤其是美国、英国、丹麦等发达国家大力倡导促进全谷物的消费和利用。《中国居民膳食指南(2016)》建议每日全谷物与豆类摄入量为50-150克，且每日增加摄入30克全谷物，可降低8％全因死亡风险。《中国居民膳食营养素摄入量》中表明膳食纤维的适宜摄入量为25克 /天，我国居民膳食纤维摄入量为10.8克/天，我国居民膳食纤维摄入严重不足。由于全谷物食品的适口性差、货架期短等问题，目前全谷物在世界各国消费量总体偏低，我国全谷物消费占比不到粮食消费总量的1％。因此，仅靠提高全谷物食品的摄入来解决上述问题效果不是特别理想。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的一个目的在于提供一种谷物膳食纤维和多酚的营养组合物。
本发明的另一个目的在于提供上述营养组合物的用途及包含上述营养组合物的食品。
为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：
第一方面，本发明提供一种营养组合物，所述营养组合物由来源于谷物的膳食纤维和来源于谷物的多酚组成；
其中，所述膳食纤维选自β-葡聚糖或***木聚糖；所述多酚选自阿魏酸、原儿茶酸、咖啡酸或矢车菊素-3-葡萄糖苷。
发明人研究发现，利用谷物中的膳食纤维和多酚作为营养强化剂，通过合理的组合，能够获得协同增效作用，可以得到同时具有降血糖、保肝、调节肠道菌群、减肥功能的营养组合物，对预防及改善2型糖尿病、肥胖、脂肪肝、结肠癌等慢性疾病的发生和发展有非常好的效果。
示例性的，所述营养组合物由***木聚糖和咖啡酸组成；或者，由β- 葡聚糖和咖啡酸组成；或者，由***木聚糖和阿魏酸组成；或者，由β-葡聚糖和阿魏酸组成；或者，由***木聚糖和原儿茶酸组成；或者，由β-葡聚糖和原儿茶酸组成；或者，由***木聚糖和矢车菊素-3-葡萄糖苷组成；或者，由β-葡聚糖和矢车菊素-3-葡萄糖苷组成等等。
进一步的，营养组合物中，所述膳食纤维与多酚的重量比为10-50:1。例如，所述膳食纤维与多酚的重量比可以为10:1，15:1，20:1，25:1，30:1，35:1， 40:1，45:1，50:1等等或重量比之间的任意范围。
进一步的，本发明营养组合物使用的膳食纤维和多酚均来源于谷物，可以通过市售购买或者根据现有技术中记载的方法提取获得。示例性的，所述β-葡聚糖和***木聚糖来源于燕麦、小麦或大麦；所述阿魏酸、原儿茶酸和咖啡酸来源于稻米、小麦或大麦，所述矢车菊素-3-葡萄糖苷来源于稻米、小麦或玉米。
第二方面，本发明提供了上述营养组合物在如下任一种或多种中的应用。
1)在制备降血糖产品中的应用；
2)在制备保肝产品中的应用；
3)在制备调节肠道菌群产品中的应用；
4)在制备减肥产品中的应用。
具体的，本发明提供的营养组合物可用于预防高脂饮食引起的体内自由基过多、血糖升高、血脂升高、脂肪肝和肠道菌群紊乱现象。经大量动物实验证明，本发明提供的营养组合物对糖脂代谢及肠道菌群具有协同保护效果，可有效降低空腹血糖，提高脂联素水平；提高肠道菌群多样性并调节肠道菌群结构，提高益生菌双歧杆菌属(Bifidobacterium)丰度；缓解高脂饮食诱导的体重增加；降低血液中谷丙转氨酶(ALT)活性，改善肝脏功能。在降血糖、保肝、调节肠道菌群、减肥功能方面具有相当有益的作用。
第三方面，本发明提供了一种用于降血糖、保肝、调节肠道菌群和/或减肥的食品，所述食品包括上述营养组合物。
本发明的食品可以为粉末形式，也可以是液体形式。
在食品中，通常所述营养组合物的添加量为食品重量的5％-10％，以满足消费者对膳食纤维和多酚的摄入量，同时达到降血糖、保肝、调节肠道菌群和/或减肥的效果。
除了以上对于所述营养组合物中所描述的组分之外，所述食品还可以包含其它成分，例如其它蛋白质、碳水化合物、脂肪、维生素、矿物质等。
本发明的有益效果如下：
本发明提供一种同时具有降血糖、保肝、调节肠道菌群、减肥功能的营养组合物，该复合物中谷物膳食纤维与多酚在限定用量的配合下，能够获得协同增效作用，并且动物实验结果也能够显示该组合即使在膳食纤维或多酚用量较低的情况下也能获得明显的健康效果。
附图说明
图1是膳食纤维和多酚复配对高脂饮食小鼠空腹血糖的影响图。
图2是膳食纤维和多酚复配对高脂饮食小鼠血清脂联素的影响图。
图3是膳食纤维和多酚复配对高脂饮食小鼠肠道菌群结构的影响图。
图4是膳食纤维和多酚复配对高脂饮食小鼠肠道双歧杆菌丰度的影响图。
图5是膳食纤维和多酚复配对高脂饮食小鼠体质量的影响图。
图6是膳食纤维和多酚复配对高脂饮食小鼠血清谷丙转氨酶活性的影响图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例对本发明做进一步的说明。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
下述实施例中的材料，如无特殊说明，均为本领域常用材料，均可从商业途径得到。
实施例1
营养组合物配方：***木聚糖5份、咖啡酸0.1份。
来源：***木聚糖来源于小麦，咖啡酸来源于稻米。
制备方法：
(1)将***木聚糖和咖啡酸分别过筛，得到相应原料粉末；
(2)将步骤(1)得到的原料粉末按照配方比例称量，调配、杀菌、包装制成成品。
实施例2
营养组合物配方：β-葡聚糖5份、咖啡酸0.1份。
来源：β-葡聚糖来源于燕麦，咖啡酸来源于稻米。
制备方法同实施例1。
实施例3
营养组合物配方：***木聚糖5份、阿魏酸0.5份；
来源：***木聚糖来源于小麦，阿魏酸来源于稻米。
制备方法同实施例1。
实施例4
营养组合物配方：β-葡聚糖5份、阿魏酸0.5份。
来源：β-葡聚糖来源于燕麦，阿魏酸来源于稻米。
制备方法同实施例1。
试验例1谷物膳食纤维和多酚营养组合物的降血糖作用
1.动物及分组
雄性SPF级C57BL/6J小鼠96只。初始体重为20-22g，将小鼠置于SPF 级环境中自由进食维持饲料、自由采水。适应1周后，随机分为8组，每组 12只。饲料购于南通特洛菲饲料科技有限公司，各组及饲料情况如下表1所示，实验周期18周。
表1动物实验分组及动物饲料
2.指标测定
动物饲养18周后，各组小鼠进行空腹血糖检测。小鼠禁食12h后尾部采血，使用血糖仪检测小鼠血糖。
3.实验结果
如图1所示，高脂模型组空腹血糖值显著高于空白对照组水平(P<0.001)，表明高脂模型组小鼠出现了糖代谢紊乱。与高脂模型组相比，***木聚糖组、β-葡聚糖组、阿魏酸组和对照组空腹血糖无显著性差异(P>0.05)，但实施例3组和实施例4组(膳食纤维和多酚比例10:1)空腹血糖值显著降低(分别为P<0.001和P<0.05)，表明膳食纤维(***木聚糖和β- 葡聚糖)和多酚(阿魏酸)组合物具有改善机体糖代谢的协同增效作用。
试验例2谷物膳食纤维和多酚营养组合物改善胰岛素代谢作用
1.动物及分组
雄性SPF级C57BL/6J小鼠56只。初始体重为20-22g，将小鼠置于SPF 级环境中自由进食维持饲料、自由采水。适应1周后，随机分为7组，每组8 只。饲料购于南通特洛菲饲料科技有限公司，各组及饲料情况如下表2所示，实验周期18周。
表2动物实验分组及动物饲料
2.指标测定
饲养18周后，摘眼球取血，采集的血液于4℃平稳静置2小时后，于 4000rpm/min离心10分钟，收集上层血清，储存于-80℃备用。使用ELISA 试剂盒检测小鼠血清中脂联素含量。
3.实验结果
脂联素具有改善胰岛素敏感性的功效，能改善胰岛素抗性，维持机体脂质与糖类代谢的稳态。如图2所示，高脂模型组脂联素水平显著低于空白对照组脂联素水平(P<0.001)。与高脂模型组相比，***木聚糖组、β-葡聚糖组和咖啡酸组脂联素水平无显著性差异(P>0.05)，但实施例1组和实施例2组(膳食纤维和多酚比例50:1)脂联素水平显著升高(P<0.05)，表明膳食纤维(***木聚糖和β-葡聚糖)和多酚(咖啡酸)组合物具有改善机体糖代谢的协同增效作用。
试验例3谷物膳食纤维和多酚营养组合物调节肠道菌群作用
1.动物及分组
雄性SPF级C57BL/6J小鼠64只。初始体重为20～22g，将小鼠置于SPF 级环境中自由进食维持饲料、自由采水。适应1周后，随机分为8组，每组8 只。饲料购于南通特洛菲饲料科技有限公司，各组及饲料情况如下表3所示，实验周期18周。
表3动物实验分组及动物饲料
2.指标测定
标本采集及处理：动物饲养18周后，称量小鼠体质量，脱臼处死小鼠，将小鼠转移至超净工作台内，使用体积分数75％的乙醇溶液擦拭小鼠腹部，使用消毒后的手术剪打开小鼠腹腔，迅速将肝脏、肠道完整分离出来，取结肠内容物，保存于灭菌后的EP管中，液氮速冻后在-80℃冰箱中保存，用于提取肠道菌群DNA。
小鼠结肠内容物高通量测序分析：小鼠结肠内容物样品从-80℃冰箱取出后立刻放入干冰，送至上海美吉生物医药科技有限公司，采用Illumina MiSeq测序平台，分析小鼠结肠菌群多样性。
生物学信息分析：基于有效数据进行OTU聚类和物种分类分析，根据 OTUs聚类结果，对每个OTU的代表序列做物种注释，得到对应的物种信息和基于物种的丰度分布情况。同时，对OTUs进行丰度、Alpha多样性计算分析，以得到样品内物种丰富度和均匀度信息等。进一步，对OTUs进行多序列比对并构建***发生树，得到不同样品和分组的群落结构差异，并通过PCA 降维图进行分析。
3.实验结果
如图3所示，主成分分析(PCA分析)结果显示，与空白对照组相比高脂模型组的菌落组成发生明显改变。***木聚糖组、β-葡聚糖组和咖啡酸组与模型组无显著性差异(P>0.05)，但实施例1组和实施例2组(膳食纤维和多酚比例50:1)区别于高脂模型组(P<0.05)。表明膳食纤维(***木聚糖和β-葡聚糖)和多酚(咖啡酸)组合物具有调节肠道菌群结构的协同增效作用。
如图4所示，与空白对照组相比，高脂模型组小鼠结肠益生菌双歧杆菌(Bifidobacterium)丰度显著降低(P<0.001)。与高脂模型组相比，***木聚糖组、β-葡聚糖组、咖啡酸组和对照组小鼠结肠双歧杆菌丰度无显著性差异(P>0.05)，但实施例1组和实施例2组(膳食纤维和多酚比例50:1) 小鼠结肠双歧杆菌丰度显著升高(P<0.05)。表明膳食纤维(***木聚糖和β-葡聚糖)和多酚(咖啡酸)组合物具有促进肠道益生菌定植的协同增效作用。
如图5所示，与空白对照组相比，高脂模型组小鼠体质量显著升高(P<0.05)。与高脂模型组相比，***木聚糖组、β-葡聚糖组和咖啡酸组小鼠体质量无显著性差异(P>0.05)，但实施例1组和实施例2组(膳食纤维和多酚比例50:1)小鼠体质量显著降低(P<0.01)。表明膳食纤维(***木聚糖和β-葡聚糖)和多酚(咖啡酸)组合物具有通过调节肠道菌群减肥的协同增效作用。
试验例4谷物膳食纤维和多酚营养组合物保护肝脏作用
1.动物及分组
雄性SPF级C57BL/6J小鼠84只。初始体重为20-22g，将小鼠置于SPF 级环境中自由进食维持饲料、自由采水。适应1周后，随机分为7组，每组 12只。饲料购于南通特洛菲饲料科技有限公司，各组及饲料情况如下表4所示，实验周期18周。
表4动物实验分组及动物饲料
2.指标测定
饲养18周后，摘眼球取血，采集的血液于4℃平稳静置2小时后，于 4000rpm/min离心10分钟，收集上层血清，储存于-80℃备用。谷丙转氨酶 (ALT)试剂盒检测血清中ALT含量。
3.实验结果
如图6所示，与空白对照组相比，高脂模型组小鼠血清ALT含量显著升高(P<0.001)。与高脂模型组相比，***木聚糖组、β-葡聚糖组和咖啡酸组小鼠血清ALT含量无显著性差异(P>0.05)，实施例1组小鼠血清ALT 含量相比高脂模型组有降低，实施例2组(膳食纤维和多酚比例50:1)小鼠血清ALT含量显著降低(P<0.05)，表明膳食纤维(β-葡聚糖)和多酚(咖啡酸)组合物具有预防肝损伤的协同增效作用。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (8)

1.一种营养组合物，其特征在于：所述营养组合物由来源于谷物的膳食纤维和来源于谷物的多酚组成；所述膳食纤维选自β-葡聚糖或***木聚糖，所述多酚选自咖啡酸，所述膳食纤维与多酚的重量比为50:1。
2.一种营养组合物，其特征在于：所述营养组合物由来源于谷物的膳食纤维和来源于谷物的多酚组成；所述膳食纤维选自β-葡聚糖或***木聚糖，所述多酚选自阿魏酸，所述膳食纤维与多酚的重量比为10:1。
3.根据权利要求1-2任一项所述的营养组合物，其特征在于：所述β-葡聚糖和***木聚糖来源于燕麦、小麦或大麦；所述阿魏酸和咖啡酸来源于稻米、小麦或大麦。
4.权利要求1所述的营养组合物在如下任一种或多种中的应用：
1)在制备降血糖产品中的应用；
2)在制备保肝产品中的应用；
3)在制备调节肠道菌群产品中的应用；
4)在制备减肥产品中的应用。
5.权利要求2所述的营养组合物在制备降血糖产品中的应用。
6.一种食品，其特征在于，所述食品包括权利要求1-2任一所述的营养组合物。
7.根据权利要求6所述的食品，其特征在于，所述食品为粉末或液体形式。
8.根据权利要求6所述的食品，其特征在于，所述营养组合物的添加量为食品重量的5％-10％。
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