TW202114542A

TW202114542A - 促進丁酸菌生長之益生質組合物及其用途

Info

Publication number: TW202114542A
Application number: TW109134862A
Authority: TW
Inventors: 林詠翔; 黃琡涵
Original assignee: 大江生醫股份有限公司
Priority date: 2019-10-07
Filing date: 2020-10-07
Publication date: 2021-04-16
Also published as: CN112618427A; TW202115244A; CN112626001B; CN112694985A; CN112618427B; CN112626001A; TWI744028B; TWI784326B; TW202114631A; CN112694985B; CN112618610A; TW202115241A; TWI757911B

Abstract

本發明提供一種包含秋葵發酵物的組合物用於製備促進丁酸菌生長之益生質組合物之用途，及一種包含秋葵發酵物的益生質組合物。該益生質組合物促進腸道內丁酸菌的生長，並且能降低使用者的腰圍、及改善排便。

Description

促進丁酸菌生長之益生質組合物及其用途

本發明係關於一種益生質組合物，特別係關於一種促進丁酸菌生長之益生質組合物。

諸多醫學研究顯示腸道環境與身體正常機能之維持及疾病預防密切相關。腸道不僅是消化器官，而且駐紮大量免疫細胞以抵抗病原體由此侵入身體，並且密布神經分支以收集生理訊息反饋中樞神經，因此，腸道健康影響人體健康甚鉅。最近十數年研究發現，腸道黏膜中居住著千種以上的腸道菌，它們與身體器官互相溝通並且給出適當反應，例如供應身體所需養分、調控腸道細胞發育、及誘導免疫系統發展，故腸道菌可謂是身體的一種必要器官。

腸道菌的構成細菌各有特定功用，當其組成因為不良生活習慣、疾病、使用抗生素等原因失去平衡，身體就可能失去健康。例如，若個人平日攝取高脂肪含量飲食，大腸中嗜吃脂肪的革蘭氏陰性菌會大量增殖及產生脂多醣(lipopolysaccharides，LPS)，其可透過血液循環在身體各處引起慢性發炎，最終可能導致第二型糖尿病、心血管疾病、甚至神經退化疾病與癌症等慢性病。亦有研究顯示，腸道菌組成被破壞之小鼠在壓力情境下的記憶力衰退。因此，維持腸道菌的組成恆定有助於維持身心健康。

目前已知有益人體健康的腸道菌除了雙歧桿菌屬(Bifidobacterium )與乳酸桿菌屬(Lactobacillus )細菌，丁酸菌(Clostridium butyricum )亦是極具潛力的益生菌。該菌佔成人腸道菌的1%至4%，是一種生長在大腸的厭氧性革蘭氏陽性菌，丁酸菌可產生丁酸，丁酸可幫助排便和促進乳酸菌生長。於小鼠動物實驗中，當小鼠於高脂飲食下攝取丁酸菌，小鼠體重增加的幅度減少。

鑒於丁酸菌對維持腸道健全的重要性，開發一種促進腸道內丁酸菌生長之益生質組合物，實有其必要。

緣此，本發明之一目的在提供一種包含秋葵發酵物的組合物用於製備促進丁酸菌生長之益生質組合物之用途。

在本發明之一實施例中，該秋葵發酵物係一秋葵果肉與水之一空培液經過酵母菌(Saccharomyces cerevisiae)及一乳酸桿菌(Lactobacillus plantarum)同時進行發酵而獲得。

在本發明之一實施例中，該空培液係秋葵果肉與水以1：1至1：20之重量比混合而得，該酵母菌及該乳酸桿菌的接種量分別為0.1%至0.4%(w/v)及0.2%至0.5%(w/v)。

在本發明之一較佳實施例中，該包含秋葵發酵物的組合物進一步包含一寡糖，該寡糖係選自於木寡糖、果寡糖、及其組合。

在一些實施例中，該包含秋葵發酵物的組合物進一步包含一糖醇。

在一些實施例中，該寡糖係為木寡糖，且該糖醇係為乳醣醇。

在一些實施例中，該秋葵發酵物、該木寡糖、及該乳糖醇的重量比範圍為3~5：2~4：2~4。在一最佳實施例中，該秋葵發酵物、該木寡糖、及該乳糖醇的重量比範圍為4：3：3。

本發明之又一目的在提供一種促進丁酸菌生長之益生質組合物，包含一秋葵發酵物、一寡糖、及一糖醇，其中該寡糖係選自於木寡糖、果寡糖、及其組合。

本發明之又一目的在提供一種前述益生質組合物用於製備減少腰圍之醫藥組合物之用途。

在本發明之一實施例中，該益生質組合物增加肥胖受試者腸道內丁酸菌的數量，並且降低肥胖受試者的體重、體脂率及腰圍。

本發明揭露有利於丁酸菌生長的多種益生質及其組合。該益生質組合可用於製備有效促進丁酸菌生長的益生質組合物，例如用作體外細菌培養的培養基添加物，或用作促進活體(如人體)腸道內丁酸菌增殖的益生質產品。該益生質組合物可具有粉末、顆粒、溶液、或膠囊之劑型，且可製成食品、飲品、醫藥品、或營養補充劑，藉由口服方式給予一個體。

以下將配合圖式進一步說明本發明的實施方式，下述所列舉的實施例係用以闡明本發明之發明特點及應用，而非以限定本發明之範圍，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可做些許更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

本發明提供一種包含秋葵發酵物的組合物用於製備促進丁酸菌生長之益生質組合物之用途。除了秋葵發酵物，該益生質組合物可進一步包含一選自於木寡糖、果寡糖、及其組合之寡糖，以及一糖醇，例如山梨糖醇、甘露糖醇、赤蘚糖醇、麥芽糖醇、乳糖醇、及木糖醇。該益生質組合物較佳為包含秋葵發酵物、木寡糖、及乳糖醇，且其重量比範圍較佳為3~5：2~4：2~4。以下實施例顯示該益生質組合物中各組成物質及其組合對丁酸菌的生長促進效果，亦顯示該益生質組合物能降低肥胖受試者的體重、全身體脂率、及腰圍。定義

本文中所使用數值為近似值，所有實驗數據皆表示在20%的範圍內，較佳為在10%的範圍內，最佳為在5%的範圍內。

本文中所謂「秋葵」係指錦葵科(Malvaceae ) 秋葵屬(Abelmoschus )之一年或多年生草本植物，又稱為黃蜀葵、角豆、毛茄、阿苹田、倭克拉、歐克拉、越南芝麻、羊角豆等別名。

本文中所謂「木寡糖」係指包含3至10個木糖(xylose)單元的寡糖，其來源可為植物，或經微生物發酵、酵素轉化、或化學合成等方式而製得。

依據本發明，食品產品可被當作食品添加物(food additive)，藉由習知方法於原料製備時添加，或是於食品的製作過程中添加，而與任一種可食性材料配製成供人類與非人類動物攝食的食品產品。

依據本發明，食品產品的種類包括但不限於：飲料(beverages)、發酵食品(fermented foods)、烘培產品(bakery products)、健康食品(health foods)以及膳食補充品(dietary supplements)。

如本文中所使用的，用語「酵母菌(Saccharomyces cerevisiae )」以及「乳酸菌(Lactobacillus plantarum )」分別意欲涵蓋那些為熟習此項技術人士可易於獲得的啤酒酵母菌以及胚芽乳酸菌(例如，可購自於國內或國外寄存機構者)，或者利用本技藝中所慣用的微生物分離方法而從天然來源中所分離純化出的啤酒酵母菌以及胚芽乳酸菌菌株。材料與方法 秋葵發酵物之製備

秋葵(Abelmoschus esculentus)為錦葵科(Malvaceae ) 秋葵屬 (Abelmoschus )之一年或多年生草本植物，又稱為黃蜀葵、角豆、毛茄、阿苹田、倭克拉、歐克拉、越南芝麻、羊角豆等別名。原產於非洲東北部阿比西尼、埃及及加勒比海一帶或熱帶亞洲，並於1901年引進台灣，產地分布在彰化、雲林、嘉義等縣境內，每年四到九月是盛產期。秋葵植株為直立性，高約一公尺，全株被有絨毛，莖部為木質化，花為完全花且呈現淡黃色，花謝後三至四天左右便可採收嫩果，秋葵的果實為蒴果，長約十公分，細長似羊角或辣椒，果皮薄且呈現革質，先端尖細，果色從淡綠至深綠色，亦有紫紅色者。秋葵果實含有特殊黏滑物質，更具有特殊香氣或風味。本發明對秋葵進行發酵將獲得一組成分子更豐富的發酵物。

本文中實施例1-3所用秋葵發酵物，其製備方法簡述如下。首先，將秋葵果肉與水依重量比1：1至1：20，較佳為1：1至1：5混合，以作為空培液。該空培液以巴斯德滅菌法處理後，冷卻至室溫供後續發酵使用。接著，於空培液中同時植入0.01-0.5% (w/w)之酵母菌(Saccharomyces cerevisiae ，購買於生物資源保存與研究中心，台灣，編號為BCRC20271)、及0.01-0.25% (w/w)之乳酸菌(Lactobacillus plantarum ，購買於生物資源保存與研究中心，台灣，編號為BCRC910760)，於25-35^o C下進行發酵1-7天，實際時間視發酵狀態而異。最後在不移除此該二種菌之情況下，使用設定的糖度範圍2-4°、pH＜4、酒精＞5%等規格，如檢驗符合該規格，則判定發酵完成並得到該發酵物，也是實施例1-3所使用的秋葵發酵物的實驗樣品。接著，將該發酵液於45-70^o C進行減壓濃縮，並以200-400 mesh的網篩進行過濾，再添加40-70%異麥芽寡糖調整規格後，於95-105^o C下加熱70-90分鐘進行滅菌。該秋葵發酵液可藉由噴霧乾燥等乾燥方式製成一粉末狀產物。寡 糖、多糖以及糖醇

本文中實施例所用寡糖包括木寡糖(購自山東龍力生物科技股份有限公司)、果寡糖(購自MEIJI CO., Ltd.)。所用多糖包括菊糖(購自Cosucra Groupe Warcoing SA)。所用醣醇包括乳糖醇(購自宏偉生物科技股份有限公司)、山梨糖醇、甘露糖醇、赤蘚糖醇、麥芽糖醇、及木糖醇。丁酸菌 來源與樣品製備

以下實施例使用購自食品工業發展研究所生物資源保存及研究中心(Bioresource Collection and Research Center，BCRC)之丁酸菌(Clostridium butyricum ，BCRC 81048)。

進行一活化程序將丁酸菌活化。首先，將丁酸菌凍菌以10體積%的菌量培養於液態乳桿菌MRS培養基（BD Difco™ Lactobacilli MRS Broth，產品型號 DF0881-17-5，購自Thermo Fischer Scientific)）中，並於37下培養16小時，以活化丁酸菌。該細菌於解凍及活化後，即可用於益生質試驗。實施例 1 丁酸菌之 益生質試驗

為辨識有益於丁酸菌生長的營養物質，將預培養的丁酸菌依3%之接種量加入含有1%(w/w)候選益生質的MRS培養基，於37°C與厭氧條件下培養24小時，再將所得菌液塗布於MRS培養基並培養72小時以估計菌數。該候選益生質係為木寡糖、乳糖醇、菊糖、果寡糖、或秋葵發酵物。作為對照，另外將丁酸菌培養於不含候選益生質的MRS培養基(空白組)。

圖1顯示前述各種候選益生質對丁酸菌生長的影響，本實驗使用分光光度計測量72小時後，MRS培養基的混濁度，其中波長選用600nm以測量丁酸菌的活菌濃度。依據圖1，空白組的OD₆₀₀ 為1.1。相比空白組，使菌數有明顯提升之候選益生質包括秋木寡糖、菊糖、果寡糖和秋葵發酵物，其OD₆₀₀ 分別提升至約2.2、1.8、1.7、及2.9。此結果說明秋葵發酵物、木寡糖、果寡糖、及乳糖醇任一者皆可用作丁酸菌益生質。實施例 2 促進丁酸菌生長之 益生質組合物

為評估前述丁酸菌益生質之不同組合對丁酸菌生長的促進作用，將預培養的丁酸菌依3%之接種量加入含1%(w/w)益生質組合物的MRS培養基，於37°C與厭氧條件下培養24小時，再將所得菌液塗布於MRS瓊脂培養基並培養72小時培養以估計菌數。MRS培養基中的益生質組合物具有下列組成：0.4%秋葵發酵物、0.3%木寡糖、及0.3%乳糖醇。作為對照，另外將丁酸菌培養於不含益生質的MRS培養基(空白組)。

圖1顯示前述益生質組合物對丁酸菌生長的影響，空白組的菌數菌數OD600為1.1。依據圖1，相比空白對照組，益生質組合物之添加顯著提升丁酸菌的相對菌數至分別約為3.4。因此，可得知於秋葵發酵物、木寡糖、及乳糖醇之組合在重量比為3~5：2~4：2~4的情況下，能最有效促進丁酸菌的生長，即便乳醣醇在圖1所示的促生長效果最低。實施例 3 益生質組合物的生理效果

本實施例探討連續服用一含有200 mg秋葵發酵物、150 mg木寡糖、及150 mg乳糖醇之益生質組合物膠囊對受試者的生理影響，其中受試者為BMI大於24或體脂大於25的健康男性或女性。使九位20至55歲受試者連續四週在每日午餐後口服該益生質組合物，劑量為400 mg/人/天，並於服用前及服用四週後評估該些受試者的排便困難程度，包括平均排便天數、排便乾淨頻率、宿便狀況以及排便順暢度，及以體組成計(TANITA BC-545F)測量腰圍、體重與體脂。

為證實本發明之秋葵發酵物或其組合物具有改善排便困難程度之效果，受試者服用該益生質組合物前以及服用該益生質組合物四週後，填寫腸胃道調查表(表一)和排便困難程度調查表(表二)。圖2A至圖5B，為受試者填寫完表一和表二所統計出的實驗結果。表一_腸胃道調查表

請依您近4週的經驗判斷，是否有以下症狀發生? (請勾選)
第一題. 平均多久排便一次?(單選)
一天兩次以上	一天一次	兩天一次	三天一次	四天以上一次
其他
第二題. 排便主要形狀為何?(單選)
一顆顆硬球	表面凹凸明顯短香腸狀	表面龜裂長香腸狀	表面光滑香腸狀或蛇狀	黏糊膨鬆塊狀大便
泥狀	水狀
第三題. 過去一週感受到腸道蠕動的頻率為何? (單選)
沒有	很少	有時候	經常	總是
第四題. 過去一週中感受到排便排不乾淨的頻率? (單選)
沒有	很少	有時候	經常	總是
第五題. 於廁所中排便所需時間? (單選)
少於5分鐘	5~10分鐘	10~20分鐘	20~30分鐘	超過30分鐘
第六題. 過去一週的宿便狀況?
無	輕微	中等	嚴重	非常嚴重

表二_排便困難程度調查表(請於框框內打勾)(單選)

症狀	嚴重程度
無	輕微	中等	嚴重	非常嚴重
0分	1分	2分	3分	4分
糞便性狀	糞質堅硬
糞量少
直腸症狀	排便次數減少
排便費力
排便疼痛
有便意而難以排出
直腸出血或撕裂
直腸燒灼感
腹部症狀	胃痛
腹部痙攣疼痛
腹部脹滿

請參照圖2A和圖2B，分別為根據表一的第一題，統計受試者服用膠囊前和服用膠囊四周後的結果。請參照圖2A，受試者服用膠囊前有22%的受試者排便次數為三天一次。請參照圖2B，受試者服用膠囊四週後，原本為三天排便一次的受試者減少至0%，排便次數一天一次的受試者增加至45%，排便次數一天兩次的受試者增加至22%，可得知本發明益生質組合物膠囊對於排便天數有明顯的改善。

請參照圖3A和圖3B，分別為根據表一的第四題，統計受試者服用膠囊前和服用膠囊四周後的結果。請參照圖3A，受試者服用膠囊前，11%的受試者具有總是排便不乾淨的困擾，78%的受試者有時候有排便不乾淨的困擾。請參照圖3B，受試者服用膠囊四週後，總是感受到排便不乾淨和經常感受到排便不乾淨的受試者減少為0%，全部的受試者很少感受到有排便不乾淨的困擾。因此，可得知本發明益生質組合物膠囊可有效改善排便不乾淨的頻率。

請參照圖4A和4B，分別為根據表一的第六題，統計受試者服用膠囊前和服用膠囊四周後的結果。請參照圖4A，受試者服用膠囊前，56%的受試者有中度的宿便狀況，33%的受試者有輕微的宿便狀況。請參照圖4B，受試者服用膠囊四週後，中度宿便狀況的受試者減少至11%，輕微和無宿便狀況的受試者分別增加至56%和33%。因此，可得知本發明益生質組合物膠囊可改善宿便狀況。

請參照圖5A和5B，分別為根據表二的直腸症狀，統計受試者服用膠囊前和服用膠囊四周後的結果。請參照圖5A，服用膠囊前，56%的受試者於有便意進行排便時，感到中度等級的難度，11%的受試者在有便意進行排便時，感到輕度等級的難度。請參照圖5B，受試者服用膠囊四週後，僅剩11%的受試者於有便意進行排便時，感到中度等級的難度，其餘89%的受試者於有便意進行排便時，已無感受到難度。因此，可得知本發明益生質組合物膠囊可有效改善排便順暢度。

依據圖6至圖8，相比服用前，持續四週服用益生質組合物使平均腰圍減少約1公分、使平均體重減少約0.3公斤，使全身體脂率平均值下降約0.2%。此結果證實長期使用本發明之益生質組合物可改善肥胖者的體況。

綜上所述，本發明揭露有利於丁酸菌生長的多種益生質及其組合。該益生質組合可用於製備促進丁酸菌生長的益生質組合物，例如用於體外細菌培養的培養基添加物，或用於促進人體腸道內丁酸菌增殖的益生質產品。該益生質組合物可具有粉末、顆粒、溶液、或膠囊之劑型，且可製成食品、飲品、醫藥品、或營養補充劑，藉由口服方式給予一個體。

無

圖1顯示丁酸菌在含有或不含益生質的培養基中，經過厭氧培養24小時的相對菌數。圖2A顯示受試者服用本發明一實施例之益生質組合物前，平均排便天數的統計結果。圖2B顯示受試者服用本發明一實施例之益生質組合物四週後，平均排便天數的統計結果。圖3A顯示受試者服用本發明一實施例之益生質組合物前，感受到排便不乾淨頻率的統計結果。圖3B顯示受試者服用本發明一實施例之益生質組合物四週後，感受到排便不乾淨頻率的統計結果。圖4A顯示受試者服用本發明一實施例之益生質組合物前，宿便狀況的統計結果。圖4B顯示受試者服用本發明一實施例之益生質組合物四週後，宿便狀況的統計結果。圖5A顯示受試者服用本發明一實施例之益生質組合物前，有便意排便排出的統計結果。圖5B顯示受試者服用本發明一實施例之益生質組合物四週後，有便意排便排出的統計結果。圖6顯示受試者服用本發明一實施例之益生質組合物四週後的平均腰圍變化。圖7顯示受試者服用本發明一實施例之益生質組合物四週後的平均體重變化。圖8顯示受試者服用本發明一實施例之益生質組合物四週後的全身體脂率變化。

Claims

一種包含秋葵發酵物的組合物用於製備促進丁酸菌生長之益生質組合物之用途。
如申請專利範圍第1項所述之用途，其中該秋葵發酵物係一秋葵果肉與水之一空培液經過經由一酵母菌(Saccharomyces cerevisiae)及一乳酸桿菌(Lactobacillus plantarum)同時進行發酵而獲得。
如申請專利範圍第2項所述之用途，其中該空培液係秋葵果肉與水以1：1至1：20之重量比混合而得。
如申請專利範圍第2項所述之用途，其中該酵母菌及該乳酸桿菌的接種量分別為0.1%至0.4%(w/v)及0.2%至0.5%(w/v)。
如申請專利範圍第1項所述之用途，其中該包含秋葵發酵物的組合物進一步包含一寡糖，該寡糖係選自於木寡糖、果寡糖、及其組合。
如申請專利範圍第5項所述之用途，其中該包含秋葵發酵物的組合物進一步包含一糖醇。
如申請專利範圍第6項所述之用途，其中該寡糖係為木寡糖，且該糖醇係為乳醣醇。
如申請專利範圍第7項所述之用途，其中該秋葵發酵物、該木寡糖、及該乳糖醇的重量比範圍為3~5：2~4：2~4。
一種促進丁酸菌生長之益生質組合物，包含一秋葵發酵物、一寡糖、及一糖醇，其中該寡糖係選自於木寡糖、果寡糖、及其組合。
一種如申請專利範圍第9項所述之益生質組合物用於製備減少腰圍之組合物之用途。