[发明专利]一种体外发酵糖醇益生功能评价装置及方法

说明书

本发明公开一种体外发酵糖醇益生功能评价装置，包括发酵装置和集气装置，发酵装置下部设有取样口，发酵装置和集气装置通过导管连通；发酵装置采用批式深层发酵，发酵装置通过导管向集气装置输送发酵气体，同时预先填充满氮气的集气装置向发酵装置输送氮气以维持厌氧环境。发酵装置为具支试管，集气装置为锥形瓶。本发明还公开利用所述装置进行体外发酵糖醇益生功能评价方法。本装置结构简单、操作快捷，体系稳定，重复性好，全面，应用性强，可应用于快速评价糖醇的益生效果，以及提高试验结果准确性。本方法可快速简便评价糖醇益生功能，添有粘膜凝胶小球评价糖醇对有益菌和有害菌对粘膜竞争黏附作用，气体分析能全面评估糖醇益生功能。

技术领域

本发明涉及一种糖醇益生功能评价装置及方法，具体涉及一种体外发酵糖醇益生功能评价装置及方法。

背景技术

糖醇是通过碳水化合物催化氢化而形成的一类特殊的多元醇。它们自然存在于某些水果、蔬菜和蘑菇中，然而，它们也经常作为无糖甜味剂用于口香糖、糖果和饮料等产品中，糖醇是一种很有吸引力的蔗糖替代品，因为它们每克提供的卡路里更少，不会导致蛀牙，也不会导致血糖升高。美国FDA目前已经批准使用8种不同的糖醇，包括赤藓糖醇，氢化淀粉水解物，益寿糖，乳糖醇，麦芽糖醇，甘露醇，山梨醇和木糖醇。糖醇不易被小肠吸收，其中木糖醇有将近一半能够逃避吸收，且粪便中的残余量少，说明能够被肠道菌群利用，具有类似于代表性益生元寡糖和膳食纤维同样的益生消化特性。

Gibson和Roberfroid在20世纪90年代提出的开创性概念强调了饮食在调节肠道菌群及其与人类健康的关系中的重要性。益生元是一类可被宿主菌选择性利用，并能够促进宿主健康的物质。益生元的开发与应用对人类健康具有重要意义。近年来，对益生元研究的评价标准是：1)能够润肠通便；2)促进肠道中益生菌双歧杆菌、乳酸菌的增殖，抑制有害菌增殖；3)增加有益菌或减少有害菌黏附；4)降低pH及增加利于宿主的微生物活性代谢物质短链脂肪酸(SCFA)的生成。

益生元可通过动物模型、临床试验和体外发酵模型三种方法评价。动物模型个体差异大，且一些参数，如微生物群落组成，可能并不能完全代表人类。临床试验是验证功能特性的黄金标准，但是大多数关于肠道菌群的研究，都是基于人体粪便样本的分析，不能反映肠道中肠道菌群的真实情况，且存在伦理问题。现有模拟肠道体外发酵模型主要由Fehlbaum等人的单相和三相连续发酵模型，已广泛用于研究饮食干预对微生物之间的相互作用，及代谢的影响。现有单相简便快速，用试管和单个反应器来实现，但是只用作单纯地考究微生物组成和发酵液中代谢物的变化，并不适用于益生效应的考察。与三相连续发酵有关的专利“一种人肠道菌群连续培养的系统及方法”(公开号:CN101368154)、“一种肠道菌群离体培养装置”(公开号:CN101113408)、“一种全自动肠道菌群体外模拟模型装置”(公开号:CN102399692A)，都旨在介绍通过改进工艺，精准控制发酵参数来优化能模肠道的、连续的肠道菌群离体培养装置，没有应用到益生元的评估。Poeker的报导中阐述PolyFermS三相连续模型可应用于评估不同膳食纤维的潜在益生功能，该模型相对来说比较成熟，有温度、pH、无氧环境、体积等自动控制系统，比较接近人肠道内腔环境。但是设备大且要求高，前期稳定需要很长时间才能达到肠道菌群环境，整个发酵周期在7～15天，耗时长，其稳定性、重复性和广泛适用性需要进一步考究。

发明内容

本发明的目的是提供一种体外发酵糖醇益生功能评价装置及方法，以解决现有技术的不足。

本发明采用以下技术方案：

一种体外发酵糖醇益生功能评价装置，包括发酵装置和集气装置，发酵装置下部设有取样口，发酵装置和集气装置通过导管连通；发酵装置采用批式深层发酵，发酵装置通过导管向集气装置输送发酵气体，同时预先填充满氮气的集气装置向发酵装置输送氮气以维持厌氧环境。

进一步地，发酵装置为具支试管，下部分支为取样口，具支试管配套有具支帽和塞子；集气装置为锥形瓶，锥形瓶配套有塞子。