[发明专利]一种结冷胶寡糖及其在益生元中的应用

说明书

本发明公开了一种结冷胶寡糖及其在益生元中的应用，属于生物技术领域。本发明提供了一种结冷胶寡糖，所述结冷胶寡糖的主链基本结构包含了四糖单元，所述四糖单元为D‑葡萄糖、D‑葡萄糖醛酸、L‑鼠李糖，所述D‑葡萄糖、D‑葡萄糖醛酸、L‑鼠李糖的摩尔比为(4～6)：(1.2～1.9)：(2.4～3.6)，所述结冷胶寡糖的聚合度范围为2～6。本发明通过体外静态和动态的粪菌发酵方法，发现新型结冷胶寡糖显著增加乙酸，丙酸，丁酸和总SCFAs的产量，改善了粪便菌群的结构并显著提高产丁酸菌的相对丰度。

技术领域

本发明涉及一种结冷胶寡糖及其在益生元中的应用，属于生物技术领域。

背景技术

结冷胶是美国食品和药物管理局(FDA)批准的安全的微生物多糖，由伊乐藻假单胞杆菌以低成本大量生产，广泛用于食品工业，农业，化学工业和生命科学。结冷胶难以被双歧杆菌和乳杆菌消化，限制了它们作为益生元的潜力。来源于结冷胶的寡糖具有作为商业化的安全的功能性寡糖的潜力。

寡糖是一类不可消化的碳水化合物，通常由少于10个单糖组成。日益增多的寡糖被用作益生元，通过调节肠道菌群的活性，刺激有益细菌的生长，积累末端代谢产物短链脂肪酸(SCFAs)而有益于健康。SCFAs主要由乙酸盐，丙酸盐和丁酸盐组成，这解释了宿主与肠道菌群之间的许多生理相互作用，包括能量稳态，脂质和碳水化合物的代谢和炎症信号的抑制。例如，阿拉伯糖木聚寡糖刺激了人粪便培养物中双歧杆菌的生长和短链脂肪酸(SCFAs)的产生。低聚半乳糖的补充可逆转患有酒精戒断综合征的大鼠肠道菌群的营养不良并修复正常的肠道通透性。然而，目前结冷胶寡糖作为益生元的研究较少。

目前，寡糖的发酵益生作用的研究大多集中于动物体内实验，动物实验周期长，成本高并且不能在实验过程中实时监测动物肠道内的变化。如果可以利用肠道反应器来替代动物实验，那么就可以节约大量时间，降低成本，并可以准确实时监测发酵过程，还具有较好的重复性。国内和国外研究者研发出多种不同类型的体外消化反应器，并且国外已经具有投入市场的胃肠道反应器。Molly等以人体口腔、胃和肠为原型，设计了一种五联罐的人体胃肠道微生态模拟器(SHIME)。Minekus等分别开发了模拟胃和小肠消化的TIM-1和模拟大肠发酵的TIM-2。SHIME和TIM是目前最常见的模拟人体消化生物反应器。发明人课题组前期开发了一种结合TIM-1和TIM-2功能的模拟胃肠道反应器(GSR)，即GSR既可以模拟人体胃和小肠的消化过程，又可以模拟大肠结肠的发酵过程；如何得到一种新型结冷胶寡糖，并应用该胃肠道反应器来模拟结冷胶寡糖在结肠内的发酵过程；以探究他们作为益生元的应用潜能，成为研究的热点。

发明内容

为了得到一种新型的结冷胶寡糖，并将其作为益生元进行应用，本发明提供了一种结冷胶寡糖，所述结冷胶寡糖的主链基本结构包含了四糖单元，所述四糖单元为D-葡萄糖、D-葡萄糖醛酸、L-鼠李糖，所述D-葡萄糖、D-葡萄糖醛酸、L-鼠李糖的摩尔比为(4～6)：(1.2～1.9)：(2.4～3.6)。

在本发明的一种实施方式中，所述D-葡萄糖、D-葡萄糖醛酸之间通过β-(1-4)键连接。

在本发明的一种实施方式中，所述D-葡萄糖醛酸、D-葡萄糖之间通过β-(1-4)键连接。

在本发明的一种实施方式中，所述D-葡萄糖、L-鼠李糖之间通过α-(1-4)键连接。

在本发明的一种实施方式中，所述L-鼠李糖、D-葡萄糖之间通过β-(1-3)键连接。

在本发明的一种实施方式中，所述结冷胶寡糖的聚合度范围为2～6。

本发明还提供了上述结冷胶寡糖的制备方法，所述方法包括以下步骤：

(1)将结冷胶加入到水中，搅拌、混匀后添加HCl溶液，以使HCl终浓度为0.4～0.5M，得到反应体系，将反应体系在70～80℃水浴中搅拌水解至少36h；