壳寡糖(COS)是新食品原料,具有良好的水溶性和丰富的生理活性,其生理活性与聚合度(DP)和剂量密切相关。然而,摄入壳寡糖后,在消化道内的消化过程可能会导致壳寡糖聚合度和含量改变,进而影响其生理活性。目前关于消化过程对壳寡糖的影响尚未见有相关研究报道。本课题旨在采用体外静态和动态模型模拟消化,考察空腹和进食两种消化环境下,壳寡糖在胃和肠消化过程中聚合度等分子结构因素的变化,从而阐明壳寡糖的消化机制,为壳寡糖作为生理活性食品原料的应用开发提供科学依据。首先,建立了体外静态模型,研究消化时间、胃蛋白酶、胰酶、胃酸、胆汁和食物组分对不同聚合度壳寡糖的含量变化影响。结果表明,DP2-5的壳寡糖不受胃和肠消化影响,其结构和含量保持不变。DP 6-10的壳寡糖在胃和肠消化中发生降解,降解反应会随消化时间持续进行,在胃和肠道消化2 h后的降解幅度分别达到51.44%和36.58%。降解产物主要为DP 2-5的壳寡糖,胃蛋白酶、胰酶和脂肪酶是导致DP 6-10壳寡糖发生降解的主要因素;食物的存在可以有效保护DP 6-10的壳寡糖在胃消化过程中不受胃蛋白酶降解,但食物组分会引起胆汁的分泌,但食物组分会引起胆汁的分泌,进而导致在肠消化阶段DP 6-10的壳寡糖的降解加快,壳五糖发生降解,含量降低为消化前的58.60%。其次,在体外静态模型研究的基础上,采用更接近实际消化情况的体外动态模型,考察消化液的释放、消化物的排空、消化时间等多种动态变量共同作用下,壳寡糖的胃和肠排空和消化规律。研究表明,在胃和肠消化过程中,壳寡糖逐步排空,不考虑吸收的影响,壳二糖至壳五糖的累计排空质量曲线基本符合指数函数方程y=Ae--x/t+y0(A<0;t,y0>0)形式,其中x表示时间(min),y表示单一聚合度壳寡糖的累积质量(mg)。在动态过程中,消化反应时间减短,DP 6-10的壳寡糖在胃消化以及胃和肠消化结束后的降解速率分别为9.63%和36.07%。在进食状态的肠消化阶段,胆汁、胰酶以及脂肪酶的共同作用下,DP 5-10的壳寡糖同样会发生降解。最后,以胶囊化壳寡糖作为样品,采用体外动态模型探究胶囊的破碎以及胶囊内的壳寡糖释放、排空和消化情况。结果表明,胶囊能在胃消化5-15 min内完全破碎,壳寡糖完全释放并溶解于胃液中。壳二糖至壳五糖在胃消化10-50 min内的累积排空质量曲线基本符合指数函数方程。在胶囊化的壳寡糖中,DP 6-10的壳寡糖仍会发生降解反应,需采取措施避免高聚合度壳寡糖在吸收前被消化降解。