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抗性淀粉(RS)进入人体后无法被小肠吸收利用,却能被结肠中的肠道菌群部分发酵或完全发酵,对人体有许多保健功能。抗性淀粉能够控制体重,解决肥胖问题；调节血糖、胰岛素水平,预防糖尿病；抗性淀粉代谢产物还能够调节脂质代谢、抑制胆固醇合成,促进肠道有益菌的生长、抑制有害菌的增加,预防肠道疾病。本课题组前期研究发现,莲子抗性淀粉分子量在1.0×104-1.0×107g/mol之间,具有特殊沟壑状表面结构、B型晶体结构,双螺旋结构含量高,在体外能显著促进双歧杆菌增殖,且能产生大量有利于改善肠道环境的丁酸。为了进一步研究莲子抗性淀粉的益生元作用,还需通过体内实验进行验证,并在此基础上,研究不同分子量的莲子抗性淀粉的益生元功能。因此,本文以压热法制备的莲子抗性淀粉饲喂小鼠,通过研究小鼠肠道内短链脂肪酸含量以及粪便中双歧杆菌等有益微生物的生长情况,印证前期体外实验结论；并进一步对莲子抗性淀粉进行不同分子量组分分级分离,通过体外益生菌增殖实验选取益生元作用最优的莲子抗性淀粉组分。研究结果表明：(1)莲子抗性淀粉对小鼠肠道菌群及代谢影响的研究以高直链玉米淀粉HAMS为阳性对照组,研究莲子抗性淀粉对小鼠肠道菌群及代谢影响。结果显示：莲子抗性淀粉对小鼠的生长、发育无不良影响；其中,中剂量和高剂量组抗性淀粉能够控制小鼠饮食、减少体重增加、降低饲料效率,提高矿物质Ca、Mg、Fe的表观吸收率。莲子抗性淀粉的摄入可显著影响小鼠的肠道菌群结构,降低小鼠肠道菌群的多样性；降低具有致病能力的菌群Porphyromonadaceae、 Helicobacter、Rikenellaceae、Clostridium数量,增加产短链脂肪酸的菌群Butyrivibrio、 Stomatobaculum数量。通过收集不同喂养时期的小鼠粪便,发现中剂量及高剂量莲子抗性淀粉使得小鼠肠道中乙酸、丙酸、丁酸、异丁酸以及乳酸含量都有不同程度的提高,且高于空白组(NC)以及阳性对照组(HAMS)。小鼠粪便中乳杆菌和双歧杆菌数量分析结果显示莲子抗性淀粉能促进乳杆菌和双歧杆菌增殖,且优于高直链玉米淀粉组。实验进一步印证了课题组前期结论,说明：莲子抗性淀粉能够促进肠道益生菌的增殖,提高益生菌产短链脂肪酸的能力,尤其是产丁酸含量的提高,从而促进机体健康。(2)莲子抗性淀粉分级分离及分子量分布的研究莲子抗性淀粉分级分离研究表明,在淀粉乳浓度3%、压热温度110℃、压热时间15min、经回生后所得莲子抗性淀粉悬浮液(GP-LRS3),用体积浓度20%、30%的乙醇分级分离,制备得到2种抗性淀粉组分,即GP-LRS3-1和GP-LRS3-2。分子量特征参数显示：GP-LRS3-1组分、GP-LRS3-2组分Mw分别为8.49×104g/mol、2.23×104g/mol,Mw/Mn分别为2.28、1.56；GP-LRS3-1组分分子量集中在2.0×104-4.0×104 g/mol范围内的比率超过50%,GP-LRS3-2组分分子量集中在1.0×104-2.0×104 g/mol范围内,比率高达73.10%；GP-LRS3-1组分、GP-LRS3-2组分在DMSO溶液中均为高支化度的球形构象。场发射投射电子显微镜观察到,GP-LRS3-1组分以及GP-LRS3-2组分淀粉颗粒呈无规则块状结构,颗粒表面凹凸不平,有大小不一的沟壑生成。(3)莲子抗性淀粉及其组分对双歧杆菌益生作用和发酵前后微观结构变化的研究动物实验表明莲子抗性淀粉对双歧杆菌及乳杆菌有较好的增殖效果,因此,进一步进行莲子抗性淀粉各分级组分体外促进益生菌增殖实验。以葡萄糖GLU、高直链玉米淀粉HAMS为对照组,研究莲子抗性淀粉及两个组分对6种双歧杆菌的体外增殖作用。结果显示：三种莲子抗性淀粉对婴儿双歧杆菌、两歧双歧杆菌、动物双歧杆菌、短双歧杆菌、长双歧杆菌、青春双歧杆菌的生长均有促进作用,其中GP-LRS3、GP-LRS3-1组分效果更佳；莲子抗性淀粉能促进这6种双歧杆菌产生大量的乙酸、丁酸,改善肠道环境；GP-LRS3对6种双歧杆菌的低pH耐受性、耐胆酸盐的效果最好。场发射投射电子显微镜观察到,GP-LRS3-1组分以及GP-LRS3-2组分被双歧杆菌发酵后,颗粒表面结构变化较大,粗糙程度增加,出现片状结构。(4)莲子抗性淀粉及其组分对乳杆菌益生作用和发酵前后微观结构变化的研究以葡萄糖GLU、高直链玉米淀粉HAMS为对照组,研究莲子抗性淀粉及两个组分对2种乳杆菌的体外增殖作用。结果显示：GP-LRS3对嗜酸乳杆菌、德氏乳杆菌的生长有显著促进作用,增殖效果高于葡萄糖组及高直链玉米淀粉组；GP-LRS3、GP-LRS3-1组分、GP-LRS3-2组分能促进这2种乳杆菌产生大量的乳酸、乙酸,降低肠道pH；在pH1.5环境下,GP-LRS3、GP-LRS3-1组分、GP-LRS3-2组分、HAMS培养基中嗜酸乳杆菌存活率较好,而德氏乳杆菌仅在GP-LRS3培养基中有菌存活；GP-LRS3对2种乳杆菌的耐胆酸盐的效果最好。经乳杆菌发酵后GP-LRS3-1组分以及GP-LRS3-2组分表面结构与双歧杆菌发酵后的抗性淀粉相似,也出现片状结构。