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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 新型雙歧多糖的結(jié)構(gòu)與功能分析及多糖強(qiáng)化酸奶的開(kāi)發(fā)
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類：
- 生命科學(xué)
- 簡(jiǎn)介：
- 本作品在分離純化雙歧桿菌胞外多糖（exopolysaccharide, EPS）的基礎(chǔ)上，解析了該EPS的結(jié)構(gòu)特征，驗(yàn)證了其抗氧化、抗腫瘤功效，并將該雙歧桿菌EPS作為功能性基料添加到傳統(tǒng)酸奶中，開(kāi)發(fā)出了一種既能改善酸奶品質(zhì)，又具有多糖活性功能的強(qiáng)化型酸奶。作品不僅為雙歧桿菌EPS構(gòu)效關(guān)系的研究奠定了基礎(chǔ)，同時(shí)也為新型食品添加劑、益生元及保健產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用提供了新的資源與途徑。
- 詳細(xì)介紹：
- 本作品以分離自我國(guó)廣西巴馬百歲長(zhǎng)壽老人腸道的一株動(dòng)物雙歧桿菌為材料，對(duì)其代謝產(chǎn)生的胞外多糖（exopolysaccharide, EPS）進(jìn)行了分離純化；采用高效液相色譜、高效陰離子交換色譜、紅外光譜及氣-質(zhì)連用儀測(cè)定了該 EPS的分子量、單糖組成、官能團(tuán)及連接方式；通過(guò)體內(nèi)、體外實(shí)驗(yàn)考察了該EPS的抗腫瘤、抗氧化活性。并在此基礎(chǔ)上，將該雙歧桿菌EPS作為功能性基料添加到傳統(tǒng)酸奶中，開(kāi)發(fā)出了一種新型的強(qiáng)化酸奶。該EPS的添加，提高了酸奶的黏度、穩(wěn)定性和保水性，賦予了產(chǎn)品良好的口感、質(zhì)地和風(fēng)味，同時(shí)還起到了輔助的益生與保健作用。本作品不僅為雙歧桿菌EPS構(gòu)效關(guān)系的研究奠定了基礎(chǔ)，同時(shí)也為新型食品添加劑、益生元及保健產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用提供了新的資源與途徑。
作品圖片
作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 開(kāi)發(fā)具有多種益生功能的生物活性多糖，為新型食品添加劑、益生元的應(yīng)用提供新的資源與途徑。 從一株長(zhǎng)壽老人源雙歧桿菌的代謝產(chǎn)物中分離純化與制備雙歧多糖，分析測(cè)定該多糖的分子量、單糖組成、官能團(tuán)及連接方式等初級(jí)結(jié)構(gòu)，并通過(guò)體內(nèi)、體外試驗(yàn)對(duì)其抗氧化、抗腫瘤活性進(jìn)行評(píng)價(jià)。在此基礎(chǔ)上，將雙歧多糖作為功能性基料添加到傳統(tǒng)酸奶中，最終開(kāi)發(fā)一種既能改善酸奶品質(zhì)，又具有多糖活性功能的強(qiáng)化型酸奶。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- 在分離純化雙歧桿菌胞外多糖基礎(chǔ)上，分析該雙歧多糖的結(jié)構(gòu)特征，驗(yàn)證其抗氧化、抗腫瘤功效的思路與設(shè)計(jì)具有很強(qiáng)的科學(xué)性。 通過(guò)色譜技術(shù)純化雙歧多糖，采用高效液相色譜、高效陰離子交換色譜、紅外光譜及氣-質(zhì)連用儀測(cè)定該多糖的分子量、單糖組成等的手段具有明顯的先進(jìn)性。 作品獨(dú)到之處在于獲得的雙歧多糖不僅是一種新型的具有多種功能的雜多糖，用其開(kāi)發(fā)的雙歧多糖強(qiáng)化酸奶還改善了產(chǎn)品的品質(zhì)。
應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義
- 作品中的活性雙歧多糖由來(lái)源于我國(guó)廣西巴馬百歲長(zhǎng)壽老人腸道的一株雙歧桿菌產(chǎn)生，研究潛力大，應(yīng)用前景廣。該多糖作為功能性食品基料添加到食品中可改善食品的黏度、穩(wěn)定性和保水性，賦予產(chǎn)品良好的口感、質(zhì)地和風(fēng)味，同時(shí)還可起到輔助的益生與保健作用，具有開(kāi)發(fā)生產(chǎn)高效低成本天然食品添加劑、益生元及保健產(chǎn)品的現(xiàn)實(shí)意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 本試驗(yàn)以分離自廣西巴馬長(zhǎng)壽老人腸道的動(dòng)物雙歧桿菌RH為材料，對(duì)其產(chǎn)生的胞外多糖（exopolysaccharide, EPS）進(jìn)行分離純化和結(jié)構(gòu)分析，考察該EPS抗腫瘤及體外抗氧化活性，并作為功能性因子和組織改善劑應(yīng)用于酸奶中開(kāi)發(fā)活性EPS強(qiáng)化酸奶。主要研究結(jié)果如下： 通過(guò)離心、醇沉、除蛋白、透析和DEAE-Sheparose FF陰離子層析純化得到了EPSa。經(jīng)HPLC、FT-IR、HPAEC、甲基化及GC-MS分析，EPSa是一個(gè)重復(fù)單位中含7種單糖連接方式的新型雜多糖，其分子量為2.31×104 Da。 抗腫瘤實(shí)驗(yàn)表明，EPSa不僅對(duì)Hela細(xì)胞具有較強(qiáng)體外殺傷作用，且在預(yù)防和同時(shí)給藥時(shí)對(duì)荷瘤小鼠腫瘤的生長(zhǎng)具有顯著抑制作用。 采用ESR技術(shù)檢測(cè)了EPSa體外清除自由基的能力，發(fā)現(xiàn)EPSa具有較強(qiáng)的羥自由基、超氧陰離子和DPPH清除能力，表明該EPS具有一定的抗氧化功能。 將該EPS作為功能性食品添加劑加入牛乳中，采用常規(guī)發(fā)酵劑菌株制備活性EPS強(qiáng)化酸奶。結(jié)果表明，與普通酸奶相比，EPS的添加可縮短發(fā)酵周期，提高粘度，并改善酸乳的流變學(xué)特性。
獲獎(jiǎng)情況
- 1．尚楠,旭日花. 雙歧桿菌胞外多糖的結(jié)構(gòu)分析及對(duì)腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)的影響. 食品科學(xué),2011,已錄用 2．尚楠,劉麗莎,旭日花. 雙歧桿菌RH 菌株不同處理物修復(fù)腸道菌群平衡失調(diào)的研究. 食品科學(xué),2010,31(23):300-304 3. Qian Shen, Nan Shang, Pinglan Li. In vitro and in vivo antioxidant activity of Bifidobacterium animalis 01 from centenarians. Current Microbiology. 2011,62:1097-1103 4. Rihua Xu, Nan Shang, Pinglan Li. In vitro and in vivo antioxidant activity of exopolysaccharide fractions from Bifidobacterium animalis RH. Anaerobe,2011,revising 5．2009, 2010年分別獲得中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院本科生科技創(chuàng)新比賽“三等獎(jiǎng)”和“一等獎(jiǎng)”。
鑒定結(jié)果
- 無(wú)
參考文獻(xiàn)
- 1．胞外多糖的分離純化 Ruas-Madiedo P, Hugenholtz J, Zoon P. An overview of the functionality of exopolysaccharides produced by lactic acid bacteria. Internatinal Dairy Journal, 2002, 12: 163-171 2．胞外多糖的結(jié)構(gòu)分析 Ai L, Zhang H, Guo B, et al. Preparation, partial characterization and bioactivity of exopolysaccharides from Lactobacillus casei LC2W. Carbohydrate Polymers, 2008, 74: 353-357 3．S180移植瘤模型 Peng Y, Zhang L, Zeng F, et al. Structure and antitumor activity of extracellular polysaccharides from mycelium. Carbohydrate Polymers,2003,54:297–303 4．ESR技術(shù)檢測(cè)自由基 Shen Q, Zhang BW, Xu RH, et al. Antioxidant activity in vitro of the selenium-contained protein from the Se-enriched Bifidobacterium animalis 01. Anaerobe, 2010, 16(4):380-386.
同類課題研究水平概述
- 蛋白質(zhì)、核酸和多糖是生命科學(xué)的三大領(lǐng)域。多糖因其多變的結(jié)構(gòu)特征已成為一類最具魅力的信息載體，顯示出了多種生理功能和物化特性，成為了近年來(lái)研究的熱點(diǎn)。 多糖是由單糖連接而成的多聚物，是自然界中含量最豐富的生物聚合物，廣泛存在于植物、動(dòng)物和微生物中。與植物和動(dòng)物相比，利用微生物制備活性多糖具有產(chǎn)量高、生產(chǎn)周期短、不受季節(jié)限制等優(yōu)點(diǎn)，尤其自1943年從細(xì)菌中獲得莢膜多糖并在醫(yī)藥上制成疫苗以來(lái)，微生物多糖的研究與開(kāi)發(fā)已成為熱門領(lǐng)域。 雙歧桿菌是人體腸道內(nèi)的正常菌群，具有公認(rèn)的安全性，可發(fā)揮多種生理功能。它作為益生乳酸菌的一員，已在生物、食品、醫(yī)藥、生化等方面得到了深入研究和廣泛應(yīng)用，但很少有關(guān)于其產(chǎn)生的活性胞外多糖的相關(guān)研究報(bào)道。近年來(lái)，隨著人們保健意識(shí)的增強(qiáng)，乳酸菌，尤其是雙歧桿菌活性胞外多糖結(jié)構(gòu)與功能研究引起了廣泛的關(guān)注，其相關(guān)產(chǎn)品的研究、開(kāi)發(fā)與應(yīng)用也已顯示出了很好的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力和廣闊的應(yīng)用前景。 國(guó)外關(guān)于乳酸菌胞外多糖的研究起步較早，涉及到了合成條件優(yōu)化、理化性質(zhì)與生理功能研究、初級(jí)結(jié)構(gòu)解析等方面。近年來(lái)，隨著分子生物學(xué)及一些邊緣學(xué)科的發(fā)展，其研究?jī)?nèi)容還包括通過(guò)代謝和基因調(diào)控來(lái)提高多糖的產(chǎn)量及構(gòu)建高產(chǎn)工程菌等方面。國(guó)內(nèi)對(duì)乳酸菌胞外多糖的研究起步較晚，目前正處于發(fā)展階段，主要涉及高產(chǎn)胞外多糖乳酸菌的篩選、合成條件的優(yōu)化及生理功能研究等方面。但相對(duì)于乳桿菌、乳球菌和鏈球菌產(chǎn)生的胞外多糖而言，國(guó)內(nèi)外關(guān)于雙歧桿菌胞外多糖的研究很少，僅有Andaloussi（1999年）報(bào)道，長(zhǎng)雙歧桿菌胞外多糖含有葡萄糖、半乳糖和糖醛酸，摩爾比為4：4：1；Robert（1995年）報(bào)道，長(zhǎng)雙歧桿菌BB-79所產(chǎn)胞外多糖含有葡萄糖、半乳糖和一個(gè)未知成分，摩爾比為1：1.5：0.6。由此可見(jiàn)，關(guān)于雙歧桿菌胞外多糖結(jié)構(gòu)的報(bào)道很不全面，還沒(méi)有明確的分子結(jié)構(gòu)，也沒(méi)有關(guān)于雙歧桿菌胞外多糖抗氧化、抗腫瘤功能及作為功能性食品因子和組織改善劑添加到食品中改善食品產(chǎn)品品質(zhì)等方面的相關(guān)研究報(bào)道。
