本文是一篇药学论文,本课题通过影响因素试验和急性毒性试验,对人参SDF全营养配方食品的稳定性和安全性做出评价,外观形态呈现出了不同程度的变化,色泽:高温>高湿>光照,结块:高湿>高温>光照;水分:高湿>高温>光照;蛋白质和脂肪的含量无明显变化;高温>光照>高湿,但均在标准线以上。
第一章三种全营养配方食品的制备及对营养摄入不足大鼠的改善作用
1.1 营养不良的研究进展
1.1.1营养不良概述
WHO将营养不良定义为能量,营养素不足或者过剩不均衡的情况。营养不足,表现为体重减轻,发育迟缓;微量元素不足或过剩;营养过剩或不均衡,主要表现为超重,肥胖。2015年欧洲肠内肠外营养学会(ESPEN)对营养不良重新定义,将微量元素异常和营养素过剩不再作为营养不良的范围中,对于超过65岁以上的人群主要区分虚弱和营养不良的区别,防止误诊及营养过剩。
营养不良是一个宽泛的词语,主要发生在发达国家中的营养过剩、发展中国家的营养摄入不足及住院患者术后导致的营养素流失。在急诊和外科术后,营养不良是作为一种普遍的衰弱性疾病,有国际研究显示,报告率约为40%[1],其后果主要有并发症增加、住院时间延长[2]、医疗费用增加、死亡率上升等[3]。营养不良多发生在:①营养摄入不足:偏食、消瘦和身体年龄增加导致的营养摄入不足,②营养素吸收不足:年龄增长导致的一系列胃肠功能变化,如影响营养素吸收和利用的肠粘膜病变和胃肠动力障碍;肾功能衰竭患者引起的维生素D吸收减少,从而导致钙吸收障碍,骨折,骨质疏松的风险增加[4];胰腺外分泌功能不全(Exocrine pancreatic insufficiency,EPI)导致大量营养素出现吸收障碍,尤其是脂肪乳化发生障碍[5]。③营养素消耗增加:恶性肿瘤晚期的一个不良预后因素是脂肪丢失,有研究表明肿瘤会改变脂肪大小,减少储存脂肪的能力[6];长期发热、消耗性疾病、外伤或烧伤之后会造成营养素的消耗增加。④营养素需求增加:特殊时期(妊娠期、哺乳期和婴儿时期)会对营养素的需求增加,有青少年的生长发育时期对蛋白质、脂肪的需求增加,妊娠时期对叶酸的需求增加等。营养不良会造成青少年的发育不全,免疫力低下,代谢异常,患病风险增加。
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1.2特医食品的研究进展
1.2.1特医食品概述
特殊医学用途配方食品(Food for Special Medical Purpose,FSMP,简称特医食品)是为了满足进食受限、消化吸收障碍、代谢紊乱或者特定疾病状态人群对营养素或者膳食的特殊需要,专门加工配制而成的配方食品[19],《特殊医学用途配方食品通则》(简称特医食品通则)中将特医食品分为三类,全营养配方食品和特定全营养配方食品和非全营养配方食品,其中全营养配方食品和特定全营养配方食品可以作为单一营养来源满足目标人群在特殊状态下的营养需求,特定全营养配方食品包含13种特定疾病状态下的全营养配方食品,非全营养配方食品可满足目标人群的部分营养需求。据报道,全球市场在2014-2020年期间,特医食品的市场规模从583亿元上升到814.8亿元,近两年的增长速度略有下降,保持在5%左右;欧洲和美国的年消费量约为400-500亿元;日本和韩国达到150-220亿元;2016-2020年,中国的市场规模增加到77.2亿元,而中国处于特医食品的早期阶段,只占全球市场份额的9%。特医食品主要涉及两类人,一类是有特殊营养需求的人群:婴儿、孕妇和营养摄入不足的人群等,另一类是在疾病状态下需要补充营养的人:糖尿病、肾病、癌症患者等。
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第二章 三种全营养配方食品对营养摄入不足大鼠的肠道菌群以及短链脂肪酸影响
2.1 材料与方法
2.1.1材料
2.1.1.1材料与试剂
基础配方、低聚果糖配方、人参SDF配方,试验室自制;偏磷酸,分析纯,国药集团化学试剂有限公司;乙基丁酸,分析纯,国药集团化学试剂有限公司;乙酸(Acetic acid纯度99.9%,CAS NO.64-19-7)、丙酸(Propionic acid,纯度99.9%,CAS NO.79-09-4)、丁酸(Butyric acid,纯度99.9%,CAS NO.107-92-6)、异丁酸(Isobutyric acid,纯度99.8%,CAS NO.79-31-2)、戊酸(Valeric acid,纯度99.1%,CAS NO.109-52-4)、异戊酸(Isovaleric acid,纯度99.8%,CAS NO.503-74-2)、己酸(Hexanoic acid,纯度99.9%,CAS NO.142-62-1)上海吉至生化科技有限公司
2.1.1.2仪器与设备
Agilent7890A气相色谱仪,安捷伦公司;Heraeus Megafuge8R型超高速冷冻离心机,赛默飞世尔科技有限公司;WP-UP-WF-40 微量分析型超纯水机,四川沃特尔水处理设备有限公司
2.1.2方法
2.1.2.1试验动物给药以及分组
同1.1.6项下方法一致
2.1.2.2样品的收集
最后一次给药后,所有大鼠禁食12 h,无菌收集两份大鼠粪便(一次用于测定菌群代谢产物的含量,一份用16S rRNA测序),于-80℃保存。
2.1.2.3肠道微生物的测定
约0.25 g的粪便储存在干冰上,并送到上海派森诺生物科技有限公司进行肠道微生物16S rRNA测试。样本中微生物DNA的提取使用粪便DNA提取试剂盒,通过超微量分光光度计对DNA进行定量,并通过1.2%琼脂糖凝胶电泳确定DNA提取的质量。选择16s RNAV3~V4区域设计聚合酶链反应扩增引物(前引物:5′-ACTCCTACGGGAGGCAGCA-3′,后引物:5′-CGGACTACHVGGGTWTCTAAT-3′)。采用Illumina NovaSeq平台进行配对端测序,利用DADA2方法对得到的序列进行去噪、合并和非嵌合处理,共测得45个样品获得了3965141条引物,经过DADA2去噪分析,得到了3583626条序列。序列长度分布在171 bp-439 bp之间,平均长度范围为416 bp。测序数据根据97%的相似性阈值将序列划分为不同的OUT序列,在此基础上进行α多样性分析和物种组成分析。
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2.2 结
2.2.1三种全营养配方食品对营养摄入不足大鼠的肠道微生态的影响
2.2.1.1不同肠道微生物OTU数及多样性分析
(1)肠道菌群的OTU数及α多样性分析
采用Illumina NovaSeq平台研究了三种全营养配方食品对营养摄入不足大鼠的肠道菌群结构的影响。对获得的序列进行划定和分类,得到OTU矩阵,根据各样本之间OTU的不同以及运用R软件来进行计算各样本之间共有的OTU数。根据每个样品共有的和独有的OTU数创建了花瓣图(图2.1)。从图中可以看出K、Y、M、F1D、F1G、F2D、F2G、F3D和F3G组的OTU数分别为3980、2757、2974、1276、1818、1659、2978、1924、2512个OTU,9组所共有的OTU数为272个,这表明K组、M组与各配方食品组之间菌群差异较大。
本研究用45只(9组,每组5只)大鼠粪便样本进行高通量测序,分析各组大鼠肠道菌群的α多样性。chao1指数用于反映肠道菌群中的丰富程度,指数越高表明肠道菌群的丰富度越高;Simpson指数用来反映肠道菌群的多样性,指数越高表明肠道菌群的多样性越高,Simpson指数对于群落中的优势OTU更为敏感;Pielou evenness指数用来反映群落的均匀度,指数越高表明肠道菌群的均匀度越高。与K组相比,M组细菌群落的Chao1丰富度指数(图2.2a),Simpson指数(图2.2b),Pielou evenness指数(图2.2c)均下降,可能与模型组的营养摄入不足有关,与模型组相比,各营养配方组的丰富度、多样性、均匀度均发生变化,但无显著性差异(P > 0.05)。全营养配方组中F2G、F3D和F3G组的chao1指数和Pielou evenness指数更接近于K组。从菌群的丰富度、多样性和均匀度几个方面来看F2G组最接近K组,对恢复肠道菌群平衡效果最好。
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第三章 人参SDF全营养配方食品的稳定性、安全性及产品评价 ............................ 27
3.1 材料和方法 ....................... 27
3.2结果 ............................................... 29
3.3讨论 .............................. 32
3.4小结 .......................................... 33
结论 ........................... 34
第三章 人参SDF全营养配方食品的稳定性、安全性及产品评价
3.1 材料和方法
3.1.1 材料
人参SDF全营养配方食品 实验室自制;无水乙醚,国药集团化学试剂有限公司;石油醚,天津市富宇精细化工有限公司;维生素E标准品(α-生育酚,纯度99%)上海源叶生物科技有限公司;偏磷酸,国药集团化学试剂有限公司;甲醇,ASC;硫酸铜,硫酸钾 上海吉至生化科技;氢氧化钾,盐酸,乙醇,无水乙醚,甲醇,北京化工厂
3.1.2 试验仪器
RXZ型智能人工气候箱,宁波江南仪器厂制造;EX125D2H电子天平,奥豪斯仪器(常州)有限公司;高效液相色谱仪(GN-FX-YQ-044),赛默飞;GZX-9140 MBE数显鼓风干燥箱,上海博讯实业有限公司医疗设备厂;K9840凯氏定氮仪,济南海能仪器股份有限公司;SZF-06A粗脂肪测定仪,上海新嘉电子有限公司;DZF-6051真空干燥箱,上海一恒技术有限公司;JFM38马弗炉,JISHICO
3.1.3 试验动物
20只SPF级健康成年小鼠,雌雄各半,体重22-28 g,购于辽宁长生生物技术股份有限公司。
药学论文参考
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结论
本课题主要根据《特医食品通则》和《中国居民膳食营养素参考摄入量》制备了三种全营养配方食品(基础配方、低聚果糖配方和人参SDF配方),并从营养改善状况和调节肠道微生态方面评价了三种全营养配方食品,并进一步对人参SDF全营养配方食品开展了稳定性、安全性和产品评价。本论文可为日后全营养配方食品的研发提供理论依据和基础支持,主要研究结论如下:
1. 通过动物试验研究三种全营养配方食品的营养改善作用,每日给予正常组大鼠(蛋白质12.5%,脂肪4%,灰分3.89%,20 g/72.02 kcal/只),其余各组(蛋白质10%,脂肪3%,灰分3.11%,10 g/36.01 kcal/只)造模5周,以体重、血清白蛋白作为判断模型是否建立成功的指标。造模成功后给予三种全营养配方食品干预30 d。与正常组相比,模型组大鼠体重显著下降(P < 0.01);肝脏指数显著降低(P < 0.01)、胸腺指数和脾脏指数见明显降低但无统计学差异;红细胞总数、血红蛋白、白细胞总数、淋巴细胞总数和中性粒细胞总数降低但无统计学差异;血清总蛋白和白蛋白显著降低(P < 0.05,P < 0.01),前白蛋白降低无显著性差异;IgG和IgM含量显著降低(P < 0.001,P < 0.01)。与模型组相比,人参SDF配方组体重增长速率显著增加(P < 0.01);胸腺指数和肝脏指数显著增加(P < 0.05);TP、ALB和PA含量显著增加(P < 0.001);IgA、IgG和IgM的含量显著增加(P < 0.001)。结果表明,三种全营养配方食品有改善大鼠营养状况和调节免疫力的作用,效果依次为人参SDF配方组>基础配方组>低聚果糖组。
2. 营养摄入不足可导致肠道功能紊乱,本研究探讨了不同剂量的三种全营养配方食品对营养摄入不足大鼠肠道菌群的影响。发现在门水平上,与模型组相比,不同的全营养配方食品可增加拟杆菌门、降低厚壁菌门的相对丰度;科水平上,与模型组相比,F2D、F3G组可以通过增加乳酸杆菌科和S24-7的相对丰度,降低瘤胃菌科的相对丰度来调节肠道菌群;属水平上,与模型组相比,各营养配方组可以通过增加乳杆菌属、颤螺旋菌属、梭菌属和阿克曼氏菌的相对丰度,降低瘤胃球菌属的相对丰度来调节肠道菌群,以F3G组更趋近于正常组和阳性药组,效果最佳。气相色谱法测定大鼠粪便中短链脂肪酸的含量,结果表明,与模型组相比,F2G组、F3G组大鼠粪便中的总SCFAs含量显著升高(P < 0.05,P < 0.01),F2D、F2G、F3G组中乙酸的含量显著升高(P < 0.05,P < 0.01,P < 0.001),F1G、F2D、F2G、F3D和F3G组中丙酸的含量显著升高,F1D组异戊酸的含量显著增加(P < 0.05)。通过对三种全营养配方食品的营养改善评价和对肠道健康方面影响的研究,发现人参SDF配方组效果优于基础配方组和低聚果糖组。
参考文献(略)