透明质酸的制备、功能特性及其调节肠道健康的研究进展

透明质酸(HA)是一种非硫酸化糖胺聚糖,2021年获批为新食品原料后,引起食品科研人员与产业界的广泛兴趣。近年来,越来越多的研究显示,HA的生物活性根据其分子质量的不同,发挥促炎或抗炎、促细胞增殖或抗增殖作用。为了高效、精准地提高HA在食品中的应用价值,有必要根据分子质量的差异性,全面归纳总结HA在食品相关领域的研究进展。本文概述HA的应用开发进展,重点分析不同分子质量HA的制备方法、细胞功能、消化吸收特性,从维持稳态、缓解炎症两个维度分析HA对肠道的调节作用,以期促进HA在营养与健康产业的精准开发及应用。

干制、储存条件及模拟消化对龙眼干中5-羟甲基糠醛含量的影响

为探究龙眼干在加工、储存过程中5-羟甲基糠醛(5-hydroxymethylfurfural,5-HMF)的生成规律及安全性,测定不同温度干制、储存过程中龙眼干5-HMF含量的变化,以及干制过程中还原糖、总酸、总游离氨基酸和褐变度的变化,并分析各种变化之间的相关性;然后通过体外模拟消化实验及肠道上皮细胞模型对其进行安全性分析。结果表明:随着干制温度的上升,5-HMF在干制温度大于85℃时显著升高(P<0.05),5-HMF含量与总酸含量和褐变度呈正相关,与总游离氨基酸及还原糖含量呈负相关;龙眼干在冷藏(4℃)、常温(25℃)、高温(37℃)储存条件下,5-HMF随储存时间延长先上升后下降,不同条件下的增长趋势不同,其中25℃条件下最快开始下降且总体含量较低;龙眼干中的5-HMF含量在口腔消化阶段短暂升高,在胃、肠消化阶段显著降低;龙眼干水提液能抑制5-HMF的吸收,且对于24 mmol/L 5-HMF的Caco-2细胞毒性有一定的抵消作用。结果说明,优化龙眼干的干制和储存条件能够降低5-HMF的含量;正常食用的情况下,人体消化道能降低龙眼干中5-HMF,提高其食用安全性。

鳗鱼皮胶原蛋白水解物对结肠炎的改善作用

溃疡性结肠炎(UC)是一种特发性肠道疾病,发病率不断上升,且治疗药物都存在不同程度的副作用。研究发现胶原蛋白肽可缓解UC症状,并且安全、健康。然而,目前研究主要局限于UC的预防作用,缺少对其治疗作用的研究。鳗鱼皮富含胶原蛋白,而鳗鱼头一般在加工中被丢弃,造成资源浪费,目前缺少对鳗鱼皮胶原蛋白水解物的研究。本研究尝试利用鳗鱼头中的鱼皮提取胶原蛋白并进行水解,希望得到对UC具有治疗作用的鳗鱼皮胶原蛋白水解物(CH),提高鳗鱼加工副产物的利用价值。研究发现鳗鱼皮所含胶原蛋白丰富,占鱼皮湿重的27.87%,纯度较高且主要为Ⅰ型胶原蛋白,可作为胶原蛋白的优质来源。对胶原蛋白进行酶解,得到具有抗氧化活性的CH,并给药UC模型小鼠,结果显示:与阳性对照和模型组相比,CH可以安全健康地降低UC模型小鼠的DAI评分至0,并改善结肠状态;结肠组织病理切片表明CH可以恢复黏膜上皮完整性,减轻炎性细胞浸润;结肠组织氧化应激指标表明CH可以降低结肠组织MDA含量(0.75 nmol/mg pro)和MPO活性(0.11 U/g tissue),并通过提高GSH含量(22.92 umol/g pro)和SOD(693.61 U/g pro)、CAT(1.69 U/g pro)、GPx(141.29U/g pro)3种抗氧化酶活性来提高结肠组织抗氧化能力,降低氧化应激水平,从而治疗UC。

灌胃纳米超氧化物歧化酶脂质体对小鼠溃疡性结肠炎的改善作用

溃疡性结肠炎(ulcerative colitis,UC)是一种特发性结肠炎症,会引起腹泻、便血、腹痛等症状,其发病率不断上升。现有研究表明氧化应激是造成UC的重要原因之一,而超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)在缓解UC症状上有一定的效果。因此,本实验通过加热SOD使其自组装形成SOD纳米颗粒(记作ΔSOD),以提高SOD的生物利用度,通过理化指标分析发现ΔSOD纳米颗粒的活力、细胞跨膜能力以及自由基清除能力较天然SOD均显著提高;再采用逆向蒸发法制备ΔSOD脂质体(记作L-ΔSOD),并灌胃UC模型小鼠,结果显示,与阳性对照组和模型组相比,L-ΔSOD可以显著改善UC,降低小鼠疾病活动指数评分,恢复小鼠结肠组织状态,增加结肠长度,降低结肠密度和脾脏系数,恢复黏膜上皮完整性;同时L-ΔSOD可以降低结肠组织MDA含量,并通过减少细胞促炎因子质量浓度、提高谷胱甘肽过氧化物酶活力和紧密连接蛋白mRNA水平来改善UC。综上,L-ΔSOD对UC具有较好的改善作用,本实验可为SOD促进人体健康的实际应用提供参考。

粗粮速食米替代高脂饮食对2型糖尿病小鼠糖脂代谢的影响

粗粮速食米(instant rice with added coarse grain,IR/CG)是一种新型的粗粮制品,既具有自热米饭食用方便的特点,又具有粗粮谷物的营养价值,但其产生的健康影响并不明确,因此本研究通过高脂饮食(high fat diet,HFD)联合链脲佐菌素腹腔注射诱导小鼠产生糖尿病,探究IR/CG对2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus,T2DM)小鼠糖脂代谢的作用。通过IR/CG与高脂饲料不同比例混合制备小鼠饲料,低、中、高剂量(25%(质量分数,下同)、50%、75%IR/CG)饲料以及100%IR/CG饲料分别记作IR/CG-L、IR/CG-M、IR/CG-H及IR/CG,利用上述饲料喂养小鼠,并与基础饲料、高脂饲料喂养的小鼠(分别记作Control、Model组)进行生理、生化指标等的比较。在饮食干预期间测定小鼠体质量、空腹血糖浓度、摄食量及葡萄糖耐量;IR/CG饮食干预4周后,计算小鼠脏器系数,对小鼠肝脏、胰腺进行苏木精-伊红染色,测定小鼠空腹胰岛素水平、血糖血脂相关指标,并测定小鼠促炎细胞因子水平。结果显示,IR/CG的摄入能够不同程度改善T2DM小鼠高血糖血脂水平,其中IR/CG-H、IR/CG组改善效果较为显著。此外,IR/CG-H、IR/CG能够显著改善小鼠胰岛素抵抗现象,减少胰岛素分泌、降低胰高血糖素及糖基化血红蛋白水平,减轻小鼠炎症状态。通过对肝脏、胰腺的脏器指数及病理学切片分析发现,IR/CG干预能够有效减轻小鼠肝脂肪变性,部分恢复胰岛结构。上述结果表明IR/CG替代HFD对T2DM小鼠具有显著的调节血糖血脂作用,本研究能为粗粮自热米饭产品及粗粮功能性食品的开发提供理论依据。

酶解—膜分离耦合连续制备抗氧化性小分子透明质酸

目的:构建一种酶解—膜分离耦合的方法用来提高小分子透明质酸的生产效率。方法:利用酶生物反应罐与平板式聚醚砜超滤膜分离组件组成的连续式酶解—膜分离耦合反应体系。以膜通量、膜污染、透过液透明质酸质量浓度、产率为评价指标,系统地考察各因素对酶膜耦合体系内两种不同相对分子质量透明质酸分离效果的影响,并以产率为指标进一步通过正交试验优化酶膜耦合反应的工艺参数。结果:酶膜耦合反应体系制备小分子透明质酸的最优工艺参数为搅拌速度200 r/min、跨膜压力0.15 mPa、酶解时间4.0 h、加酶量5 g/100 g。该条件下可以快速制备并分离出两种不同相对分子质量(Mr)的小分子透明质酸,实现一步法同时制备Mr在1万~5万的低相对分子质量透明质酸(LMW-HA)和Mr<3 000的透明质酸寡糖(O-HA),且这两种不同相对分子质量透明质酸均具有清除DPPH自由基和羟自由基的能力。结论:酶解—膜分离耦合法可以连续同步生产具有不同相对分子质量和一定抗氧化性的LMW-HA和O-HA。

香辛料饮料研制及其对人体经络电压的作用

香辛料可以改善食品品质、色泽、风味和滋味,同时有多种保健功能,可用于散寒、除湿、疏通经络等。本研究目的为以性味甘、温的甘草、桂皮和生姜为原材料,研制一款可口且能作用于经络的天然香辛料饮料。饮料配方通过6~8人组成的感官小组进行感官评价来确定。对经络的作用通过观察受试者经络电压的变化来确定。结果表明,当甘草0 mg/mL、桂皮1.5 mg/mL、生姜0.5 mg/mL时,该香辛料组合饮料感官评价效果最佳。经络电压测量表明,7种香辛料组合(甘草、桂皮、生姜、甘草-桂皮、甘草-生姜、生姜-桂皮、甘草-生姜-桂皮)中生姜-桂皮组对人体经络电压作用最为突出,能够大幅度提高肝经、脾经和肾经的经络电压,显示对肝经、脾经和肾经具有特殊的作用。

重组SOD抗运动性疲劳和抗氧化的初步研究

目的:观察重组SOD对小鼠运动能力和肝、脑组织中抗氧化能力的影响。方法:采用负重力竭性游泳实验测定小鼠的运动能力,观察重组SOD的抗运动性疲劳作用。结果:与对照组比较,给予100U重组SOD的小鼠负重力蝎性游泳持续时间增加(P<0.01)。游泳前2 h给予100U重组SOD的小鼠游泳后血清中乳酸(LAC)和乳酸脱氢酶(LDH)水平非常显著提高(P<0.01),血清尿素氮(BUN)和葡萄糖(Glc)水平则显著提高(P<0.05);肝、脑组织中SOD活力非常显著提高(P<0.01)。结论:重组SOD能改善小鼠的运动能力和抗组织氧化的能力。

TAT蛋白转导结构域介导融合蛋白在小鼠活体的跨膜递送作用

目的探讨跨膜递送短肽——TAT蛋白转导结构域(简称TAT)介导的与其融合的活性蛋白在活体的跨膜递送作用。方法以融合蛋白GST-TAT-GFP,GST-GFP-TAT和GST-GFP为研究模型蛋白,不经过蛋白质的变性处理、直接通过向小鼠腹腔注射和皮肤涂抹这两种含TAT的融合蛋白及作为对照的融合蛋白GST-GFP,一定时间作用后取体内器官和皮肤做冷冻切片,荧光显微镜检测这些融合蛋白的跨膜递送情况;并对分别融合在C端或者N端的TAT介导GFP在活体动物体内和皮肤的跨膜递送作用进行对比。结果腹腔注射实验结果表明,TAT可以介导不经过蛋白质的变性处理的融合蛋白GST-TAT-GFP和GST-GFP-TAT跨膜递送进入到小鼠的心脏、肝、肾、脾和肺,甚至脑组织;其中GST-GFP-TAT跨膜递送效率比GST-TAT-GFP更高。结构模拟分析提示GST-GFP-TAT与GST-TAT-GFP中的TAT的暴露情况不同可能是造成两种蛋白跨膜递送活性差异的重要因素。皮肤实验的结果则表明TAT不仅介导融合蛋白GST-TAT-GFP和GST-GFP-TAT进入小鼠表皮,而且使其进入小鼠皮肤的真皮层。结论 TAT可以跨膜递送不经过变性处理的融合蛋白进入小鼠皮肤和体内,递送效率可能与TAT的暴露程度相关;这些结果为在蛋白质疗法方面应用TAT提供了进一步的理论依据。

现代分析方法在肠道菌群和发酵食品微生物分离、分析中的应用

肠道菌群是一个庞大的微生态系统,在维持人体健康方面,具有屏障、免疫、代谢等多种功能,人体多种疾病的发生均伴随有肠道菌群失调症。发酵食品是微生物发酵而制成的一种口味独特、营养价值高的食品,是食品产业的重要支撑。为了充分认识肠道菌群与人体健康关系以及保证发酵产品质量稳定,寻找有效的微生物分离、分析方法尤为重要。本文在简单论述流式细胞技术、PCR-DGGE技术、实时荧光定量PCR技术和焦磷酸测序技术等微生物分离分析方法的基础上,介绍了高效液相色谱技术在该研究领域的应用及其潜力,以期为肠道菌群和发酵食品微生物的分离、分析提供新的思路。

测定鸡蛋胆固醇的高效液相色谱新方法

报道了测定鸡蛋蛋黄胆固醇含量的一种改进方法。蛋黄以水稀释后直接以乙醚和石油醚萃取，采用ＺｏｒｂａｘＯＤＳ反相色谱柱（０．４６ｃｍ×１５ｃｍ，５～６μｍ），以乙腈－异丙醇（４∶１，Ｖ／Ｖ）为流动相，流速０．６ｍＬ／ｍｉｎ，检测波长２０８ｎｍ。在此色谱条件下，胆固醇含量与色谱峰高呈良好的线性关系，线性范围在０．０５～０．４０ｇ／Ｌ（ｒ＝０．９９９３）之间，最小检测量为０．０２ｇ／Ｌ。用于蛋黄胆固醇分析，样品无须皂化便可直接定量，简便、快速、重现性好。

毛细管电泳法研究板蓝根水提物抗流感病毒的作用机制

目的:探讨板蓝根水提物抑制H1N1型流感病毒细胞结合活力的机制。方法:显微镜检判定板蓝根不同处理方式下的红细胞经流感病毒侵染后的形态学差异,通过毛细管电泳结合显微镜镜检、血凝滴度指标进一步阐述板蓝根抗流感病毒的生化机制。结果:经过板蓝根保护过的细胞,能阻止病毒对细胞的吸附,推测其可能是通过与细胞膜的作用来保护细胞。结论:板蓝根通过结合到细胞膜上而起到保护细胞的作用,有效抑制了流感病毒对细胞的结合,从而达到抗病毒的目的。

鹿茸粗提液对大鼠成骨肉瘤细胞增殖的调节作用

目的 :观察鹿茸粗提液 (PAE)对大鼠成骨肉瘤细胞系UMR 10 6增殖的影响 ,从而为研究鹿茸强筋健骨的分子机理以及筛选鹿茸防治骨质疏松的生物活性成分提供实验依据。方法 :通过SephacrylS 2 0 0HR凝胶过滤色谱对PAE进行初级分离 ,用MTT法检测不同分离组分对UMR 10 6细胞增殖的影响。结果 :发现SephacrylS 2 0 0HR凝胶过滤色谱第 2峰P2次组分 ,当其蛋白质浓度高于 0 .972mg·L - 1并低于 97.2mg·L - 1时 ,对UMR 10 6细胞增殖活性的影响表现为抑制 ;若浓度达到 97.2mg·L- 1后则会促进细胞的增殖 ,且增殖效应随蛋白质浓度的增加而明显上升。当样品蛋白质浓度达到 9.72g·L- 1时 ,相应的细胞增殖率为 477.92 % ,接近PAE的增殖水平 (499.62 % )。经SDS PAGE电泳分析第 2峰分子量集中于 59kDa左右。此外 ,发现第 3、第 4和第 5峰对UMR 10 6细胞增殖有显著的抑制作用。结论 :鹿茸蛋白中含有多种双向调控UMR 10 6细胞增殖的生物活性因子 ,既有剂量双向效应 ,也有与分子量相关的不同调控蛋白 。

采用高效离子交换色谱分离分析动物肠道菌群方法初探

报道了利用高效离子交换色谱直接分离动物粪便肠道菌群的有关研究结果.人与兔的粪便样品稀释后经离心分离岀细菌,通过DEAE弱阴离子交换色谱(30cm×2cmi.d)进一步除去杂物,将所得细菌的完整细胞样品直接上样高效液相阴离子交换色谱进行分离.色谱柱采用TSKgelSuperQ-TOYOPEARL650C强阴离子交换树脂,平衡缓冲液为0.02mol/L的哌嗪-HCl缓冲液(pH8.0),吸附于色谱柱上的细菌完整细胞用0～1mol/LNaCl线性梯度进行洗脱,洗岀液由260nm紫外吸收与光散射强度检测器检测.人与兔粪便细菌样品分别获得8个与5个组分,经镜检与培养实验确认为细菌,并且光散射仪洗脱峰峰面积同细菌计数结果具有线性相关性.实验表明,高效离子交换色谱能够应用于肠道菌群这样的复杂细菌体系的分离分析.

对数期金黄色葡萄球菌的离子交换色谱行为及其表征

建立了高效离子交换色谱和激光光散射仪联用的分离 检测系统研究对数期金黄色葡萄球菌(Staphylococcusaureus)的方法。实验采用TSKgelSuperQ TOYOPEARL650C色谱柱,以20mmol/L的哌嗪 盐酸缓冲液(pH6 0)为流动相,倍增系数为21的光散射系统检测,发现对数期的S.aureus表现出两个有规律变化的色谱峰。透射电镜观察显示前峰的S.aureus为圆形,后峰为椭圆形且有一条明显的横隔壁。采用3 (4,5) 双甲基 2 噻唑 (2,5) 苯基溴化四氮唑盐(MTT)试剂测定这两个色谱峰,发现后峰的增殖能力比前峰高65 3%。实验结果表明,前峰为停止分裂的金黄色葡萄球菌、后峰为处于裂殖状态的金黄色葡萄球菌。该方法可作为研究微生物的一种快速而精确的新型分析方法。

应用高效离子交换色谱分析青枯菌的致病力分化

应用高效离子交换色谱和激光光散射仪检测器对不同致病力的青枯菌进行分析,建立了一种快速检测青枯菌致病力分化的新方法.青枯菌纯培养物经过高效离子交换色谱分离得到3个致病力不同的特征峰,大小依次为峰3组分>峰2组分>峰1组分.对10株青枯菌进行色谱分析,并结合番茄组培苗感染试验检测其致病力,结果发现,强致病力菌株经过色谱分离只在峰3的保留时间位置出现单一特征峰,在9d内即可引起100%的番茄组培苗发病;若菌株经过色谱分离形成3个特征峰,则峰3所占的面积比越大,该菌株的致病性相对就越强.25株不同致病力青枯菌的验证试验表明了该方法的可行性,番茄组培苗发病率x与峰3面积比y之间呈现出良好的线性关系,回归方程y=0.9581x+5.4984,相关系数r=0.986.通过对青枯菌色谱行为、致病力、细胞表面黏附的EPSⅠ含量三者之间相互关系的进一步研究,发现青枯菌的致病力越强,则细胞表面黏附的EPSⅠ越多,峰3所占的面积比就越大.

离子交换色谱法分离青枯菌及其色谱峰的鉴定

采用离子交换色谱法对世界上分布最广、危害最重且最难防治的植物致病菌青枯菌进行了色谱表征。在以0·02mol/L哌嗪-盐酸缓冲液(pH8·0)为流动相、梯度洗脱条件下,青枯菌在SuperQ-650C色谱柱(200mm×4·6mmi·d·)上被分离为3个不同的色谱峰。根据这3个组分的形态和生理生化性质,确定青枯菌原液和分离得到的3个组分都属于青枯菌的生化型Ⅲ型。通过2,3,4-三苯基氯化四氮唑(TTC)平板鉴定两个洗脱峰菌体的致病性及电镜观察二者的运动性,发现第一洗脱峰菌体的致病性弱于第二洗脱峰菌体而运动性强于后者。实验表明,通过离子交换色谱可以把常规微生物方法无法分离的青枯菌的不同状态区分出来。分离结果将为阐明青枯菌的多态性及传代培养过程中致病性逐渐减弱的内在机理,最终研制出特效的青枯菌抗菌剂具有重要意义。

TAT-PTD融合蛋白可能存在的跨膜递送作用机制

为探讨TATPTD融合蛋白的跨膜递送作用机制,采用DNA重组技术构建pGEXTATGFP表达质粒.在E.coliBL21表达GST-TAT-GFP,并用谷胱甘肽(glutathione)Sepharose4B亲和柱进行纯化.GST-TAT-GFP在不同条件下与细胞的作用结果表明,GST-TAT-GFP能有效进入HeLa、SMMC7721、L02和BEL7402细胞,GST-TAT-GFP在递送时对时间和浓度有依赖关系.同时,温度对GST-TAT-GFP跨膜作用具有明显的影响,GST-TAT-GFP的跨膜作用受代谢抑制剂的影响很小,肝素的存在能明显抑制GST-TAT-GFP跨膜进入细胞的能力,GST-TAT-GFP对细胞活性没有影响.这些结果说明,TATPTD可能是通过与细胞表面的硫酸乙酰肝素等受体相结合介导融合蛋白跨膜递送进入细胞的.

食品科学还必须研究什么?

起源于食品加工的现代食品科学和食品工业,提供了前所未有的丰富食物,是全人类的进步与发展不可或缺的基础。迄今,食品科学系统地研究和掌控了食品的保藏、营养及感官特性,但对食物与人体的作用尚乏独立了解,现有知识限于营养学和毒理学。食品工业彻底改变了食物的生产和消费方式,也改变了食物与人体的作用,而对后者研究的缺位,助长了公众对工业食品的安全与健康隐忧的疑惑。回顾历史、鉴析现状,我们试对未来"食物-人体作用"的研究提出3个方向:阐明食品组成分子的存在状态;破译人体对食物的反应信号;研究食品特性互补的利用方法。以全新的角度研究食品与人体的相互作用,是累积食品科学独有的方法与发现、充实学科提高地位的需要,也是回答并解决食品工业界面临的急迫问题的必须,将使食品学科能够以原创性发现构建出完整的食品的科学。

融合蛋白PTD-SOD对受紫外线照射豚鼠皮肤损伤的保护作用

采用0.26×10-4W/cm2的紫外线(UVB)照射豚鼠背部皮肤,于照射后给予不同的融合蛋白(PTD-SOD1和PTD-SOD2)霜剂和野生型SOD霜剂涂抹受照部位皮肤,利用数码相机拍摄豚鼠背部皮肤颜色的变化情况,用Photoshop软件通过测量分析皮肤红斑度的变化来反映辐射损伤的程度,以探讨两种融合蛋白和野生型SOD对受照豚鼠的皮肤保护作用。结果表明,照射后立即给予PTD-SOD有较好的保护作用,其效果随给药剂量的增加而增加。PTD-SOD1蛋白对一次性UVB辐射损伤的保护作用最好,野生型SOD蛋白对一次性UVB辐射损伤也有保护作用,其效果与PTD-SOD2蛋白相当。