[發明專利]一種用于分析與發掘消化道益生菌產生的功能性代謝物的方法

在審

• 申請號: 202010776581.3
• 申請日: 2020-08-05
• 公開（公告）號: CN111896655A
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發明（設計）人: 戴兆來;李溱;劉沫言;宋慶慶;伍師哲;武振龍
• 申請（專利權）人: 中國農業大學
• 主分類號: G01N30/02
• 分類號: G01N30/02;G01N30/06;G01N30/36;G01N30/72;G01N30/86;G01N30/88;G01N33/68;G01N15/14
• 代理公司: 北京迎碩知識產權代理事務所(普通合伙) 11512
• 代理人: 錢揚保;李正榮

本發明公開一種用于分析與發掘消化道益生菌產生的功能代謝物的方法，所述方法聯合運用完全合成培養基的體外培養方法與比較代謝組學方法進行研究與分析，所述方法包括如下步驟：(1)復蘇益生菌，富集培養益生菌，并傳代培養于完全合成培養基；(2)取益生菌菌液，將菌液重懸于完全合成培養基，作為接種物備用；(3)將步驟(2)接種物接種于添加膽鹽溶液的完全合成培養基，培養，采集樣品；(4)提取益生菌發酵液中的代謝物；(5)利用比較代謝組學方法分析步驟(4)的代謝物。本發明的方法適用于人、畜禽以及伴侶動物消化道益生菌的功能比較研究。可為深入研究消化道益生菌的功能、發掘新型益生化合物、開發新型日糧功能性添加物、調節腸道功能與健康提供基礎。

技術領域

本發明涉及營養學消化道微生物代謝物評價技術領域，尤其涉及一種用于分析與發掘消化道益生菌產生的功能代謝物的方法。

背景技術

近年來，代謝組學在營養研究領域已有諸多應用。He Q等通過檢測肥胖豬和瘦肉型豬血清中代謝物的差異表明，肥胖豬血清中高密度脂蛋白、極低密度脂蛋白、飽和脂類、不飽和脂類、糖蛋白、肌醇、丙酮酸、蘇氨酸、酪氨酸和肌酸相對豐度均高于瘦肉型豬；但血糖、尿素水平較低，并且肥胖豬血清中的腸道微生物群相關代謝物濃度(三甲胺-N-氧化物和膽堿)也發生變化。肖英平等通過代謝組學分析日糧中補充谷氨酰胺對斷奶仔豬血漿代謝物譜的影響發現，谷氨酰胺可引起與精氨酸和脯氨酸代謝、碳水化合物代謝和脂肪酸代謝通路相關物質的改變。何慶華等運用代謝組學技術研究精氨酸對育肥豬的影響，發現血清中脂質、檸檬酸、膽堿等物質水平降低；而甜菜堿、甲胺、丙酮酸、琥珀酸和酮體的相對豐度增加，這表明精氨酸參與調節育肥豬體內能量代謝過程。賀邵君等通過氣相色譜-質譜聯用技術研究急性熱應激狀態下肉雞血清物質的代謝變化表明，應激狀態下機體內三羧酸循環和脂肪酸生物合成等代謝通路受到顯著影響。程英顯通過代謝組學技術研究日糧中添加解淀粉芽孢桿菌可引起肉雞血清中50余種代謝物的變化，并影響機體蛋白質和氨基酸代謝過程。

益生菌在人和動物生產中使用多年，但是作用效果不一致，其中的重要原因之一就是對特定益生菌的作用方式與機制的研究不徹底，導致實際使用中的方式和階段不合理，從而作用效果不明顯。以上問題對于生產中使用腸道來源的益生菌尤其突出。一方面，源自腸道的益生菌(如，乳酸桿菌、雙歧桿菌)由于不耐加工和日糧配制過程中的高溫高濕以及有氧環境，導致到達腸道特定部位的有效活菌數達不到預期的數量；或加工過程中導致益生菌生理的改變，不能在腸道中產生有益代謝物，起到調節腸道內環境以及維持腸道發育和正常功能的作用。

此外，已有研究顯示，微生物可通過參與腸道中營養物質的代謝，并通過產生有益的代謝產物發揮益生作用。如，乳酸菌可產生細菌素抑制腸道致病菌的生長，埃氏巨球菌可利用乳酸菌產生的乳酸生成丁酸調控腸細胞的生長。然而，目前有關乳酸桿菌和埃氏巨球菌對營養物質的代謝以及產生的代謝物的差異鮮有報道。

因此本研究通過優化體外培養方法并使用復合膽鹽處理為研究策略，用于培養消化道來源的益生菌，并結合比較代謝組學技術和方法，比較了受膽鹽調節的消化道優勢乳酸桿菌和埃氏巨球菌產生的代謝物的異同，初步探明所研究益生菌的代謝物和代謝通路的異同，為生產中開發新型功能性日糧添加物提供基礎。

發明內容

本發明公開一種用于分析與發掘消化道益生菌產生的功能代謝物的方法，所述方法聯合運用完全合成培養基的體外培養方法與比較代謝組學方法進行研究和分析，具體地，所述方法包括如下步驟：

(1)復蘇益生菌，富集培養益生菌，并傳代培養于完全合成培養基；

(2)取益生菌菌液，將菌液重懸于完全合成培養基，作為接種物備用；

(3)將步驟(2)接種物接種于添加膽鹽溶液的完全合成培養基，培養，采集樣品；

(4)提取益生菌發酵液中的代謝物；

(5)利用比較代謝組學方法分析步驟(4)的代謝物。