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自述:非法传销的反对者;拿牌直销的修正者;中西文化的调和者;养生保健的融通者;天下文章的拿来者;微言大义的思考者;自强不息的实践者;万柜联盟的探索者。
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- 【转载】 益生元功效的评估 ——《益生元的开发与应用》节选(7)
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西方营养学:纤维素/益生元
1.5.1 益生元功效的评估
为了研究益生元的结肠发酵,已经开发了各种模型体系。
筛选益生元,开始通常是着重于体外试验下的相对发酵性,是在静置培养器中分批培养下进行的。
最简单的形式是选用肠道菌纯培养物在亨氏管中,在充氮情况下来观察其功效。这种方法的优点是获得结果快而且特别有用,在某些情况下只需要少量的低聚糖就足够进行实验,然而这种方法并不能正确地辨别对底物的选择性,一种改良的方法是用确定的混合培养物来进行接种。这样可以引进微生物之间的竞争,但这仍不能充分代表人体大肠中复杂的相互关系。进一步的改进是使用粪便悬浊液来增加多样性,并使用大型的附设搅拌。PH与温度调控的发酵罐,以便对发酵特性进行比较。然而,这些都是在完全封闭的系统中进行的,其中底物的供应很快就成为限制因子,并且必然由于产酸和生成代谢产物而影响对碳水化合物的利用。
相反,在连续培养下的参数,例如改变稀释率和PH可使条件优化,其生理学与大肠的情况更相似。这种方式培养时,将培养基从培养器的一端连续不断地通入,而另一端则稳定地将培养废液和细菌体排出,这样便可连续地生产生物量从而达到平衡状态。在稳定状态下,达到了平衡,此时生长率与稀释率相等,从而使不用微生物构成的群体得以维持,而使测定数据可以重复。在最简单的形式中,连续培养往往由一个反应器所组成,因而易出变动。
在某一研究中曾使用了单级和三级模拟人体大肠的连续培养法来测定益生元的功效。多级系统是用几个发酵槽依次连接起来,进入第一级的营养相对较非富,PH呈酸性,通过速率也比PH近中性且营养相对较少的第三级更快,这样是相对模拟了升结肠和降结肠的环境条件。三级肠道模型的参数是通过对迅速致死的肠内容物确认的。在3个分隔槽中的菌种组成代表了人体大肠不同部位的菌群组成,含菌量和化学测定与体内实验的样品有着很好的相关性,证明这是一个对进行肠道生态学和生理学研究有用的模型。
另一个试图研究从空肠到降结肠这一段大肠中的消化活动模型也已经开发,这是由5个依次排列的槽组成,生长培养基由一端不断地通入,而废料则从最后一个槽不断排放出。按规定时间取样的半连续法也已在被应用。虽然这个模型设计出来是作为用于代表较低部位肠道环境的代谢活动的,但是会有局限性,特别是因不能用来研究生物膜菌群的作用且缺乏生理学吸收机制。
这个缺点是可以用动物模型来克服的。例如用小鼠或大鼠做实验,由于人和啮齿动物肠道菌群间具有很大差异,用人类菌群伴随无菌大鼠,就是所谓与人类菌群相关大鼠或许可进一步地模拟,但仍不能充分代表人类肠道的生理学。用志愿者在正确控制下来对益生元功能做最终的实验研究,因是用粪便来进行分析测定的,故仍难充分代表升结肠内的活动情况。因而认为还应继续加强这方面的探讨,系统地进行实验,才能够明确指出益生元有益价值的潜力。
扩展阅读:
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