香蕉低聚糖的结构鉴定及其润肠通便的作用机理研究

Constipation, which is very harmful, is a common disease of digestive system. Former studies show that banana oligosaccharides facilitate the excretion of feces better than the polysaccharides do. Besides, we found a kind of banana oligosaccharides which had not been reported by other person before. Therefore, banana oligosaccharides are studied in this project. Main research points include: (1) Identify the molecular structure information and determine the physicochemical properties of oligosaccharides isolated from 4 banana varieties. (2) Test the laxative effects of oligosaccharides of different banana kinds by using animal experiments. Analyze the structure-activity relationship between the oligosaccharides and defaecation function. (3) Utilize tests both in vivo and vitro to find the influences of oligosaccharides on transition function of bowels, smooth muscle contraction and the receptors way, cell structures of intestine wall, water distribution in intestines, and the probiotics and metabolic products of tested animals in order to discover the mechanism of banana oligosaccharides on facilitating the excretion of feces, which include the physiologic pattern and the biologic pattern. Aiming at the social needs on solving modern diseases, the project investigates the banana activity materials. The anticipated results can accumulate the basic data on the aspect of structures and functions of banana oligosaccharides, which are benefit for improving the theory system of food functional components.

便秘是消化系统的常见病症，对身心健康的危害极大。前期研究发现香蕉低聚糖较之多糖（膳食纤维、抗性淀粉）而言有更好的通便效果，并首次发现了一种未被他人报道过的香蕉低聚糖，因此，选定香蕉低聚糖为研究对象。 主要研究内容：（1）鉴定和表征四个品系香蕉所含低聚糖的分子结构信息，测定理化性质；（2）通过动物实验考察不同香蕉来源低聚糖的通便效果的差异，分析香蕉低聚糖分子结构与其通便功能之间的构效关系；（3）采用动物实验、离体实验等方法，分析低聚糖对受试动物的肠道传输功能、肠道平滑肌收缩作用及其受体途径、肠壁细胞结构、肠腔水分分布、肠道微生态环境的影响，探索香蕉低聚糖润肠通便的作用机理（包括生理途径、生物途径）。 项目针对缓解现代病的社会需求，以香蕉活性物质为研究对象，预期研究成果能够积累香蕉低聚糖结构与功能方面的基础研究数据，有利于食品功能成分理论体系的完善。

便秘是消化系统的常见病症，对身心健康的危害极大。前期研究发现香蕉低聚糖较之多糖（膳食纤维、抗性淀粉）而言有更好的通便效果，并首次发现了一种未被他人报道过的香蕉低聚糖，因此，选定香蕉低聚糖为研究对象。.研究内容：（1）鉴定和表征四个品系香蕉所含低聚糖的分子结构信息，测定理化性质；（2）通过动物实验考察不同香蕉来源低聚糖的通便效果的差异，分析香蕉低聚糖分子结构与其通便功能之间的构效关系；（3）采用动物实验等方法，分析低聚糖对受试动物的肠道传输功能、肠壁细胞结构、肠腔水分分布、肠道微生态环境的影响，探索香蕉低聚糖润肠通便的作用机理。.重要结果及关键数据：（1）结构鉴定：香牙蕉低聚糖的分子量为1633，单糖组成有β-D-吡喃葡萄糖和β-D-吡喃甘露糖；大蕉低聚糖的分子量为1313，单糖组成有β-D-吡喃葡萄糖；粉蕉低聚糖的分子量为1693，单糖组成有β-D-吡喃葡萄糖、β-D-吡喃果糖、β-D-吡喃甘露糖；皇帝蕉低聚糖分子量分别为1746，单糖组成有β-D-吡喃葡萄糖和β-D-吡喃甘露糖。.（2）通便功能研究：皇帝蕉、粉蕉、大蕉的低聚糖均具有缩短首便时间、加快肠道传输的功能，能够缓解便秘模型小鼠的便秘情况，对小鼠排便次数及粪便重量无显著影响。不同品种香蕉的低聚糖比较，在促进排便方面，没有显著差异，但是它们都具有通便功能。通过测定粪便含水量和肠道含水量结果表明，低聚糖对受试动物的粪便及小肠的含水量的无显著影响，推测香蕉低聚糖并不是通过提高肠道系统或粪便含水量从而促进排便，而是通过加快肠道蠕动来缓解便秘。.（3）对肠道微生物的影响：利用宏基因组Illumina高通量测序技术分别测定受试香蕉低聚糖的小鼠的粪便和肠道的微生物菌落组成，结果显示：所有样品的测序量基本覆盖了样品的所有物种。微生物分类单元分析结果显示，肠道组中的优势菌群，在门的水平，为拟杆菌门和厚壁菌门，在纲/目水平，优势菌群则是分别对应的拟杆菌纲/拟杆菌目和梭菌纲/梭菌目；检测出脱硫弧菌科和螺杆菌科在四组剂量组中的含量比空白对照组低，而乳杆菌科在四组剂量组中的含量比空白对照组高。结论：香蕉低聚糖对乳杆菌科等有益菌的生长有促进作用，对脱硫弧菌科和螺杆菌科等有害菌有抑制作用。.项目针对缓解现代病的社会需求，以香蕉活性物质为研究对象，研究成果为香蕉低聚糖结构与功能方面积累了基础研究数据，有利于食品功能成分理论体系的完善。