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体外消化模拟实验

点击次数:203 发布时间:2022-10-26

随着时间的推移,由于大米的水解作用,大米颗粒消化物在体内和体外的pH值增高,呈现出先增高后降低的趋势。了解人体胃肠道的消化过程对于许多食品药品的研发非常重要,但由于体内实验有诸多限制,如伦理道德方面的限制、经济成本高还有较高的技术要求等,而体外实验没有伦理道德的限制、节约时间和成本、重复性好、易操作可实验室化并减少某些动物在进行模拟体内实验中的牺牲等优点使其越来越广泛的被使用。


为模拟复杂的动态体外消化过程,晓东宜健结合化学工程、材料工程、机电工程、食品工程、医药工程、解剖学等缔造了一个接近真实的体外消化检测系统。这样的产品可以助力体内现象的观察研究、帮助相关健康产品的开发、开展产品的测试等有意义的活动。仿生体外消化系统的系列产品经过十几年的研究与磨砺,应用领域涉及营养学、微生物学、药品行业、食品行业等,已经为许多科研机构、高校及企业提供了帮助。


米饭的体外消化模拟实验


一、碳水化合物类食品的消化和GI测试,糙米饭和白米饭的体外消化模拟实验

实验目的:以动态体外人胃消化系统阐明精米和糙米的结构差异对于胃排空和淀粉消化的影响

实验方法:动态体外消化系统模拟人胃的消化

实验材料:精米,糙米

实验内容:胃消化过程中pH变化、胃排空曲线及参数、粒径分布、淀粉水解率(%)、消化产物流变学测试、消化产物表观差异

实验结论:

由于外层麸皮的保护,糙米的结构更不易被破坏,所以其pH缓冲能力更高、食糜颗粒更大、流变性更强,导致胃排空延迟,因此降低了淀粉的胃消化率。本研究为大米胃消化中宏观结构(即麸层)的重要性提供了定量证据,这可能会进一步影响肠道吸收。与此同时,在整个消化过程中,白米和糙米排出的食糜颗粒明显小于留在胃内的,这证明了我们的动态体外消化系统有良好的破碎和筛分作用。故利用体外系统研究食品材料在胃内消化过程结构和理化性质的动态变化具有非常重要的现实意义。

更多测试案例如下

1.新型大米和常规大米饭的体外胃肠道消化特性的比较研究

2.富含膳食纤维的面条和馒头的体外胃肠消化特性

3.燕麦和早餐粉的体外胃肠消化特性研究

4.植物花粉体外消化过程中活性成分的生物可及性研究

5.西藏特色食物在模拟成人和老人胃生理条件下的消化特性

6.基于动态体外消化系统的食物GI指数测定

7.红富士苹果在成人和老人动态胃肠消化条件下的体外消化特性差异


二、蛋白和乳品消化

灭菌方式对乳制品体外胃肠道消化特性的影响

实验目的:动态人胃肠消化系统研究灭菌方式对乳制品消化特性的影响

实验方法:动态体外消化系统模拟人胃肠的消化(分批实验)

实验材料:鲜生牛乳(Raw milk),巴氏杀菌乳(Pas milk),微波灭菌乳(Mircro milk),高温高压灭菌乳(Aut milk)

实验内容:胃消化过程中pH变化、胃排空曲线及参数、蛋白质消化率、游离脂肪酸含量、微观及表观结构变化

实验结论:

微波加热灭菌乳在0-60 min略低于巴杀乳,但消化120 min后与高温高压灭菌乳的消化率相似;高温高压灭菌乳0-60 min的消化率远低于巴氏和微波乳,这与长时间高温高压加热造成的蛋白质聚集有关。结合其微观图可看到,巴杀乳和微波乳的消化前较为分散,更易被胃蛋白质酶水解;高温高压灭菌乳消化前聚集非常明显。

更多测试案例如下

1.存储条件对酸奶和纯牛奶体外胃肠道消化特性的影响

2.新型蛋白原料的体外胃肠道消化特性

3.不同儿童乳制品的体外胃肠道消化特性评价

4.不同婴儿配方奶粉和老年奶粉的体外胃肠道消化特性研究

5.不同酪蛋白和乳清蛋白配比的再制奶酪和儿童牛奶的体外胃肠消化特性研究


三、肉制品和水产品消化

1.不同添加物对鱼肉制品营养品质的影响

2.不同鱼肉蛋白凝胶的体外胃肠道消化特性研究

3.鱼糜制品的体外消化和胃排空特性研究

4.不同海产品的体外胃肠道消化特性研究

5.干燥处理方式对牛肉的体外消化和胃排空特性的影响

6.肉制品经胃、肠消化后唾液酸含量的变化


四、脂肪和乳液消化

1.婴幼儿配方奶粉和老年奶粉的体外胃肠消化特性

2.高内向乳液的体外胃肠道消化特性研究

3.直链淀粉对W/O乳液在模拟胃肠消化过程中微观结构、流变学和脂肪酶解的影响

4.纤维素醚对W/O乳液在体外消化过程中粘度、微观结构和脂肪分解的影响


五、益生菌胃肠道存活特性评价

1.基于仿生胃肠道模型的发酵乳中益生菌存活率评价

2.体外胃肠道消化过程中微胶囊益生菌的释放和存活特性研究

3.益生菌固体饮料在动态体外胃肠消化过程中的存活特性研究


六、口服固体药物制剂溶出曲线测定

1.溶出介质对某固体药物制剂溶出特性的影响

2.不同剂型的口服固体药物制剂溶出曲线测定

3.不同食物对某固体药物制剂胃肠溶出特性的影响


七、营养物质和药物活性组分的释放和吸收

1.不同营养餐的体外吸收特性研究

2.DHA微胶囊消化产物的体外吸收特性

3.盐酸二甲双胍的体外肠道吸收特性研究


八、胃排空和胃饱腹感测定

1.奶酪的体外胃排空特性研究

2.基于胃排空速度的不同食物的饱腹感指数测定


模拟鼠胃的体外消化模拟实验


1.实验目的

对比大米颗粒在大鼠体内和在体外模拟鼠胃消化系统中的消化情况,探究体外模拟鼠胃消化系统的“真实性"和适用性。


2.实验方法

大鼠活体实验、体外模拟鼠胃消化实验


3.实验内容

(1)大鼠唾液收集:pH、唾液活性

(2)大米颗粒消化:胃内容物及其pH、麦芽糖浓度

(3)搅拌釜反应:搅拌速度

(4)消化物粒径

(5)消化物pH

(6)消化物麦芽糖浓度


4.实验试剂

(1)模拟胃液:0.27g/L或250U/mL胃蛋白酶,1.5g/L粘蛋白,0.315g/L NaHCO3,8.775g/L NaCl,50mL去离子水,用1M HCl调节pH 为1.63 ± 0.01,放置于37℃条件下。

(2)模拟大鼠唾液:0.1128 ± 0.0005 g α-淀粉酶,1.01mL去离子水,保存于37℃条件下。

(3)胃蛋白酶:购自Sigma

(4) α-淀粉酶:购自Sigma

(5)粘蛋白:购自Sigma


5.实验结论

体外模拟鼠胃消化系统具有与体内消化系统相似的消化行为和重复性。在现基础上进行体外模拟消化系统的升级可使其胃收缩更接近体内系统。


6.产物测试项目及相关设备

带有应力控制的流变仪(稳态剪切/动态震荡)

酶标仪(可溶性蛋白质)

紫外光谱仪(肽含量)

ELISA检测试剂盒(酶联免疫吸附)

SAS系统(方差分析)

180分钟后,经大鼠体内消化后的大米粒(d> 0.85 mm)百分比从19.38%降低至4.24%,经搅拌釜反应后的大米粒(d> 0.85 mm)百分比从 19.38% 降低至5.97%,经体外模拟鼠胃消化后的大米粒(d> 0.85 mm)百分比从19.38%降低至4.42%。小米粒(d <0.60 mm)百分比在体内从62.04%显着提高到81.13%,在经搅拌釜反应后从62.04%提升至76.52%,经体外模拟鼠胃消化系统后从62.04%提高至80.21%。中度大小的米粒(0.60<d< 0.85 mm)占比变化很小。计算方式:[麦芽糖浓度(180min)-麦芽糖浓度(0min)]/相邻时间内麦芽糖浓度之差*100%。


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