本创新方法涉及食品检测技术,旨在模拟小肠-结肠动态消化酵解多糖基食品。该系统专为多糖基食品设计,包含小肠消化模拟系统,实现对食品消化吸收过程的精确模拟。
背景技术
多糖基食品是含有大量多糖类物质的食品,如谷物、豆类、蔬菜、水果、海藻和蘑菇等。与常规食品相比,多糖基食品富含膳食纤维、维生素和矿物质,具有较低的升糖指数,能平稳血糖,促进肠道健康,并提供抗氧化和免疫调节作用。这些特点使其在改善消化、降低胆固醇、增强免疫力和预防慢性疾病方面具有显著优势,有助于满足营养需求和促进整体健康。
体外模拟消化模型是一种用于研究食物在消化道中物理化学变化的实验技术。通过在体外模拟人类消化过程,科学家可以研究食物成分的消化与吸收机制,为食品科学、营养学以及药物学等领域提供重要的理论依据和实验数据。
体外模拟消化模型的方法有很多,例如:单相模拟方法:这种方法模拟了消化系统的某一部分,例如仅模拟胃液或小肠液对食物的作用。将食物样品与模拟的消化液(如胃液或小肠液)混合,在一定温度和时间下进行反应。单相模拟方法的优点是操作简单,可以专注于研究特定的消化阶段。多相模拟方法:多相模拟方法综合了口腔、胃和小肠等不同消化阶段,通过逐步模拟食物在不同消化环境中的变化。这种方法通常包括三个主要步骤:口腔阶段:模拟唾液的分泌和机械咀嚼作用;胃阶段:模拟胃液的分泌和胃的机械搅拌作用;小肠阶段:模拟胆汁、胰液的分泌和小肠的搅拌作用;动态模拟系统:动态模拟系统进一步精细化,模拟了消化过程中的动态变化,如消化液的逐步分泌、胃肠的蠕动和食糜的转移等。这类系统常常使用专门设计的装置,如体外胃肠模型(TIM)或动态胃肠模型(DGM),能够更逼真地再现消化过程。
专利CN118294600A通过在仿生消化系统模型加入含有直链淀粉的样品并进行蠕动压缩以模拟直链淀粉在消化系统中的消化、排空过程,能够真实模拟人肠胃道内的消化环境。专利CN112029663A通过集成一体化的人体胃肠道消化吸收体外替代模型由12个系统集成为一体化的体外仿真消化模型,包括胃消化模拟系统、小肠消化模拟系统、小肠吸收模拟系统、大肠分解模拟系统、中央智能控制系统、pH控制系统、温度控制系统、搅拌速率控制系统、输送系统、中央净化系统、自动清洗消毒系统和厌氧系统,实现体外模拟了胃肠道消化吸收过程。专利CN114657230A公开了制备标准化的粪便接种液,模拟胃-小肠的消化。
但上述体外模拟消化模型也存在很多问题。例如,体外模拟消化实验取样方法多为手工进行,容易因主观因素造成样品重复、样品均匀度差等问题,直接影响检测结果的准确性,且样品容易受到污染;同时,当前体外模拟消化酵解实验或小肠及结肠部分分开进行,小肠消化产物手动移入结肠消化系统,或动态恒速进入结肠酵解系统,而真实体内肠道蠕动为分段进行,每个蠕动波把食糜推进一段短距离后即消失,现体外模拟消化酵解实验无法完全对真实的体内反应进行反馈和表现。
因此亟需一种可以模拟小肠-结肠动态消化酵解抗消化多糖基食品的模型,以更深入了解抗消化多糖基食品的消化过程。
实现思路