超高压对荞麦球蛋白调节肠道菌群结构的影响及机理研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31871805
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C2005.食品与肠道菌群
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2020-12-31

项目摘要

There has been a close relation between health and gut microbiota. The latest studies revealed that buckwheat globulin as one of unique food resources in china had functional property of regulation of gut microbiota. However, the activities of buckwheat globulin were sensitive to be negatively affected during hot processing. Meanwhile, the regulation mechanism for relationship between gut microbiota and buckwheat globulin has not been fully clear. Ultra-high pressure treatment is one kind of new food processing technologies that could affect slightly flavor compounds and thermal sensitive compounds in foods, owing to low temperature, rapid speed, and homogeneity, which has a good application prospect. Therefore, the technological conditions of ultra-high pressure will be established and optimised for buckwheat globulin in the applied research project. The buckwheat globulin treated by ultra-high pressure will be focused on the stabilization for the globulin structure and the gut microorganism regulation. The low digestion and gut flora regulation of the globulin will be confirmed clearly via both in vitro simulated digestive tract model and mice model, in order to reveal the dose-effect and structure-activity relationship between structure and regulation of intestinal flora of the globulin treated by ultra-high pressure. Furthermore, the integration analysis among multi-omics technology, including metagenomics, signal pathway transcriptomics and metabonomics will be used, and then the further mechanism will be elucidated for gut flora regulation by the ultra-high pressure-treated buckwheat globulin, providing a theoretical foundation for benefit to health. This study will provide scientific basis for the development of high-quality buckwheat production with regulation of gut flora and for its quality control of ultra-high pressure.
肠道菌群结构的平衡与人体健康有着密切关系。我国独特资源荞麦所含球蛋白具有调节肠道菌群的活性功能,但该蛋白受热加工后其活性功能会降低,且其对肠道菌群结构两者间相互影响的作用机理尚未研究透彻。超高压作为非热加工的新技术,对食品风味以及热敏性活性物质影响较小,有着独特的优势与应用前景。本项目为提高荞麦球蛋白的活性功能和稳定性,将重点聚焦超高压处理对荞麦球蛋白调节肠道菌群结构的影响规律及机理。通过建立体外胃肠道消化模型与小鼠模型,明晰其类纤维素活性功能;并采用分子动力学的理论计算方法,解析超高压处理各技术参数与荞麦球蛋白结构及性质变化的规律,阐释超高压荞麦球蛋白结构与其类纤维素活性之间的量效与构效关系;通过多组学技术联用(宏基因组+代谢组+转录组),为揭示荞麦球蛋白调节肠道菌群结构,有益健康的机理奠定分子理论基础,为完善调节肠道菌群荞麦食品的超高压加工品质控制机理,开发高品质荞麦食品提供科学依据。

结项摘要

本项目针对荞麦13S球蛋白与降低胆固醇、抑制脂肪蓄积、抗氧化等独特功效间的构效关系不清晰,以及独特的生物活性稳定性差难于产业化的实际问题。以食品非热改性技术-UHP处理技术为切入点,不仅建立并优化了UHP处理荞麦13S球蛋白(BW13SG)的技术条件,并揭示了UHP处理能够改变BW13SG的羰基、巯基、二硫键、表面疏水性指数等结构表征,从而改善BW13SG蛋白疏水与水合性、乳化性、凝胶性等加工特性。同时,通过建立细胞氧化应激和脂代谢紊乱模型以及高脂膳食小鼠模型,从细胞水平和分子水平发现,超高压处理后BW13SG细胞存活率显著提升,并且超高压处理后BW13SG可显著降低厚壁菌门丰度,提高拟杆菌门的丰度,导致Escherichia-shigella增多,同时能够提高Bacteroidales、Blautia等产生短链脂肪酸菌群的丰富度。综合代谢组学、转录组学和肠道菌群结构分析可知,超高压处理后的荞麦13S球蛋白(BW13SG)能够降低小鼠血脂并提高机体抗氧化能力,增加胆酸排泄、降低脂肪与胆固醇吸收、提高肠道内短链脂肪酸含量,并可有效抑制炎性反应,从而干预脂代谢。最终揭示了超高压荞麦球蛋白对改变肠道菌群结构与其对脂类吸收代谢作用的内在关联的调控机制,为进一步发挥我国荞麦蛋白所独特的调节血脂活性功能奠定了重要的理论基础。

项目成果

期刊论文数量(8)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(8)
The effect of the tartary buckwheat flavonoids in inhibiting proliferation of MGC80-3 cells during the seeds germination
苦荞黄酮对种子萌发过程中MGC80-3细胞增殖的抑制作用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Molecules
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    周小理;陈智东;周一鸣;侍荣华;李宗杰
  • 通讯作者:
    李宗杰
Effects of Ultra-High-Pressure Treatment on the Structural and Functional Properties of Buckwheat 13S Globulin
超高压处理对荞麦13S球蛋白结构和功能特性的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    Food Science and Human Wellness
  • 影响因子:
    7
  • 作者:
    Yiming Zhou;Boya Ouyang;Lina Du;Yun Wei;Xiaoli Zhou;Ying Xiao;Yifen Wang
  • 通讯作者:
    Yifen Wang
Impact of buckwheat fermented milk combined with high fat diet on rats' gut microbiota and short chain fatty acid
荞麦发酵乳联合高脂饮食对大鼠肠道菌群及短链脂肪酸的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Journal of Food Science
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    周一鸣;蒋晴怡;赵燊;闫贝贝;周小理
  • 通讯作者:
    周小理
Regulation of tartary buckwheat-resistant starch on intestinal microflora in mice fed with high-fat diet
苦荞抗性淀粉对高脂饮食小鼠肠道菌群的调节
  • DOI:
    10.1002/fsn3.1601
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Food Science &Nutrition
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    周一鸣;魏云;闫贝贝;赵燊;周小理
  • 通讯作者:
    周小理
高静水压和热处理对荞麦蛋白功能性质的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    食品科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    周一鸣;杜丽娜;李云龙;周小理;陈智东
  • 通讯作者:
    陈智东

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其他文献

苦荞萌发物对大鼠腹腔肥大细胞组胺释放的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2011
  • 期刊:
    食品工业
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    周小理;杨延利;王青
  • 通讯作者:
    王青
苦荞麦种子萌发期黄酮的合成与生物活性研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2011
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
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萌发苦荞淀粉的理化特性及消化性研究
  • DOI:
    10.3969/j.issn.1003-0174.2017.03.005
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    中国粮油学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    周一鸣;王宏;崔琳琳;姜玥;周小理
  • 通讯作者:
    周小理
荞麦淀粉与抗性淀粉颗粒结构的研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    食品科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    周小理;周一鸣;李保国;崔琳琳;陈越
  • 通讯作者:
    陈越
Blue light irradiation increases the content of the flavonoids in germinating buckwheat seeds through calcium signaling pathway
蓝光照射通过钙信号通路增加发芽荞麦种子中黄酮类化合物的含量
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    Food Science and Technology
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    周小理
  • 通讯作者:
    周小理

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周小理的其他基金

基于吸附胆酸盐和调节肠道菌群作用的荞麦蛋白降低血脂机理研究
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  • 批准年份:
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    面上项目
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  • 批准号:
    30850007
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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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