化工儀器網
技術文章
基于體外仿生胃腸系統的消化測試
閱讀：2812 發布時間：2022-7-25導語
了解人體胃腸道的消化過程對于許多食品藥品的研發非常重要，但由于體內實驗有諸多限制，如倫理道德方面的限制、經濟成本高還有較高的技術要求等，而體外實驗沒有倫理道德的限制、節約時間和成本、重復性好、易操作可實驗室化并減少某些動物在進行模擬體內實驗中的犧牲等優點使其越來越廣泛的被使用。
為模擬復雜的動態體外消化過程，曉東宜健結合化學工程、材料工程、機電工程、食品工程、醫藥工程、解剖學等締造了一個接近真實的體外消化檢測系統。這樣的產品可以助力體內現象的觀察研究、幫助相關健康產品的開發、開展產品的測試等有意義的活動。仿生體外消化系統的系列產品經過十幾年的研究與磨礪，應用領域涉及營養學、微生物學、藥品行業、食品行業等，已經為許多科研機構、高校及企業提供了幫助。
第四代動態體外人胃腸消化系統（DHS-IV）
一
碳水化合物類食品的消化和GI測試
糙米飯和白米飯的體外動態胃腸消化特性研究
實驗目的：
以動態體外人胃消化系統闡明精米和糙米的結構差異對于胃排空和淀粉消化的影響
實驗方法：
動態體外消化系統模擬人胃的消化
實驗材料：
精米，糙米
實驗內容：
胃消化過程中pH變化、胃排空曲線及參數、粒徑分布、淀粉水解率(%)、消化產物流變學測試、消化產物表觀差異
實驗結果展示：
在DHS-IV中模擬胃消化不同時間后，
從不同采樣區域(胃內或胃外)收集的白米和糙米食糜圖像
（左圖）在DHS-IV中模擬胃消化120 min時，胃內剩余物、胃排出物的粒徑分布
（右圖）在DHS-IV中模擬胃消化180 min的胃內pH變化
在DHS-IV模擬胃消化過程中，白米、糙米的胃內剩余食糜(a)和胃排出食糜(b)的剪切粘度
兩種樣品在DHS-IV模擬胃消化過程中的胃內殘留率
兩種樣品在DHS-IV模擬胃消化過程中的淀粉消化率
實驗結論：
由于外層麩皮的保護，糙米的結構更不易被破壞，所以其pH緩沖能力更高、食糜顆粒更大、流變性更強，導致胃排空延遲，因此降低了淀粉的胃消化率。本研究為大米胃消化中宏觀結構(即麩層)的重要性提供了定量證據，這可能會進一步影響腸道吸收。與此同時，在整個消化過程中，白米和糙米排出的食糜顆粒明顯小于留在胃內的，這證明了我們的動態體外消化系統有良好的破碎和篩分作用。故利用體外系統研究食品材料在胃內消化過程結構和理化性質的動態變化具有非常重要的現實意義。
更多測試案例如下
1 | 新型大米和常規大米飯的體外胃腸道消化特性的比較研究 |
2 | 富含膳食纖維的面條和饅頭的體外胃腸消化特性 |
3 | 燕麥和早餐粉的體外胃腸消化特性研究 |
4 | 植物花粉體外消化過程中活性成分的生物可及性研究 |
5 | 西藏特色食物在模擬成人和老人胃生理條件下的消化特性 |
6 | 基于動態體外消化系統的食物GI指數測定 |
7 | 紅富士蘋果在成人和老人動態胃腸消化條件下的體外消化特性差異 |
二
蛋白和乳品消化
滅菌方式對乳制品體外胃腸道消化特性的影響
實驗目的：
動態人胃腸消化系統研究滅菌方式對乳制品消化特性的影響
實驗方法：
動態體外消化系統模擬人胃腸的消化（分批實驗）
實驗材料：
鮮生牛乳(Raw milk)，巴氏殺菌乳(Pas milk)，微波滅菌乳(Mircro milk)，高溫高壓滅菌乳(Aut milk)
實驗內容：
胃消化過程中pH變化、胃排空曲線及參數、蛋白質消化率、游離脂肪酸含量、微觀及表觀結構變化
部分實驗結果展示：
在DHS-IV中模擬胃、腸消化不同時間后
四種樣品胃或腸消化產物的圖像
在DHS-IV中模擬胃、腸消化不同時間后
四種樣品胃或腸消化產物的微觀圖像
在DHS-IV中模擬胃消化120 min的胃內pH變化
在DHS-IV模擬胃腸消化過程中的蛋白質消化率變化
實驗結論：
巴殺乳的消化率最高，生牛乳的消化率相反，微波加熱滅菌乳在0-60 min略低于巴殺乳，但消化120 min后與高溫高壓滅菌乳的消化率相似；高溫高壓滅菌乳0-60 min的消化率遠低于巴氏和微波乳，這與長時間高溫高match壓加熱造成的蛋白質聚集有關。結合其微觀圖可看到，巴殺乳和微波乳的消化前較為分散，更易被胃蛋白質酶水解；高溫高壓滅菌乳消化前聚集非常明顯。
更多測試案例如下
1 | 存儲條件對酸奶和純牛奶體外胃腸道消化特性的影響 |
2 | 新型蛋白原料的體外胃腸道消化特性 |
3 | 不同兒童乳制品的體外胃腸道消化特性評價 |
4 | 不同嬰兒配方奶粉和老年奶粉的體外胃腸道消化特性研究 |
5 | 不同酪蛋白和乳清蛋白配比的再制奶酪和兒童牛奶的體外胃腸消化特性研究 |
三
肉制品和水產品消化
1 | 不同添加物對魚肉制品營養品質的影響 |
2 | 不同魚肉蛋白凝膠的體外胃腸道消化特性研究 |
3 | 魚糜制品的體外消化和胃排空特性研究 |
4 | 不同海產品的體外胃腸道消化特性研究 |
5 | 干燥處理方式對牛肉的體外消化和胃排空特性的影響 |
6 | 肉制品經胃、腸消化后唾液酸含量的變化 |
宜健公司體外仿生消化系統培訓現場
四
脂肪和乳液消化
1 | 嬰幼兒配方奶粉和老年奶粉的體外胃腸消化特性 |
2 | 高內向乳液的體外胃腸道消化特性研究 |
3 | 直鏈淀粉對W/O乳液在模擬胃腸消化過程中微觀結構、流變學和脂肪酶解的影響 |
4 | 纖維素醚對W/O乳液在體外消化過程中粘度、微觀結構和脂肪分解的影響 |
五
益生菌胃腸道存活特性評價
1 | 基于仿生胃腸道模型的發酵乳中益生菌存活率評價 |
2 | 體外胃腸道消化過程中微膠囊益生菌的釋放和存活特性研究 |
3 | 益生菌固體飲料在動態體外胃腸消化過程中的存活特性研究 |
宜健實驗室及部分腸胃模型
六
口服固體藥物制劑溶出曲線測定
1 | 溶出介質對某固體藥物制劑溶出特性的影響 |
2 | 不同劑型的口服固體藥物制劑溶出曲線測定 |
3 | 不同食物對某固體藥物制劑胃腸溶出特性的影響 |
七
營養物質和藥物活性組分的釋放和吸收
1 | 不同營養餐的體外吸收特性研究 |
2 | DHA微膠囊消化產物的體外吸收特性 |
3 | 鹽酸二甲雙胍的體外腸道吸收特性研究 |
八
胃排空和胃飽腹感測定
1 | 奶酪的體外胃排空特性研究 |
2 | 基于胃排空速度的不同食物的飽腹感指數測定 |
