改善肠道微环境健康的母乳化婴幼儿配方粉及其应用的制作方法

1.本发明是关于母乳低聚糖的新应用，具体地说，是关于母乳低聚糖在制备具有改善肠道微环境健康(特别是减少肠道支链脂肪酸)功效的婴幼儿配方粉中的应用，以及所制备得到的婴幼儿配方粉及相关制备方法。


背景技术：

2.母乳低聚糖(human milk oligosaccharides，简称hmos)属于母乳中除乳糖和脂肪外，含量第三丰富的物质。其总含量在泌乳期的各个阶段有变化，在成熟乳中大约是12-14g/l，而初乳中大约是20-24g/l。每一种母乳低聚糖的结构在还原端都有一个乳糖，大部分以聚乳糖胺作为结构主链，并在链端含有岩藻糖、唾液酸或二者均有。母乳低聚糖主要由三大类组成：岩藻糖基类低聚糖，以2
’‑
岩藻糖基低聚糖和3
’‑
岩藻糖基低聚糖为代表性物质；唾液酸基类低聚糖，以3
’‑
唾液酸基乳糖和6
’‑
唾液酸基乳糖为代表性物质；不含岩藻糖基或唾液酸基的核心糖链结构形成的低聚糖，以乳糖-n-四糖和乳糖-n-新四糖为代表性物质。hmos的存在与含量存在个体差异，并与哺乳母亲的路易斯分泌型组成有关。由于婴幼儿配方粉的原料通常是牛乳，而牛乳中通常不含或含有很少这类低聚糖物质，hmos便成为了婴幼儿配方粉想要更加接近母乳成分所必须跨越的一道鸿沟。
3.肠道菌群是人体肠道微生态系统的重要组成物质，对人类健康有重要作用。肠道菌群中的厌氧类杆菌、双歧杆菌、真细菌、链球菌和乳酸杆菌等通过发酵碳水化合物、蛋白质和脂质等能释放代谢产物短链脂肪酸(short chain fatty acids,scfa)，主要包括乙酸、丙酸和丁酸等。scfa可调节机体的多种生理功能，为调节肠道微环境的健康发挥了重要作用。比如，scfa能提供能量和调节电解质，乙酸是宿主能量的重要来源，丙酸能参与丙酮酸逆转化为葡萄糖的过程，丁酸被上皮细胞摄取，是上皮细胞的主要能量来源。scfa还具有抗炎、提升肠道屏障功能和抗菌的作用。肠道菌群发酵释放的scfa能降低肠道ph，进而增加肠道内有益菌的生长，减少有害菌的增殖。scfa的其他生理功能还包括，可降低早发型i型糖尿病风险，降低焦虑，促进骨骼生长等。丁酸的产生与较低的新生儿皮肤表面过敏、食物过敏和呼吸道过敏发生率显著相关。
4.目前在婴幼儿配方粉需要有可产生丁酸并可调控婴幼儿微生态健康的解决方案。本发明人根据母乳低聚糖的含量及组成，开发出接近于母乳碳水化合物组成的碳水化合物配方，为未来婴幼儿配方粉母乳化提供技术基础。结合现有母乳化研究方向，继续保留蛋白质母乳化的α β蛋白组合，开发新的婴幼儿配方粉，不但提升宝宝对蛋白的消化和吸收，增强宝宝抵抗力，此外从母乳化低聚糖角度给予宝宝双重呵护。


技术实现要素：

5.本发明的一个目的在于提供一种母乳低聚糖的新应用，具体是其在制备具有可改善肠道微环境健康功效的母乳化婴幼儿配方粉中的应用。
6.本发明的另一个目的在于提供一种母乳化婴幼儿配方粉。
7.本发明的另一个目的在于提供一种母乳化婴幼儿配方粉的应用。
8.本发明发现一些母乳低聚糖具有显著改善肠道微环境健康的作用，具体表现在可调控肠道系统中丁酸的产生，增加短链脂肪酸总体的产生，在肠道系统中作为益生元被肠道菌群利用并产气，减少异丁酸、异戊酸的产生和/或降低ph以维持肠道微环境健康，从而提供了母乳低聚糖的新应用。
9.具体而言，本发明提供了母乳低聚糖在制备用于改善肠道微环境健康的食品中的应用，其中，所述母乳低聚糖为岩藻糖基类低聚糖、唾液酸基类低聚糖或乳糖-n-四糖。
10.本发明还提供了一种具有改善肠道微环境健康功效的婴幼儿配方粉，其中含有母乳低聚糖，所述母乳低聚糖为岩藻糖基类低聚糖、唾液酸基类低聚糖或乳糖-n-四糖。其中，所述改善肠道微环境健康包括：所述改善肠道微环境健康包括：调控肠道系统中丁酸的产生，增加短链脂肪酸总体的产生，在肠道系统中作为益生元被肠道菌群利用并产气，减少异丁酸和/或异戊酸的产生，和/或降低ph以维持肠道微环境健康。
11.已知母乳低聚糖包括岩藻糖基乳糖、唾液酸基乳糖，以及不带岩藻糖基或唾液酸基的母乳寡糖基本糖链结构(典型的代表物质包括乳糖-n-四糖及其同分异构体乳糖-n-新四糖)。
12.其中2
’‑
岩藻糖基乳糖(2
’‑
fucosyllactose，2
’‑
fl或2-fl或2fl)，为岩藻糖与乳糖形成的三糖结构，是岩藻糖基类低聚糖的代表性物质。市售该物质通常为经微生物发酵法制备，与人乳中发现的寡糖具有相同结构。
13.3-岩藻糖基乳糖(3-fucosyllactose，3
’‑
fl或3-fl或3fl)，为岩藻糖与乳糖形成的三糖结构，与2
’‑
岩藻糖基乳糖互为同分异构体。是岩藻糖基类低聚糖的代表性物质。该物质经微生物发酵法制备，与人乳中发现的寡糖具有相同结构。
14.乳糖-n-四糖(lacto-n-tetraose，lnt)，为乳糖与四糖形成的六糖结构，是以核心糖链为基础结构，且不含岩藻糖基或唾液酸基的低聚糖的代表性物质。该物质经微生物发酵法制备，与人乳中发现的寡糖具有相同结构。
[0015]3’‑
唾液酸基乳糖(3
’‑
sialyllactose，3
’‑
sl或3-sl或3sl)，为唾液酸与乳糖形成的三糖结构，是唾液酸基类低聚糖的代表性物质。该物质经微生物发酵法制备，与人乳中发现的寡糖具有相同结构。
[0016]6’‑
唾液酸基乳糖(6
’‑
sialyllactose，6
’‑
sl或6-sl或6sl)，为唾液酸与乳糖形成的三糖结构，是唾液酸基类低聚糖的代表性物质。该物质经微生物发酵法制备，与人乳中发现的寡糖具有相同结构。
[0017]
根据本发明的具体实施方案，本发明的具有改善肠道微环境健康功效的婴幼儿配方粉，其中含有母乳低聚糖14.2-1515.3mg/100g，或以计奶液计含有母乳低聚糖0.02-2.0g/l。
[0018]
根据本发明的具体实施方案，本发明的具有改善肠道微环境健康功效的婴幼儿配方粉，为婴幼儿配方粉，其中含有母乳低聚糖14.2-1515.3mg/100g，并且，该婴幼儿配方粉的总蛋白含量为10～19g/100g，乳清蛋白占总蛋白的比例为38～70％，α-乳清蛋白含量为1.25～2.5g/100g，β-酪蛋白含量为2.2～4.0g/100g，脂肪含量为17～29g/100g，亚油酸含量为2500～4500mg/100g，α-亚麻酸含量为330～450mg/100g，膳食纤维0.95～6.3g/100g，所述膳食纤维包括低聚半乳糖、低聚果糖和/或母乳低聚糖，碳水化合物含量为50～57g/
100g。
[0019]
本发明的含有母乳低聚糖的母乳化婴幼儿配方粉，其组分特别是乳蛋白、脂肪、低聚糖组成和比例等更接近母乳，喂养效果也更接近母乳，可以提升婴幼儿的免疫力。
[0020]
本案发明人通过采集全国重点地区母初乳及母成熟乳、收集牛初乳及成熟乳样本，并进行大量研究分析，着重对配方粉进行了微观结构的调整，分别对蛋白、脂肪等方面进行母乳化设计，且选择特定的原料复配制备婴儿配方粉，使得配方粉在细分组成及喂养效果上与母乳更接近。
[0021]
本案发明人对0-3岁幼儿的生长发育所需营养进行了分析研究，并调查了市场上的各种婴幼儿奶粉的相应喂养情况，着重对配方粉进行了微观结构的调整，分别对蛋白、脂肪、膳食纤维(益生元)等方面进行了适应化设计，提供了一种适用于0-3岁婴幼儿含有母乳低聚糖的婴幼儿配方粉，该配方粉可改善婴幼儿肠道菌群，提升免疫力。
[0022]
根据本发明的具体实施方案，本发明的含有母乳低聚糖的母乳化婴幼儿配方粉中，总蛋白含量为10～19g/100g，所述的总蛋白主要包括乳蛋白。此外，其中乳清蛋白占总蛋白的比例通常控制为38％～70％。具体而言，提供乳蛋白的原料包括基础原料牛奶、全脂奶粉、脱脂奶粉、乳清蛋白粉、脱盐乳清粉中的一种或多种；优选地，基于1000重量份的所述含有母乳低聚糖的母乳化婴幼儿配方粉，其原料包括：生牛乳850～1750重量份，脱脂奶粉0～275重量份，所述生牛乳、脱脂奶粉可部分或全部用相当量的全脂奶粉、脱脂牛奶替代。进一步，为强化乳清蛋白而添加的乳清蛋白粉(例如乳清蛋白粉wpc 80％、乳清蛋白粉wpc 34％等)、脱盐乳清粉(例如脱盐乳清粉d70、d90等)中的一种或多种，优选包括脱盐乳清粉，以及乳清蛋白粉(例如乳清蛋白粉wpc 80％和/或乳清蛋白粉wpc 34％)；且为强化产品中的α-乳清蛋白更进一步添加有原料α-乳清蛋白粉，以及为强化产品中的β-酪蛋白更进一步添加有原料β-酪蛋白粉；优选地，基于1000重量份的所述一种含有母乳低聚糖的母乳化婴幼儿配方粉，其原料包括：乳清蛋白粉0～170重量份(优选包括乳清蛋白粉wpc34％0～170重量份)；脱盐乳清粉25～225重量份；α-乳清蛋白粉3～40重量份；β-酪蛋白粉0.5～25重量份。
[0023]
本发明的含有母乳低聚糖的母乳化婴幼儿配方粉中，提供脂肪的原料除含有乳脂的基础原料(如前述的生牛乳、脱脂奶粉)外，还可包括植物油，所述植物油可以包括葵花籽油、玉米油、大豆油、低芥酸菜籽油、椰子油、棕榈油、核桃油中的一种或多种，优选包括葵花籽油、玉米油和大豆油，这些植物油的添加一方面为产品提供脂肪成分，另一方面提供亚油酸，同时还可提供α-亚麻酸(优选地，本发明的奶粉中α-亚麻酸含量为310～450mg/100g)。此外，提供脂肪的原料还可选择性包括为提供1,3-二油酸-2-棕榈酸甘油三酯而添加的原料opo结构脂。由于目前市场上所售opo结构脂原料纯度不一，即其中有效成分1,3-二油酸-2-棕榈酸甘油三酯的含量不尽相同，通常在40％～70％左右，本发明中，为区分有效成分1,3-二油酸-2-棕榈酸甘油三酯及其原料，在描述有效成分时采用术语“1,3-二油酸-2-棕榈酸甘油三酯”，在描述提供有效成分1,3-二油酸-2-棕榈酸甘油三酯的食品原料时采用俗称“opo结构脂”。opo结构脂的具体添加量可根据本发明奶粉产品中对1,3-二油酸-2-棕榈酸甘油三酯的含量要求及opo结构脂原料纯度进行换算。更优选地，基于1000重量份的所述含有母乳低聚糖的母乳化婴幼儿配方粉，其原料包括：葵花籽油0～80重量份；玉米油0～40重量份；大豆油0～80重量份；opo结构脂0～140重量份。
[0024]
优选地，本发明中所用原料葵花籽油、玉米油、大豆油、opo结构脂中的亚油酸和α-亚麻酸的含量分别为7.6～8.9％、0.25～0.38％，53.0～56.20％、0.9～1.6％，50.0～53.5％、7.6～9.6％，5.9～6.3％、0.4～0.62％，所用的低芥酸菜籽油亚油酸和α-亚麻酸的含量分别为16～19％、8.0～10.6％，椰子油亚油酸和α-亚麻酸的含量分别为1～3％、0～1％。opo结构脂原料中1,3-二油酸-2-棕榈酸甘油三酯的有效含量为40％～70％。
[0025]
根据本发明的具体实施方案，本发明的具有改善肠道微环境健康功效的婴幼儿配方粉中，提供母乳低聚糖的原料直接来自商品化的母乳低聚糖。
[0026]
根据本发明的具体实施方案，本发明的含有母乳低聚糖的母乳化婴幼儿配方粉中，还可含有益生菌，所述益生菌优选为双歧杆菌。优选地，基于1000重量份的所述含有母乳低聚糖的母乳化婴幼儿配方粉，双歧杆菌的添加量为0.1～0.2重量份；再优选为0.18～0.2重量份。更优选地，每重量份双歧杆菌粉含双歧杆菌为3
×
10
10
cfu以上。
[0027]
根据本发明的具体实施方案，本发明的含有母乳低聚糖的母乳化婴幼儿配方粉，碳水化合物一部分来自含有乳糖的基础原料如牛奶、全脂奶粉和/或脱脂奶粉等，此外应额外添加乳糖原料来提供碳水化合物。即，本发明的婴幼儿配方粉中，提供碳水化合物的原料除含有乳糖的基础原料外，还包括原料乳糖。优选地，基于1000重量份的所述含有母乳低聚糖的母乳化婴幼儿配方粉，其原料包括：乳糖125～325重量份。可在所述范围内调整乳糖的具体添加量以使本发明的含有母乳低聚糖的母乳化婴幼儿配方粉碳水化合物含量优选为52～56g/100g。
[0028]
根据本发明的具体实施方案，本发明的含有母乳低聚糖的母乳化婴幼儿配方粉，其原料中还包括适当的dha、ara、乳铁蛋白等中的一种或多种，还可包括包含钙粉、维生素和矿物质的复配营养素，此外还包括在奶粉制备工艺中喷雾干燥时所用的载体无水奶油和磷脂。优选地，基于1000重量份的所述含有母乳低聚糖的母乳化婴幼儿配方粉，其原料包括：dha2～12重量份；ara3～15重量份；包含钙粉、维生素和矿物质的复配营养素8～16重量份；磷脂1～4重量份；无水奶油0～2重量份。
[0029]
本发明的含有母乳低聚糖的母乳化婴幼儿配方粉中，所述的复配营养素为符合国家标准的营养成分的组合，按照不同配方使用不同添加量。本发明的配方粉根据需要若添加营养素可选择性采用下述复配营养素成分中的任一或任意组合。优选地，所述复配营养素至少包括复配维生素、钙粉、矿物质营养包，各组分用量为：
[0030]
1)复配维生素，每克复配维生素中：
[0031]
维生素a：1700～5800μgre
[0032]
维生素d：30～70μg
[0033]
维生素b1：3600～6800μg
[0034]
维生素b2：3500～6900μg
[0035]
维生素b6：2400～4000μg
[0036]
维生素b12：8～20μg
[0037]
维生素k1：400～700μg
[0038]
维生素c：330～700mg
[0039]
维生素e：27～70mgα-te
[0040]
烟酰胺：26000～41550μg
[0041]
叶酸：700～920μg
[0042]
生物素：100～245μg
[0043]
泛酸：12000～25230μg
[0044]
2)矿物质二，每克矿物质二中：
[0045]
钙：300～455mg
[0046]
磷：75～150mg
[0047]
3)矿物质，每克矿物质中：
[0048]
铁：40～85mg
[0049]
锌：23～48mg
[0050]
铜：2600～4180μg
[0051]
碘：500～995μg
[0052]
硒：0～200μg
[0053]
锰：0～579μg
[0054]
4)氯化镁，每1000千克奶粉中：
[0055]
镁：80～170g
[0056]
5)氯化钾，每1000千克奶粉中：
[0057]
钾：450～1000g。
[0058]
此外，所述复配营养素中还可选择性包括氯化胆碱(每1000千克奶粉中含胆碱300～950g)，所述复配营养素中还可选择性包括氯化镁(每1000千克奶粉中含镁80～170g)，所述复配营养素中还可选择性包括氯化钾(每1000千克奶粉中含钾450～1000g)，所述复配维生素中还可选择性包括牛磺酸(180～340mg/g)。复配营养素的基料优选为乳糖。优选地，基于1000重量份的所述一种含有母乳低聚糖的母乳化婴幼儿配方粉，复配营养素的添加量为7～16重量份，其中，复配维生素营养包优选为2～3重量份，钙粉营养包优选为2～6重量份，矿物质营养包优选为0.5～3重量份，各营养包的基料优选为乳糖。上述复配营养素的各组分含量，是指为强化所述营养素物质的添加量，不包括奶粉其他原料中的营养素组分含量，例如，钙粉(碳酸钙)，每1000千克奶粉中“钙：1300～1600g”是指为强化产品中的钙元素，基于1000千克重量的奶粉，添加钙粉(例如碳酸钙)以其中钙元素重量计为1300～1600g。
[0059]
本发明的含有母乳低聚糖的母乳化婴幼儿配方粉中，所用原料磷脂和无水奶油主要是用于喷雾干燥过程中粉颗粒的成型，所述磷脂可以是大豆磷脂和/或卵磷脂。磷脂和无水奶油的用量较少，但对于奶粉产品中脂肪含量也具有一定贡献。
[0060]
根据本发明的一优选的具体实施方案，本发明的一种含有母乳低聚糖的母乳化婴幼儿配方粉，其原料包括：
[0061][0062][0063]
包含钙粉、维生素和矿物质的复配营养素7～16重量份；
[0064]
dha
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
2～12重量份；
[0065]
ara
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
3～15重量份；
[0066]
双歧杆菌
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
0.1～0.2重量份。
[0067]
可以理解，本发明的含有母乳低聚糖的母乳化婴幼儿配方粉中，各原料的具体用量应在满足对配方粉产品指标要求的前提下进行调整而确定。本发明的一种含有母乳低聚糖的母乳化婴幼儿配方粉中，未详细说明或列出的产品性能指标均应按照婴幼儿配方食品国家标准及相关标准和法规的规定执行。
[0068]
本发明的含有母乳低聚糖的母乳化婴幼儿配方粉中，各原料均可商购获得，各原料的选用应符合相关标准要求，其中所述母乳低聚糖同时应满足本发明所述要求。此外，所述复配营养素也可自行复配。本发明中仅是为方便表述而采用“复配”，并不意味着复配物中各组分必须先混合在一起再应用。各原料均应在满足相关法规前提下添加使用。
[0069]
另一方面，本发明还提供了一种制备所述的含有母乳低聚糖的母乳化婴幼儿配方粉的方法，该方法采用湿法或干法生产工艺，将母乳低聚糖与配方中的其他原料混合，制备所述婴幼儿配方粉。其制备的工艺流程主要包括：配料、均质、浓缩杀菌、喷雾干燥、干混得到成品。具体而言，本发明的制备所述的一种含有母乳低聚糖的母乳化婴幼儿配方粉的方法包括：
[0070]
配料：将生牛乳及配方粉原料中除喷雾载体(磷脂及无水奶油)及后混料(如dha、ara、乳铁蛋白、双歧杆菌等)外的其他原料进行混合，得混合料液；
[0071]
均质：混合料液进行均质；
[0072]
浓缩杀菌：均质后的料液进行浓缩杀菌，浓缩杀菌条件为：双效浓缩，杀菌温度≥83℃，杀菌时间20～30秒，并控制出料浓度为48％～52％干物质；
[0073]
喷雾干燥：浓奶液经刮板预热器预热到60～70℃，预热后物料经0.8～1.2mm孔径的过滤器过滤后，打入干燥塔喷雾干燥，控制喷雾干燥条件为：进风温度165～180℃，排风温度75-90℃，高压泵压力160～210bar，塔负压-4～-2mbar；
[0074]
流化床干燥冷却：从干燥塔出来的粉再经一级流化床二次干燥后，经二级流化床冷却到25～30℃，同时在压缩空气作用下，将加热至60～65℃的磷脂(卵磷脂和/或大豆磷脂)与载体(无水奶油)的混合物均匀分散到粉表面，得到粉颗粒；
[0075]
后混料：将后混料(dha、ara、乳铁蛋白、双歧杆菌)与流化床干燥冷却后的粉颗粒干混混均，包装，得奶粉成品。
[0076]
根据本发明的具体实施方案，本发明的含有母乳低聚糖的母乳化婴幼儿配方粉的制备方法中，营养素添加顺序及搅拌溶解时间也是非常重要的，优选地，配料时，钙粉、维生素、矿物质是依序添加到混好的其他粉料和油料混合物中，且添加钙粉后搅拌溶解15～25分钟，添加维生素后搅拌溶解15～20分钟，添加矿物质后搅拌溶解15～20分钟。发明人在研究中发现，先添加钙粉，钙可以与牛奶蛋白中的酪蛋白结合形成胶体钙，因此可以避免或减弱钙的沉淀，然而这一结合过程需要足够的时间。同时如果钙与矿物质同时添加，钙粉可以吸附部分矿物质如铁，促使其由二价铁变为三价铁，三价铁为红色，因此易造成黄至红色的沉淀。其次加入维生素，目的是维生素中含有易被金属离子氧化的成分如vc，如果先加入矿物质，会由于局部的维生素浓度过高而造成维生素的损失。并且vc如果局部浓度过高，会加速二价铁的氧化。最后加入矿物质是因为矿物质分散在水中比维生素慢，同时在矿物质分散过程中，要在其颗粒表面形成水膜才能使其稳定，并且不会对牛奶蛋白产生破坏，这一过程需要足够的之间。等维生素充分与牛奶混合稀释后加入矿物质，可以减弱矿物质对维生素的损失。
[0077]
根据本发明的具体实施方案，本发明的含有母乳低聚糖的母乳化婴幼儿配方粉的制备方法中，所述配料过程包括：
[0078]
牛奶粗滤：牛奶经过粗过滤及平衡缸脱气后，经过板式换热器预热后，经过分离机分离杂质。
[0079]
牛奶均质杀菌：去除杂质后的生牛乳一部分进入均质机均质，另一部分不均质，二者在均质后进行混合进入杀菌系统杀菌。
[0080]
粉类添加：各种粉类原料按配方经计量后通过风送系统统一加入到配粉罐中，并通过真空系统吸入真空混料罐中；
[0081]
溶化配油：按配方要求将配方中规定的油脂放入化油间，化油间的温度保持在50～90℃，待油溶化后，打入混合油贮罐中，并按配方要求将混合油经油泵打入混料罐中；
[0082]
营养素溶解添加：将钙粉、维生素、矿物质用纯净水分别溶解后，依序添加到混料罐中，得到混合的料液。
[0083]
在本发明的一具体实施方案中，本发明的含有母乳低聚糖的母乳化婴幼儿配方粉
的制备方法按照如下操作进行：
[0084]
1)粉类添加：各种粉类原料按配方经计量后通过风送系统统一加入到配粉罐中贮存。
[0085]
2)真空吸粉：配粉罐中的各种粉类原料通过真空系统吸入真空混料罐中。
[0086]
3)溶化配油：按配方要求将配方中规定的油脂放入化油间，化油间的温度应保持在50～90℃，待油溶化后，按配方比例要求通过油泵和流量计打入混合油贮罐中。
[0087]
4)混合油料贮存：混合油在油贮存罐中保温贮存，温度40～50℃，贮存时间小于12小时防止脂肪氧化。
[0088]
5)称重：按配方要求将混合油经油泵打入混料罐。
[0089]
6)营养素溶解添加：钙粉、矿物质、维生素等分别添加，用100～200kg纯净水，分别溶解后，打入湿混缸，每打完一种用100kg纯净水冲洗添加罐和管线。
[0090]
7)过滤：经混合的料液经滤网过滤，去除原料中可能带入的物理杂质。
[0091]
8)均质：混合后的料液通过均质机进行均质，均质一级压力为105
±
5bar，均质一级压力为32
±
3bar，将脂肪球进行机械处理，把它们分散成均匀一致的脂肪球。
[0092]
9)冷却与贮存：均质后的料液进入板式换热器进行冷却：冷却至20℃以下，暂存在预存缸中，6小时内进入下道工序，搅拌器按设定需求开启。
[0093]
10)浓缩杀菌：生产时使用双效浓缩，杀菌温度≥83℃，杀菌时间25秒。出料浓度均为48％～52％干物质。
[0094]
11)浓奶贮存、预热过滤、喷雾干燥：浓缩后的奶暂存在浓奶平衡罐。经刮板预热器预热到60～70℃，预热后物料经1mm孔径的过滤器过滤后，用高压泵打入干燥塔喷雾干燥，细粉按要求在塔顶或流化床附聚。进风温度：165～180℃，排风温度75-90℃，高压泵压力160～210bar，塔负压-4～-2mbar。
[0095]
12)流化床干燥冷却：从干燥塔出来的粉再经流化床(一级)二次干燥后，经流化床(二级)冷却到25～30℃。同时磷脂与载体混合后加热至60～65℃，在压缩空气作用下，均匀分散到粉表面，使粉颗粒附聚增加其颗粒度和速溶性。
[0096]
13)分装：制粉车间人员按照配方要求，将dha、ara乳铁蛋白、双歧杆菌称量封袋分装。
[0097]
14)干混：将称量好的后混料(dha、ara、乳铁蛋白、双歧杆菌)与奶粉在干混机内混均。
[0098]
15)筛粉：通过振动筛，使奶粉的颗粒度均匀，粉渣报废处理。
[0099]
16)出粉：用经过消毒的集粉箱接粉，并由出粉间运至上粉间。
[0100]
17)上粉：将奶粉按包装要求倒入大小包装机上的储粉罐中。
[0101]
18)包装：400克自动包装机充氮包装。充氮时含氧量低于1％。900克铁听自动充氮包装含氧量低于5％。
[0102]
19)装箱：将已包装的小袋装入纸箱中同时加入粉勺，用封箱机封口。
[0103]
20)成品检验：对包装完后的产品按检验计划进行抽样检验。
[0104]
21)入库贮存：经检验合格的产品入库贮存，要求在常温下贮存，湿度≤65％。
[0105]
本发明中，母乳低聚糖可以在配料时一起混料，也可以在后混料过程中添加。
[0106]
另一方面，本发明还提供了所述的婴幼儿配方粉在制备具有改善肠道微环境健康
功效的食品中的应用。其中，所述改善肠道微环境健康包括：调控肠道系统中丁酸的产生，增加短链脂肪酸总体的产生，在肠道系统中作为益生元被肠道菌群利用并产气，减少异丁酸和/或异戊酸的产生，和/或降低ph以维持肠道微环境健康。
[0107]
根据本发明的具体实施方案，本发明的具有改善肠道微环境健康功效的婴幼儿配方粉中，所述母乳低聚糖为岩藻糖基类低聚糖或唾液酸基类低聚糖或乳糖-n-四糖。优选地，所述岩藻糖基类低聚糖为2
’‑
fl和/或3-fl，所述唾液酸基类低聚糖为3-sl和/或6-sl。
[0108]
根据本发明的一些具体实施方案，本发明的婴幼儿配方粉中的母乳低聚糖是用于在近端结肠调控丁酸的产生，所述母乳低聚糖为6-sl。在此应用下，6-sl在乳粉中的应用量为14.2-1515.3mg/100g粉，或以换算成奶液计为0.02-2.0g/l；优选为70.9-606.1mg/100g粉，或以换算成奶液计为0.1-0.8g/l；更优选为70.9-454.6mg/100g粉，或以换算成奶液计为0.1-0.6g/l。
[0109]
根据本发明的一些具体实施方案，本发明的婴幼儿配方粉中的母乳低聚糖是用于在远端结肠调控丁酸的产生，所述母乳低聚糖为3-sl和/或6-sl。优选地，母乳低聚糖进一步用于在远端结肠减少异丁酸和/或异戊酸的产生，在此应用下，所述母乳低聚糖进一步优选为3-sl。3-sl在乳粉中的应用量为14.2-1515.3mg/100g粉，或以换算成奶液计为0.02-2.0g/l；优选为70.9-454.6mg/100g粉，或以换算成奶液计为0.1-0.6g/l；更优选为70.9-227.3mg/100g粉，或以换算成奶液计为0.1-0.3g/l。6-sl在乳粉中的应用量为14.2-1515.3mg/100g粉，或以换算成奶液计为0.02-2.0g/l；优选为70.9-606.1mg/100g粉，或以换算成奶液计为0.1-0.8g/l；更优选为70.9-454.6mg/100g粉，或以换算成奶液计为0.1-0.6g/l。
[0110]
根据本发明的一些具体实施方案，本发明的婴幼儿配方粉中的母乳低聚糖是用于在近端结肠作为益生元被肠道菌群利用并产气，所述母乳低聚糖为3-sl和/或6-sl。3-sl在乳粉中的应用量为14.2-1515.3mg/100g粉，或以换算成奶液计为0.02-2.0g/l；优选为70.9-454.6mg/100g粉，或以换算成奶液计为0.1-0.6g/l；更优选为70.9-227.3mg/100g粉，或以换算成奶液计为0.1-0.3g/l。6-sl在乳粉中的应用量为14.2-1515.3mg/100g粉，或以换算成奶液计为0.02-2.0g/l；优选为70.9-606.1mg/100g粉，或以换算成奶液计为0.1-0.8g/l；更优选为70.9-454.6mg/100g粉，或以换算成奶液计为0.1-0.6g/l。
[0111]
根据本发明的一些具体实施方案，本发明的婴幼儿配方粉中的母乳低聚糖是用于在近端结肠和/或远端结肠增加短链脂肪酸总体的产生，所述母乳低聚糖为3-sl和/或6-sl。在此应用下，3-sl在乳粉中的应用量为14.2-1515.3mg/100g粉，或以换算成奶液计为0.02-2.0g/l；优选为70.9-454.6mg/100g粉，或以换算成奶液计为0.1-0.6g/l；更优选为70.9-227.3mg/100g粉，或以换算成奶液计为0.1-0.3g/l。6-sl在乳粉中的应用量为14.2-1515.3mg/100g粉，或以换算成奶液计为0.02-2.0g/l；优选为70.9-606.1mg/100g粉，或以换算成奶液计为0.1-0.8g/l；更优选为70.9-454.6mg/100g粉，或以换算成奶液计为0.1-0.6g/l。
[0112]
根据本发明的一些具体实施方案，本发明的婴幼儿配方粉中的母乳低聚糖是用于降低近端结肠ph以维持肠道微环境健康。所述母乳低聚糖为3-sl和/或6-sl。在此应用下，3-sl在乳粉中的应用量为14.2-1515.3mg/100g粉，或以换算成奶液计为0.02-2.0g/l；优选为70.9-454.6mg/100g粉，或以换算成奶液计为0.1-0.6g/l；更优选为70.9-227.3mg/100g
粉，或以换算成奶液计为0.1-0.3g/l。6-sl在乳粉中的应用量为14.2-1515.3mg/100g粉，或以换算成奶液计为0.02-2.0g/l；优选为70.9-606.1mg/100g粉，或以换算成奶液计为0.1-0.8g/l；更优选为70.9-454.6mg/100g粉，或以换算成奶液计为0.1-0.6g/l。
[0113]
根据本发明的一些具体实施方案，本发明的婴幼儿配方粉中的母乳低聚糖还有利于促进肠道系统中对人体有益的甲酸、丙酸、乙酸等短链脂肪酸的产生。
[0114]
综上所述，本发明发现母乳低聚糖能显著改善肠道微环境健康，将其用于添加到婴幼儿配方粉中，婴幼儿配方粉更接近母乳，可调控丁酸的产生，改善肠道微环境健康，具有广阔的应用前景。
附图说明
[0115]
图1a为本发明的shime装置中粪便接种培养示意图。
[0116]
图1b显示本发明的shime发酵分组示意图。
[0117]
图2显示在模拟婴儿结肠的shime装置中培养两周后，模拟近端结肠(左)和远端结肠(右)的菌群情况。
[0118]
图3a显示本发明中各hmo在小批量发酵实验中近端结肠的ph随时间变化检测结果。
[0119]
图3b显示本发明中各hmo在小批量发酵实验中远端结肠的ph随时间变化检测结果。
[0120]
图4a显示本发明中各hmo在小批量发酵实验中近端结肠引起的气压随时间变化检测结果。
[0121]
图4b显示本发明中各hmo在小批量发酵实验中远端结肠引起的气压随时间变化检测结果。
[0122]
图5显示本发明中模拟近端结肠环境下各hmo小批量发酵产生短链脂肪酸的总体检测结果。
[0123]
图6显示本发明中母乳低聚糖各单体模拟婴儿近端结肠的粪便批量发酵实验中产生的丁酸的检测结果。
[0124]
图7显示本发明中母乳低聚糖各单体模拟婴儿近端结肠的粪便批量发酵实验中产生的甲酸的检测结果。
[0125]
图8显示本发明中母乳低聚糖各单体模拟婴儿近端结肠的粪便批量发酵实验中产生的乙酸的检测结果。
[0126]
图9显示本发明中母乳低聚糖各单体模拟婴儿近端结肠的粪便批量发酵实验中产生的丙酸的检测结果。
[0127]
图10显示本发明中母乳低聚糖各单体模拟婴儿远端结肠的粪便批量发酵实验中产生的短链脂肪酸的总体检测结果。
[0128]
图11显示本发明中母乳低聚糖各单体模拟婴儿远端结肠的粪便批量发酵实验中产生的丁酸的检测结果。
[0129]
图12显示本发明中母乳低聚糖各单体模拟婴儿远端结肠的粪便批量发酵实验中产生的甲酸的检测结果。
[0130]
图13显示本发明中母乳低聚糖各单体模拟婴儿远端结肠的粪便批量发酵实验中
产生的乙酸的检测结果。
[0131]
图14显示本发明中母乳低聚糖各单体模拟婴儿远端结肠的粪便批量发酵实验中产生的丙酸的检测结果。
[0132]
图15a和图15b显示本发明中母乳低聚糖各单体模拟婴儿远端结肠的粪便批量发酵实验中产生的异丁酸和异戊酸的检测结果。
具体实施方式
[0133]
为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现结合具体实施例及对本发明的技术方案进行以下详细说明，应理解这些实例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
[0134]
实施例中，各原始试剂材料均可商购获得，未注明具体条件的实验方法为所属领域熟知的常规方法和常规条件，或按照仪器制造商所建议的条件。
[0135]
实施例1
[0136]
含有母乳低聚糖的母乳化婴幼儿配方奶粉(制备1000公斤)：
[0137]
牛奶1000，乳糖300千克，,乳清蛋白粉wpc80％40千克，脱盐乳清粉d90d90175千克，葵花籽油30千克份，玉米油20千克，大豆油65千克，opo结构脂110千克，α-乳清蛋白粉27千克，β-酪蛋白粉9千克，卵磷脂2千克，无水奶油1千克，低聚果糖粉17千克，低聚半乳糖浆40千克，母乳低聚糖(hmo)1千克，复配营养素14.35千克，dha 8千克，ara 8千克，双歧杆菌0.2千克。
[0138]
其中1千克母乳低聚糖(hmo)为3-sl或6-sl。
[0139]
其中复配营养素包括复配维生素营养包约2.5千克、氯化胆碱营养包约0.75千克、钙粉营养包约6千克、矿物质营养包约1千克以及氯化镁和氯化钾营养包，各营养包的基料为乳糖，具体的主要营养素组成如下：1)复配维生素，每克复配维生素中，牛磺酸：180mg；维生素a(醋酸视黄酯)：2300μgre；维生素d(胆钙化醇)：34μg；维生素b1(硝酸硫胺素)：4000μg；维生素b2(核黄素)：1200μg；维生素b6(盐酸吡哆醇)：2050μg；维生素b12(氰钴胺)：11.2μg；维生素k1(植物甲萘醌)：400μg；维生素c(l-抗坏血酸)：495mg；维生素e(dl-α-醋酸生育酚)：38mgα-te；烟酰胺：23050μg；叶酸：530μg；生物素(d-生物素)：88μg；泛酸(d-泛酸钙)：15000μg；2)钙粉，每克钙粉中，钙(碳酸钙、磷酸三钙)：230mg；磷(磷酸三钙)：90mg；3)矿物质，每克矿物质中，铁(硫酸亚铁)：80mg；锌(硫酸锌)：45mg；铜(硫酸铜)：4000μg；碘(碘化钾)：980μg；硒(亚硒酸钠)：170μg；锰(硫酸锰)：550μg；4)氯化镁，每1000千克奶粉中，镁(氯化镁)：150g；5)氯化钾，每1000千克奶粉中，钾(氯化钾)：1050g；6)氯化胆碱，每1000千克奶粉中，胆碱(氯化胆碱)：700g。
[0140]
其中所用原料高油酸葵花籽油、玉米油、大豆油和结构油脂(opo)中的亚油酸和α-亚麻酸的含量分别为8.20％、0.3％，55.50％、1.2％，52.10％、8.8％，6.18％、0.47％。
[0141]
含有母乳低聚糖的母乳化婴幼儿配方奶粉具体制备工艺如下：
[0142]
1)粉类添加：各种粉类原料按配方经计量后通过风送系统统一加入到配粉罐中贮存。
[0143]
2)真空吸粉：配粉罐中的各种粉类原料通过真空系统吸入真空混料罐中。
[0144]
3)溶化配油：按配方要求将配方中规定的油脂放入化油间，化油间的温度应保持
在60℃，待油溶化后，按配方比例要求通过油泵和流量计打入混合油贮罐中。
[0145]
4)称重：按配方要求将混合油经油泵打入混料罐中。
[0146]
5)营养素溶解添加：钙粉、矿物质、维生素等分别添加，用150kg纯净水，分别溶解后，打入混料罐中，每打完一种用100kg纯净水冲洗添加罐和管线。
[0147]
6)过滤：经混合的料液经滤网过滤，去除原料中可能带入的物理杂质。
[0148]
7)均质：混合后的料液通过均质机进行均质，将脂肪球进行机械处理，把它们分散成均匀一致的脂肪球。
[0149]
8)冷却与贮存：均质后的料液进入板式换热器进行冷却：冷却至20℃以下，暂存在预存缸中，6小时内进入下道工序，搅拌器按设定需求开启。
[0150]
9)浓缩杀菌：生产时使用双效浓缩，杀菌温度≥83℃，杀菌时间25秒。出料浓度均为50％干物质。
[0151]
10)浓奶贮存、预热过滤、喷雾干燥：浓缩后的奶暂存在浓奶平衡罐。经刮板预热器预热到60℃，预热后物料经1mm孔径的过滤器过滤后，用高压泵打入干燥塔喷雾干燥，细粉按要求在塔顶或流化床附聚。进风温度：180℃，排风温度86℃，高压泵压力200bar，塔负压-4mba左右。
[0152]
11)流化床干燥冷却：从干燥塔出来的粉再经流化床(一级)二次干燥后，经流化床(二级)冷却到30℃。同时卵磷脂与载体混合后加热至60℃，在压缩空气作用下，均匀分散到粉表面，使粉颗粒附聚增加其颗粒度和速溶性。
[0153]
12)分装：制粉车间人员按照配方要求，将dha、ara或双歧杆菌称量封袋分装。
[0154]
13)干混：将称量好的dha、ara或双歧杆菌与奶粉在干混机内混均。
[0155]
14)筛粉：通过振动筛，使奶粉的颗粒度均匀，粉渣报废处理。
[0156]
15)出粉：用经过消毒的集粉箱接粉，并由出粉间运至上粉间。
[0157]
16)上粉：将奶粉按包装要求倒入大小包装机上的储粉罐中。
[0158]
17)包装：400克自动包装机充氮包装。充氮时含氧量低于1％。900克铁听自动充氮包装含氧量低于5％。
[0159]
18)装箱：将已包装的小袋装入纸箱中同时加入粉勺，用封箱机封口。
[0160]
19)成品检验：对包装完后的产品按检验计划进行抽样检验。
[0161]
20)入库贮存：经检验合格的产品入库贮存，要求在常温下贮存，湿度≤65％。
[0162]
实施例2
[0163]
含有母乳低聚糖的母乳化婴幼儿配方奶粉(制备1000公斤)：
[0164]
牛奶1200、乳糖140千克，全脂奶粉100千克，脱脂奶粉260千克，乳清蛋白粉wpc34％100千克，脱盐乳清粉d90 210千克，葵花籽油22千克，玉米油15千克，大豆油48千克，opo结构脂85千克，α-乳清蛋白粉4千克，β-酪蛋白粉1千克，大豆磷脂2千克，无水奶油1千克，低聚果糖粉5千克，低聚半乳糖浆13千克，母乳低聚糖(hmo)1.2千克，复配营养素10.3千克，dha 7千克，ara 8千克，双歧杆菌0.18千克。
[0165]
其中1.2千克母乳低聚糖(hmo)为3-sl或6-sl。
[0166]
其中复配营养素包括复配维生素营养包约2.6千克、氯化胆碱营养包约0.35千克、钙粉营养包约3.7千克、矿物质营养包约1.3千克以及氯化镁和氯化钾营养包，各营养包的基料为乳糖，具体的主要营养素组成如下：1)复配维生素，每克复配维生素中，牛磺酸：
190mg；维生素a(醋酸视黄酯)：2000μgre；维生素d(胆钙化醇)：40μg；维生素b1(硝酸硫胺素)：3900μg；维生素b2(核黄素)：1000μg；维生素b6(盐酸吡哆醇)：1500μg；维生素b12(氰钴胺)：5μg；维生素k1(植物甲萘醌)：350μg；维生素c(l-抗坏血酸)：400mg；维生素e(dl-α-醋酸生育酚)：30mgα-te；烟酰胺：23000μg；叶酸：420μg；生物素(d-生物素)：70μg；泛酸(d-泛酸钙)：8000μg；2)钙粉，每克钙粉中，钙(碳酸钙、磷酸三钙)：250mg；磷(磷酸三钙)：75mg；3)矿物质，每克矿物质中，铁(硫酸亚铁)：76mg；锌(硫酸锌)：26mg；铜(硫酸铜)：2700μg；碘(碘化钾)：600μg；硒(亚硒酸钠)：160μg；4)氯化镁，每1000千克奶粉中，镁(氯化镁)：85g；5)氯化钾，每1000千克奶粉中，钾(氯化钾)：1000g；6)氯化胆碱，每1000千克奶粉中，胆碱(氯化胆碱)：700g。
[0167]
其中所用原料葵花籽油、玉米油、大豆油和结构油脂(opo)中的亚油酸和α-亚麻酸的含量分别为8.20％、0.3％，55.50％、1.2％，52.10％、8.8％，6.18％、0.47％。
[0168]
含母乳低聚糖(hmo)母乳化婴幼儿配方奶粉具体制备工艺如下：
[0169]
1)粉类添加：各种粉类原料按配方经计量后通过风送系统统一加入到配粉罐中贮存。
[0170]
2)真空吸粉：配粉罐中的各种粉类原料通过真空系统吸入真空混料罐中。
[0171]
3)溶化配油：按配方要求将配方中规定的油脂放入化油间，化油间的温度应保持在60℃，待油溶化后，按配方比例要求通过油泵和流量计打入混合油贮罐中。
[0172]
4)称重：按配方要求将混合油经油泵打入混料罐中。
[0173]
5)营养素溶解添加：钙粉、矿物质、维生素等分别添加，用150kg纯净水，分别溶解后，打入混料罐中，每打完一种用100kg纯净水冲洗添加罐和管线。
[0174]
6)过滤：经混合的料液经滤网过滤，去除原料中可能带入的物理杂质。
[0175]
7)均质：混合后的料液通过均质机进行均质，将脂肪球进行机械处理，把它们分散成均匀一致的脂肪球。
[0176]
8)冷却与贮存：均质后的料液进入板式换热器进行冷却：冷却至20℃以下，暂存在预存缸中，6小时内进入下道工序，搅拌器按设定需求开启。
[0177]
9)浓缩杀菌：生产时使用双效浓缩，杀菌温度≥83℃，杀菌时间25秒。出料浓度均为50％干物质。
[0178]
10)浓奶贮存、预热过滤、喷雾干燥：浓缩后的奶暂存在浓奶平衡罐。经刮板预热器预热到60℃，预热后物料经1mm孔径的过滤器过滤后，用高压泵打入干燥塔喷雾干燥，细粉按要求在塔顶或流化床附聚。进风温度：180℃，排风温度86℃,高压泵压力200bar，塔负压-4mba左右。
[0179]
11)流化床干燥冷却：从干燥塔出来的粉再经流化床(一级)二次干燥后，经流化床(二级)冷却到30℃。同时大豆磷脂与载体混合后加热至60℃，在压缩空气作用下，均匀分散到粉表面，使粉颗粒附聚增加其颗粒度和速溶性。
[0180]
12)分装：制粉车间人员按照配方要求，将dha、ara或双歧杆菌称量封袋分装。
[0181]
13)干混：将称量好的dha、ara或双歧杆菌与奶粉在干混机内混均。
[0182]
14)筛粉：通过振动筛，使奶粉的颗粒度均匀，粉渣报废处理。
[0183]
15)出粉：用经过消毒的集粉箱接粉，并由出粉间运至上粉间。
[0184]
16)上粉：将奶粉按包装要求倒入大小包装机上的储粉罐中。
[0185]
17)包装：400克自动包装机充氮包装。充氮时含氧量低于1％。900克铁听自动充氮包装含氧量低于5％。
[0186]
18)装箱：将已包装的小袋装入纸箱中同时加入粉勺，用封箱机封口。
[0187]
19)成品检验：对包装完后的产品按检验计划进行抽样检验。
[0188]
20)入库贮存：经检验合格的产品入库贮存，要求在常温下贮存，湿度≤65％。
[0189]
母乳低聚糖功效实验
[0190]
shime装置中粪便接种培养
[0191]
使用shime装置(参见图1a所示意)，从一个5月龄自然分娩和仅接受了母乳喂养的健康婴儿获取含有菌群的新鲜粪便样品，并接种到对应近端结肠和远端结肠的容器中。饲喂食物料到该装置的胃/小肠端，每天三次，连续饲喂两周，来支持近端和远端结肠中菌群的生长和定植。其中，由小肠消化完并进入到结肠端的食物料是在shime装置的生产商prodigest提供的标准食物料基础上调整乳糖、酪蛋白和乳清蛋白比例而成，标准食物料由以下成分组成：果胶(1g/l)，葡萄糖(1g/l)，淀粉(1g/l)，纤维二糖(1g/l)，蛋白胨(2g/l)，黏蛋白(6g/l)，乳糖(2.1g/l)，酪蛋白(0.2g/l)，乳清蛋白-乳白蛋白(2.7g/l)，l-半胱氨酸盐酸盐(0.2g/l)。本发明各实验中的食物料参考le blay等人(2010)调整了乳糖、酪蛋白和乳清蛋白的比例约为12:1:15并保证营养素稳定均衡，来模拟常规的母乳或婴配粉喂养情况下，婴儿的肠道微生态可能接触的食物组成。婴儿粪便菌群在shime模型中稳定了两周后，近端和远端结肠会被取样，溶于甘油中形成原液，并在厌氧条件下存放于-80℃。
[0192]
对微生物群组成的分析检测将集中于特定的菌株：乳酸杆菌，双歧杆菌，罗斯氏菌，真杆菌和粪杆菌，因为已知它们与(益生元)健康功效相关。检测分析基于qpcr。
[0193]
小批量发酵
[0194]
婴儿菌群接种到shime模型中稳定2周生长之后(如前述“shime装置中粪便接种培养”)，取10ml近端和远端结肠的菌群并在厌氧条件下分别转移到发酵瓶进行小批量发酵。在43ml基底缓冲液(用于调整ph并模拟相应的结肠环境)的基础上，每个发酵瓶中还含有添加了不同含量hmo的20ml pbs缓冲液(用于溶解和带入hmo受试物质)，使各种hmo的终浓度为0.02g/l、0.2g/l、2g/l，近端结肠ph设置为5.6，远端结肠ph设置为6.5。小瓶在37℃震动条件下孵育。在孵育时，在0、6小时、24小时和48小时检测气压，随后取样检测ph和短链脂肪酸。重复测定三次。
[0195]
在hmo干预期间，各组的气体产量通过测量气压变化来比较。对短链脂肪酸的分析包括异丁酸、异戊酸，还分析了丁酸、丙酸和乙酸，也分析了甲酸，各物质通过hplc进行分析。
[0196]
shime发酵
[0197]
使用“shime装置中粪便接种培养”中取样储存的婴儿粪便菌群接种到shime模型中，考察hmo在shime装置中的发酵情况。前后做了两批实验，每批实验同时做三个样品组(或对照)。三套实验装置中，模拟极端和远端结肠的装置都被分别接种(参见图1b所示意)。每日饲喂三次食物料，培养4天后，饲喂的食物料中加入了hmo(对照组没有加入hmo)。每种食物料在140ml料液中加入了280mg hmo(浓度为2g/l)以及60ml胰液。每组hmo与对照都只进行1次实验，因此生物学重复为1。shime发酵持续到hmo干预后第14天，于发酵期间的不同时间段取样检测。
[0198]
数据分析
[0199]
对于数据结果进行双样本双侧t检验(two tailed,paired t-test)。两个组若有显著性差异，且p《0.05，则用星号*表示。两个星号**表示p《0.01。三个星号***表示p《0.001。
[0200]
模拟近端和远端结肠环境中的菌群情况
[0201]
粪便菌群在shime装置中接种培养稳定两周后的菌群鉴定情况请参见图2。在shime模型中稳定了两周后，经过菌群测定，发现双歧杆菌和乳酸杆菌含量很低，几乎不可测得，与此前文献报道吻合(laforest-lapointe,2017)。证明在模拟婴儿肠道环境中，用含乳糖/酪蛋白/乳清的标准食物料饲喂后，对应结肠的菌群环境更趋向于配方粉喂养的婴儿，而不是母乳喂养的婴儿。
[0202]
各hmo在小批量发酵实验中ph随时间变化情况
[0203]
各hmo在小批量发酵实验中近端结肠的ph随时间变化检测结果参见图3a。各hmo在小批量发酵实验中远端结肠的ph随时间变化检测结果参见图3b。可以看出，在近端结肠，时间为6小时的ph降低比其他时间点更显著。可见随着发酵时间的延长，hmo会被婴儿粪便中的菌群利用，产生短链脂肪酸，从而降低了ph。
[0204]
各hmo在小批量发酵实验中引起的气压随时间变化情况
[0205]
各hmo在小批量发酵实验中近端结肠引起的气压随时间变化检测结果参见图4a。各hmo在小批量发酵实验中远端结肠引起的气压随时间变化检测结果参见图4b。可以看出，3-sl和6-sl这两种唾液酸类的低聚糖在2g/l的条件下，在近端结肠产生的气压较高，证明在这个条件下，两种低聚糖能被粪便菌群较好地利用。而在模拟远端结肠的条件下，所有hmo在2g/l条件下都可导致气压的升高。
[0206]
模拟近端结肠环境下各hmo小批量发酵产生短链脂肪酸的情况
[0207]
模拟近端结肠环境下各hmo小批量发酵产生短链脂肪酸的总量检测结果参见图5。可以看出，对所有hmo发酵了48小时后，产生的短链脂肪酸相对其他的时间点更高，特别是3-sl和6-sl在2g/l的条件下，产生scfa显著较多，其中2g/l的3-sl在发酵24小时后，也产生了较多scfa。
[0208]
模拟近端结肠环境下各hmo小批量发酵产生丁酸的检测结果参见图6。可以看出，在模拟近端结肠环境中，只有6-sl在发酵48小时后，能显著增加丁酸的生成。
[0209]
模拟近端结肠环境下各hmo小批量发酵产生甲酸的检测结果参见图7。可以看出，只有3-sl和6-sl在模拟近端结肠发酵48小时后，显著地增加了甲酸。其中以6-sl效果更显著。
[0210]
模拟近端结肠环境下各hmo小批量发酵产生乙酸的检测结果参见图8。可以看出，只有3-sl和6-sl在模拟近端结肠发酵48小时后，显著地增加了乙酸。其中以3-sl效果更显著。
[0211]
模拟近端结肠环境下各hmo小批量发酵产生丙酸的检测结果参见图9。可以看出，只有6-sl在模拟近端结肠发酵48小时后，显著地增加了丙酸。
[0212]
模拟远端结肠环境下各hmo小批量发酵产生短链脂肪酸的情况
[0213]
模拟远端结肠环境下各hmo小批量发酵产生短链脂肪酸的总量检测结果参见图10。可以看出，在远端结肠，各hmo产生scfa相比近端结肠是更活跃的，这也能印证肠道菌群
大部分发酵发生在远端结肠的公认科学观点。随时间从0、6、24、到48小时的延长，产生的scfa也随之增加。在6小时这个时间点，0.02g/l的3-sl和0.02g/l的lnt产生短链脂肪酸相对较多；在24小时这个时间点，2g/l的6-sl和2g/l的3-fl产生短链脂肪酸相对较多；而在48小时这个时间点，所有hmo在2g/l的条件下，均可产生较多的短链脂肪酸。
[0214]
模拟远端结肠环境下各hmo小批量发酵产生丁酸的检测结果参见图11。可以看出，只有3-sl和6-sl在模拟远端结肠发酵48小时后，显著地增加了丁酸。
[0215]
模拟远端结肠环境下各hmo小批量发酵产生甲酸的检测结果参见图12。可以看出，所有hmo在模拟远端结肠发酵48小时后，均显著地增加了甲酸。其中以3-sl、6-sl、lnt、3-fl效果更显著。
[0216]
模拟远端结肠环境下各hmo小批量发酵产生乙酸的检测结果参见图13。可以看出，所有hmo在模拟远端结肠发酵48小时后，均显著地增加了乙酸。其中以3-sl、6-sl和lnt效果更显著。
[0217]
模拟远端结肠环境下各hmo小批量发酵产生丙酸的检测结果参见图14。可以看出，所有hmo在模拟远端结肠发酵48小时后，均显著地增加了丙酸。其中以3-sl和3-fl效果更显著。
[0218]
模拟远端结肠环境下各hmo小批量发酵产生异丁酸和异戊酸的检测结果分别参见图15a和图15b。可以看出，在远端结肠，2
’‑
fl、3-fl和3-sl、lnt均可显著减少异丁酸的产生。两种唾液酸类低聚糖和两种岩藻糖基类低聚糖均分别可减少异戊酸的产生。
[0219]
模拟远端结肠环境下各hmo在shime模型发酵产生丁酸的情况
[0220]
模拟远端结肠环境下各hmo在shime模型发酵产生丁酸的检测结果参见表1。
[0221]
表1
[0222][0223]
在shime模型发酵情况下，发酵14天后，各种hmo产生的丁酸相比发酵初始第1天，都有所降低，但是以对照组(未加hmo)降低的倍数最多；而hmo干预后，第14天相比第1天的降低倍数具有显著提升和改善，其中，以3-sl的降低倍数最低，而3-fl其次，6-sl、2
’‑
fl和lnt相比对照，也都有较好的改善作用。可见，各hmo对于发酵产物中丁酸的调控，相比不加hmo的对照组，有一定优势。