一类同时改善母乳或配方奶粉中多种代谢产物的微生物及其应用组成比例

本发明专利技术涉及生物信息技术和医疗健康领域，主要针对产妇因饮食、代谢疾病、孕周等因素导致的母乳质量降低问题，公开了一类可以同时改善母乳或配方奶粉中多种代谢产物的微生物及其应用.发明专利技术人通过数据分析和生物信息学分析得到的微生物隶属于丛毛单胞菌科(Comamonadaceae)细菌和芽孢杆菌属(Bacillus)细菌，其中丛毛单胞菌科细菌可以提高母乳中二十二碳六烯酸，也即通常所称的“脑黄金”，以及肌醇的含量，并与芽孢杆菌属细菌联合抑制无益代谢产物丁醛的升高.该类微生物的发现为制定全面改善母乳质量的饮食调节、生物制剂及化学制剂的方法奠定了生物学基础，为通过生物制剂和化学制剂手段提高配方奶粉营养成分奠定了技术开发基础。

A kind of microorganism and its application for the simultaneous improvement of various metabolites in milk or formula milk powder

The present invention relates to biological information technology and medical health field, mainly for the maternal diet, metabolic disease, gestational age and other factors lead to the problem of reducing the quality of breast milk, discloses a variety of microbial metabolites can also improve breast milk or formula milk powder and its application. The inventor through data analysis and bioinformatics analysis of microorganisms is obtained belong to the Comamonas family (Comamonadaceae) bacteria and Bacillus (Bacillus) bacteria, which Comamonas teriaceae can improve breast milk twenty-two C six acid, also known as \brain gold\, and the content of inositol, and Bacillus combined inhibition increased useless metabolism this kind of product. From microbial worklaid the biology method to develop a comprehensive improve the quality of breast milk diet, biological agents and chemical agents The foundation of the technology is to improve the nutritional composition of formula milk powder by means of biological agents and chemical agents.

【技术实现步骤摘要】
一类同时改善母乳或配方奶粉中多种代谢产物的微生物及其应用
本专利技术涉及生物信息技术和医疗健康领域，特别是涉及一类同时改善母乳或配方奶粉中多种营养物质的微生物及其应用。
技术介绍
母乳是婴儿发育和成长所需营养的重要来源，它含有婴儿成长所需的所有营养和抗体，营养成分包括蛋白质、脂肪、乳糖、矿物质、水份等。二十二碳六烯酸(DHA)，也即通常所称的“脑黄金”，是母乳中一种重要的长链多不饱和脂肪酸，它对婴儿的生长发育起到至关重要的作用，尤其是视力和大脑的发育。在人的大脑和视网膜中DHA的含量分别占长链多不饱和脂肪酸总量的40％和60％，而母乳是刚出生的婴儿获取DHA的唯一途径。母乳中还含有丰富的抗氧化成分如肌醇、维生素E等，它们可以存进婴儿视网膜血管发育，防治视网膜血管异常生成，肌醇还可促进毛发的生长、细胞营养和排毒，在脑细胞营养供给方面肌醇也扮演了重要的角色。此外，母乳中还含有一些有害或对身体无益的代谢产物，如丁醛、葵酸、肉豆蔻酸等。很多因素会导致母乳营养结构的改变，其中脂类及不饱和脂肪酸的含量受哺乳期、孕周、产妇的饮食及产妇的代谢性疾病等影响。比如，因胰岛素缺乏导致的糖尿病，特别是妊娠糖尿病，会影响母乳中长链多不饱和脂肪酸的含量，包括DHA的含量；母亲缺乏海产品的摄入，也会导致母乳中DHA含量下降；初乳中蛋白质含量较高，脂肪含量较低，而在过渡乳和成熟乳中脂肪含量较高，蛋白质含量则逐渐下降。如果母乳质量较低，母亲通常会选择调整饮食或直接补充鱼肝油、维生素等来提高母乳中缺乏的营养物质，然而，有研究显示短期内蛋白质、脂肪、碳水化合物等的摄入无法明显改善母乳的质量，或者只能提高母乳中一种成分的含量，如服用鱼肝油，仅能提高母乳中DHA的含量。目前，还没有针对直接改善低质量母乳营养成分的方法，通过膳食和母体补充的方法见效较缓慢。因此，寻找一种可以同时且高效地改善母乳中多种代谢产物的方法非常重要。根据已报道的文献可知，母乳中存在大量的微生物，这些微生物群落影响着母乳营养物质的组成。本专利技术的目的在于寻找一类可以提高母乳或配方奶粉营养物质并降低有害物质的微生物，为开发优化母乳质量、改善配方奶粉的方法或技术手段提供生物学基础。
技术实现思路
本专利技术的目的在于：提供一类可以同时改善母乳或配方奶粉中多种代谢产物的微生物，为开发优化母乳质量、改善配方奶粉的方法或技术手段提供生物学基础。为实现以上目的，本专利技术采用的技术方案为：利用Urbaniak等人在2014年首次报道的母乳微生物数据，通过生物信息分析发现一类可以同时改善母乳中多种代谢产物的微生物，该类微生物隶属于丛毛单胞菌科和芽孢杆菌属。其中，丛毛单胞菌科细菌与母乳中二十二碳六烯酸和肌醇的含量呈正相关关系，此外丛毛单胞菌科细菌和芽孢杆菌属细菌均与母乳中丁醛的含量呈负相关关系。针对这一现象，专利技术人将丛毛单胞菌科和芽孢杆菌属细菌视为一类可以同时提高母乳中多种营养物质并降低有害物质的微生物，为研发全面改善母乳质量的方法奠定了基础。本专利技术的有益效果在于：发现了一类可以提高母乳或配方奶粉营养物质并降低有害物质的微生物，为研发全面改善母乳或配方奶粉质量的方法奠定了基础。有利于改善因代谢疾病、饮食、哺乳期等因素导致的母乳质量降低，提高配方奶粉的营养价值，促进婴幼儿的生长和发育。附图说明图1为母乳中微生物alpha多样性与代谢产物的相关关系网络图2为母乳中代谢产物与OTU相关网络图具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术做进一步的说明，但并不局限于此。实施例：一类同时改善母乳或配方奶粉中多种代谢产物的微生物数据来源：本专利技术基于Urbaniak等人在2014年首次报道的有关母乳微生物菌群16SrRNA和代谢产物的数据，母乳样本采自患有霍普金淋巴瘤的哺乳期女性和8名健康女性，前者每隔两周化疗一次，并持续了四个月。患者的16个样本中8个采自患者化疗前和8采自化疗后。利用IonTorrent平台获得16SrRNA片段，利用后续的生物信息学分析得到97％相似性的微生物分类操作单元(operationaltaxonomicunit，OTU)，在本专利中每个OTU代表一个物种，命名为“种(门、纲、目、科、属)名_物种编号”。患者母乳样本的代谢产物数据通过气象色谱-质谱获得。母乳物种多样性与代谢产物关系分析：多样性指群落内物种或有机体的多样化，alpha多样性主要针对局域均匀生境下的物种数目。在本专利中，局域均匀生境主要指每个采集得到的母乳样本。利用Chao等人提出的公式计算各组内样本的OTU即细菌物种alpha多样性，公式如下所示：在该式中D表示物种多样性，S为样本中OTU的数量，pi代表样本中每个物种的相对丰度(relativeabundance)，q是多样性指数的阶数，当q＝0，2，3，4时多样性可由公式(1)获得。当q＝1时的计算公式(2)所示：以q＝0，1，2，3，4五阶母乳细菌alpha多样性值和各代谢因子丰度为基础计算alpha多样性与各因子间的Pearson相关系数，其中代谢因子的丰度指该代谢因子在每个样本中的含量。相关系数计算结果中p≤0.05的作用关系，利用Cytoscape2.8.3以母乳细菌的五阶多样性和各代谢因子为两组作用对象(点)，Pearson相关系数为相互作用关系(边)，绘制母乳中物种多样性与代谢因子间的相互作用网络。实验结果如附图图1所示，菱形点代表4阶alpha多样性，正方形点代表母乳中无益代谢产物，八边形点代表母乳中有益代谢产物，虚线代表两点间存在负相互作用关系，实线代表两点间为正相互作用关系。4阶alpha多样性与丁醛(Butanal)、甘油-棕榈酸(Xlmonopalmitin)、葵酸(Decanoicacid)、阿拉伯糖(Arabinose)和肉豆蔻酸(Myristicacid)呈负相关，与二十二碳六烯酸(DHA)、肌醇(Inositol)、苏糖醇(Threitol)和一种多不饱和脂肪酸(Polyunsaturatedfattyacid，PUFA)呈正相关。在正相关关系中，除了q0阶的alpha多样性仅与PUFA有相关关系，其余4阶多样性均与多个代谢因子有关。其中，与alpha多样性呈正相关的代谢产物多为有益人体生长、发育、代谢的物质，而与多样性呈负相关的多为无益于人体生长代谢的物质。该结果表明母乳中较高的微生物多样性会提高母乳中营养物质的含量，抑制无益代谢产物的生成。母乳微生物与代谢产物关系分析：以OTU的丰度和各代谢因子丰度为基础，其中OTU的丰度指该OTU在每个样本中的含量，计算母乳中各物种与代谢因子间的Pearson相关系数，选取p≤0.05的作用关系，利用Cytoscape2.8.3绘制母乳中细菌物种与代谢因子间的相互作用网络。实验结果如附图图2所示，图中虚线代表两点间为负相互作用关系，实线代表两点间为正相互作用关系；八边形点代表有益的代谢产物，正方形点代表无益代谢产物；圆形点和六边形点均代表OTU，其中六边形较大的点代表寻找出的可以同时调节母乳中多种代谢产物的OTU，即丛毛单胞菌科(Comamonadaceae)和芽孢杆菌属(Bacillus)细菌。在图中丛毛单胞菌科与DHA和肌醇呈正相关关系，并与丁醛呈负相关关系。芽孢杆菌属与丁醛呈负相关。该结果表明本文档来自技高网...

【技术保护点】
一类隶属于丛毛单胞菌科(Comamonadaceae)和芽孢杆菌属(Bacillus)的微生物在改善母乳质量和提高配方奶粉营养成分中的应用。

【技术特征摘要】
1.一类隶属于丛毛单胞菌科(Comamonadaceae)和芽孢杆菌属(Bacillus)的微生物在改善母乳质量和提高配方奶粉营养成分中的应用。2.按照权利要求1所述的应用，其特征在于：丛毛单胞菌科提高母乳中二十二碳六烯酸(脑黄金)和肌醇的含量，并与芽孢杆菌属细菌联合抑制丁醛的升高。3.按照权利要求1所述的应用，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：马占山，李文迪，
申请(专利权)人：中国科学院昆明动物研究所，
类型：发明
国别省市：云南,53