【技术实现步骤摘要】
一种连续性体外模拟人体肠道菌群发酵的设备及方法
本专利技术涉及人体肠道菌群培养
,尤其涉及一种连续性体外模拟人体肠道菌群发酵的设备及方法。
技术介绍
肠道微生态是目前微生物学、营养学和免疫学的研究热点。由于哺乳动物肠道菌群与人体肠道菌群差异较大,动物模型并不能很好地模拟人体情况,因而体外模拟人体肠道菌群发酵装置被不断推广,为食品学、营养学和微生物学的研究提供了巨大的方便,逐渐被学术界接受,某些模拟装置甚至可以作为生产设备,生产需要肠道环境或肠菌激活的某些活性物质。如SHIME系统采用5个反应罐,以A-B-C-D-E串联形式连接。余应新等人设计的系统在SHIME系统的基础上加入一个新的,模拟口腔的环节,同样是串联连接(F-A-B-C-D-E)。但是现有设备较为复杂,占地面积较大,成本高昂,不适用于小型实验室。
技术实现思路
为解决现有技术的缺点和不足,提供一种连续性体外模拟人体肠道菌群发酵的设备及方法,为在体外条件下,真实地模拟人体肠道不同部位微生态对摄入营养素的代谢和发酵,提供了一种较为便捷的实验方法。为实现本专利技术目的而提供的一种连续性体外模拟人体肠道菌群发酵的设备及方法,包括有营养素加料系统、肠道菌群发酵系统、气路系统、恒温培养箱、pH仪、磁力搅拌器和系统控制器,其中营养素加料系统包括加料罐、加料罐罐盖、磁力搅拌器和蠕动泵,所述加料罐罐盖设置有气体进出口以及营养素出口,营养素经由加料罐通过蠕动泵泵入到第一层的发酵罐;肠道菌群发酵系统包括三层自上向下排列的发酵罐、发酵罐罐盖和磁力 ...
【技术保护点】
1.一种连续性体外模拟人体肠道菌群发酵的设备,其特征在于:包括有营养素加料系统、肠道菌群发酵系统、气路系统、恒温培养箱、pH仪、磁力搅拌器和系统控制器,其中营养素加料系统包括加料罐、加料罐罐盖、磁力搅拌器和蠕动泵,所述加料罐罐盖设置有气体进出口以及营养素出口,营养素经由加料罐通过蠕动泵泵入到第一层的发酵罐;肠道菌群发酵系统包括三层自上向下排列的发酵罐、发酵罐罐盖和磁力搅拌器,三层发酵罐自上而下排列,以分别模拟升结肠、横结肠和降结肠,所述发酵罐罐盖装有pH仪、气体进口、气体出口、酸液进口、碱液进口、取样口以及营养素进液口,所述pH仪通过数据线与系统控制器连接;所述气体进口通过铜管连接有气体存储罐;酸液进口连接蠕动泵,并通过硅胶管与盐酸试剂瓶连接;碱液进口连接蠕动泵,并通过硅胶管与碳酸氢钠试剂瓶连接;所述取样口通过硅胶管与注射器连接,气体出口通过硅胶管与注射器连接,用以收集气体样品,上一层的发酵罐底部的排液口通过硅胶管与下一层发酵罐进液口相连,当发酵罐内液体体液达到设定体积时,液体会自动流入下一层发酵罐,最后一层发酵罐的排液口通过硅胶管与废液罐相连;所述发酵罐置于磁力搅拌器上,通过磁力搅拌 ...
【技术特征摘要】
1.一种连续性体外模拟人体肠道菌群发酵的设备,其特征在于:包括有营养素加料系统、肠道菌群发酵系统、气路系统、恒温培养箱、pH仪、磁力搅拌器和系统控制器,其中营养素加料系统包括加料罐、加料罐罐盖、磁力搅拌器和蠕动泵,所述加料罐罐盖设置有气体进出口以及营养素出口,营养素经由加料罐通过蠕动泵泵入到第一层的发酵罐;肠道菌群发酵系统包括三层自上向下排列的发酵罐、发酵罐罐盖和磁力搅拌器,三层发酵罐自上而下排列,以分别模拟升结肠、横结肠和降结肠,所述发酵罐罐盖装有pH仪、气体进口、气体出口、酸液进口、碱液进口、取样口以及营养素进液口,所述pH仪通过数据线与系统控制器连接;所述气体进口通过铜管连接有气体存储罐;酸液进口连接蠕动泵,并通过硅胶管与盐酸试剂瓶连接;碱液进口连接蠕动泵,并通过硅胶管与碳酸氢钠试剂瓶连接;所述取样口通过硅胶管与注射器连接,气体出口通过硅胶管与注射器连接,用以收集气体样品,上一层的发酵罐底部的排液口通过硅胶管与下一层发酵罐进液口相连,当发酵罐内液体体液达到设定体积时,液体会自动流入下一层发酵罐,最后一层发酵罐的排液口通过硅胶管与废液罐相连;所述发酵罐置于磁力搅拌器上,通过磁力搅拌器内部的转子搅拌发酵罐内的发酵液;所述发酵罐及磁力搅拌器置于恒温培养箱中并且以模拟人体37℃恒温环境培养;所述系统控制器包括人机交换界面和中央处理器,所述中央处理器通过数据线与磁力搅拌器、pH仪和蠕动泵连接。
2.一种连续性体外模拟人体肠道菌群发酵的方法,其特征在于:包括有以下步骤:
第一步:控制系统参数设置;
第二步:肠道菌群模拟发酵;
第三步:自动取样。
3.根据权利要求2所述的一种连续性体外模拟人体肠道菌群发酵的方法,其特征在于:所述第一步:控制系统参数设置,具体为:
系统温度37℃,蠕动泵速度设置为使营养素进入第一层的发酵罐到流出第三层的发酵罐时间为48h的速度值,发酵罐的pH通过0.05M盐酸和0.5M碳酸氢钠保持在一定范围参数内,第一层的发酵罐模拟升结肠菌群发酵,设置pH参数5.7~5.9之间,设置发酵罐液体体积80ml,包括培养基51.43ml,20%粪便稀释液体积28.57ml;第二层发酵罐模拟横结肠菌群发酵,设置pH参数6.3~6.5之间,设置发酵罐液体体积100ml,包括培养基66.67ml,20%粪便稀释液体...
【专利技术属性】
技术研发人员:刘月,董丽娜,吴长新,李建国,李建宽,张瑞,张升校,王家琦,
申请(专利权)人:山西大学,
类型:发明
国别省市:山西;14
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