研究发现：特定益生菌组合可有效降糖降脂
研究发现：特定益生菌组合可有效降糖降脂
随着人们对健康饮食的关注度不断提高，益生菌作为一种具有多种健康功效的微生物，受到了越来越多的关注。最近，中国食品发酵工业研究院的研究团队开展了一项关于益生菌降糖降脂活性的研究，筛选出了两种效果较好的菌株，并探究了它们的最佳复配比例。这项研究为开发具有降糖降脂功能的功能食品提供了理论基础。
图1：研究团队背景
全国食品与发酵工业信息中心
中国食品发酵工业研究院功能主食创制与慢病营养干预北京市重点实验室，致力于研究新食品原料的安全性评估以及物性数据库、功能因子的安全性制备以及活性稳态保存与靶向递送、慢病人群膳食模型、营养基因组学与肠道微生态调控机理等方向处于行业领先水平，填补了多项国内空白。
该实验室项目组联合深圳保时健生物工程有限公司，通过比较8种常用益生菌的体外降糖活性、清除胆固醇能力、胃肠道耐受性等，筛选出综合能力较优的两种菌株进行复配，探究不同比例复配菌株的功效作用，得到改善代谢综合征的较佳益生菌组合，为益生菌的协同增效研究和功能食品的配方开发提供参考。
益生菌对缓解代谢类疾病具有良好的干预作用，但由于菌株的稳定性、菌株间的差异性等因素，可利用的品质优良、功能多元的菌株仍非常有限，且目前关于益生菌的研究多集中于单一菌株的功效评价，对复配益生菌相互作用、协同增效的研究较少。
研究结果表明：
- 8种益生菌对α-淀粉酶与α-葡萄糖苷酶均有一定的抑制作用，与菌株破碎物组相比，发酵上清液组的酶抑制能力较好。植物乳杆菌CFFM1031和CFFM1036、嗜酸乳杆菌CFFM1011及短双歧杆菌CFFM2021酶抑制能力显著，均高于阳性对照阿卡波糖（5 μg/mL）。抑制α-淀粉酶活性方面，所选菌株的发酵上清液均有较好的抑制作用，抑制率在77%以上，与其他组相比，乳双歧杆菌CFFM2012组表现出显著的α-淀粉酶抑制能力，其次是副乳酪杆菌CFFM1031组和乳双歧杆菌CFFM2013组，均强于阳性对照阿卡波糖（1 mg/mL）的酶抑制能力。
图2：益生菌对α-淀粉酶与α-葡萄糖苷酶的抑制作用
- 体外降胆固醇实验表明：8株菌株均有一定的清除胆固醇能力，清除率在13%~34%，其中乳双歧杆菌CFFM2012清除作用最强，显著高于其他菌株（P<0.05）。
图3：益生菌体外降胆固醇能力
- 将8种益生菌的酶抑制能力、体外胆固醇清除率及其他特性进行整理及标准化处理，筛选出降糖降脂能力较优的菌株。最终因子得分表，可以看出乳双歧杆菌CFFM2012及植物乳杆菌CFFM1031得分较高，表明这两种菌株潜在降糖降脂活性较优，因此选择这2种菌株进行后续复配实验。根据主成分分析结果，选取乳双歧杆菌CFFM2012和植物乳杆菌CFFM1031按1:1、1:2、1:3、2:1和3:1比例进行复配，并测定复配菌株的胆固醇清除效果及以表征复配菌株的降糖降脂效果。可以看出，菌株以不同比例复配会显著影响其胆固醇清除能力，当2种菌株以1:1复配时，胆固醇清除率为43.56%，显著高于单一菌株或以其他比例复配时的胆固醇清除率（P<0.05)。
图4：复配菌株胆固醇清除效果
- 复配益生菌在以不同益生元为唯一碳源时，均可显著增殖和产酸，在0
6 h培养期间，葡萄糖和低聚异麦芽糖能触发复配益生菌大量增殖，而在612 h培养期间，水苏糖促进菌株增殖能力较强，随着培养时间延长，在12~24 h阶段，低聚半乳糖和葡萄糖对菌株增殖能力增强，培养至24 h时菌株的生长趋于平缓，pH也呈现出先急速下降后逐渐平稳的趋势。对比不同益生元的OD600和pH结果发现，复配益生菌在低聚半乳糖中生长与产酸情况最佳，与葡萄糖相近，而在抗性糊精中增殖产酸效果最差。
图5：不同益生元对复配菌株生长的影响
本实验以8株常用益生菌为研究对象，探究了其体外降糖、降胆固醇、耐酸耐胆盐能力，并根据降维因子分析筛选出2株综合能力较优的菌株，即植物乳杆菌CFFM1031和乳双歧杆菌CFFM2012。对这2种菌株进行复配实验，得出菌株间较佳复配比例为1:1。不同益生元体外发酵实验结果表明复配菌株对低聚半乳糖和水苏糖表现出嗜好性。
综上，本次研究筛选出了功效较优的益生菌种类及配比，同时提供了相应益生元的选择，为相关降糖降脂功能产品配方开发提供理论基础。
团队介绍
功能主食创制和慢病营养干预北京市重点实验室由中国食品发酵工业研究院有限公司与北京协和医院联合建立。实验室团队致力于研究新食品原料的安全性评估以及物性数据库、功能因子的安全性制备以及活性稳态保存与靶向递送、慢病人群膳食模型、营养基因组学与肠道微生态调控机理等方向处于行业领先水平，填补了多项国内空白。
通讯作者
刘国玉，中国食品发酵工业研究院有限公司 食品工程研究发展部工程师，发酵工程博士。研究方向集中于功能性多糖资源挖掘、益生元与益生菌协同增效探究及益生菌功效解析。作为研究骨干参与国家自然基金、北京市科技计划等多项国家及省部级科研项目，在国内外期刊上发表多篇学术论文。
第一作者
闫梦晴，工学硕士，现就读于中国食品发酵工业研究院食品工程研究发展部，主要参与功能性低聚糖及膳食纤维挖掘及评价，益生菌益生元功能评价及筛选，掌握功能性低聚糖提取、结构解析及功能评价流程及方法。