不同益生菌发酵玉米须产物对体内外降糖作用的影响

李敏 刘畅

摘 要：目的：研究不同益生菌发酵玉米须的产物对小鼠体内降糖的影响和药物体外降糖的影响。方法：小鼠腹腔注射链脲佐菌素（STZ）建立Ⅱ型糖尿病小鼠模型，将小鼠分为空白对照组、模型组、阳性对照组、玉米须水煎液组、酿酒酵母菌发酵液组、枯草芽孢杆菌发酵液组和乳酸杆菌发酵液组，灌胃14d，测定小鼠的血糖并进行药物体外降糖试验。结果：成功建立糖尿病小鼠模型（P<0.01），乳酸杆菌发酵液对Ⅱ型糖尿病小鼠的体内外降糖效果较好（P<0.01）。结论：乳酸杆菌发酵液对糖尿病小鼠具有良好的体内外降血糖作用。

关键词：玉米须;STZ;Ⅱ型糖尿病

中图分类号 TQ920.6 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2021）02-0016-03

Effects of Different Probiotics Fermented Corn Whisker Products on in Vivo and in Vitro Hypoglycemic

LI Min et al.

（College of Bioengineering， Daqing Normal University， Daqing163712， China）

Abstract：Objective： To study the hypoglycemic effects of different probiotics fermented corn whiskers on mice and drugs in vitro. Methods： chain urea with rhzomorph （STZ） mice celiac injection Ⅱ diabetes mice model was established， and divided the mice into stigma of water decoction groups， groups of brewing yeast fermented liquid， bacillus subtilis fermented liquid， lactobacillus fermented liquid group， model group， positive control group and blank control group 2 weeks to fill the stomach， the determination of blood glucose in mice and in vitro hypoglycemic drug experiments. Results： successfully established diabetic model mice （P<0.01）， lactobacillus fermented liquid in mice with diabetes type Ⅱ hypoglycemic effect is better in vivo and in vitro （P<0.01）. Conclusion： Lactobacillus fermentation broth has good hypoglycemic effect in vivo and in vitro in diabetic mice.

Key words： Corn whisker; STZ; Ⅱ diabetes

糖尿病是人体葡萄糖的代谢紊乱造成的，主要临床特点是长期处于高血糖状态。其中，Ⅱ型糖尿病更为常见，占所有糖尿病病例的75%～85%[1]。目前，临床上使用的降糖药物种类繁多，且大多为西药，长期服用难免产生很多不良反应。因此，从中药里开发一种安全有效、价格低廉的降糖中药得到了广大学者的关注。

玉米须是我国传统中药材，是《中华人民共和国卫生部药材标准》收录的常见药材品种之一，最早药用记载于《滇南本草》[2]。其味甘、性平，归肾、肝、胆经，有利胆止血之效。现代药理研究表明，玉米须具有明显的降血糖作用。发酵中药是指微生物对中药进行预消化、分解和转化，把大分子的中间物质，分解转化成为能够被直接吸收的有效小分子物质的中药炮制方法[3]。中药经过发酵处理，有效成分提取率提高、药效增强，可以减少中药使用量。另外，中药渣能提供微生物生长繁殖所需的碳源、氮源等，可作为培养基用来培养微生物[4]。有研究者采用微生物发酵玉米须，来获取玉米须中的有效成分。

酵母属于简单的单细胞真核生物，易于培养，且生长迅速，被广泛用于现代生物学[5]。枯草芽孢杆菌是芽孢杆菌属的一种，在消化道中与动物体（人体）内的消化酶类一同发挥作用帮助消化，消化道益生菌[6]。乳酸杆菌是指能使糖类发酵产生乳酸的细菌，在食品、饮品和医学等领域有广泛应用，其存在广泛嗜酸性，生存最适pH为5.5～6.0。当然，在pH为3.0～4.5的环境中仍然能生存，它在无芽孢杆菌中是耐酸力最强的[7]。

本研究将把发酵中药技术与传统中药玉米须相结合，以玉米须作为试验材料，用酵母菌、枯草芽孢杆菌、乳酸杆菌3株益生菌分别发酵玉米须，然后观察发酵后的玉米须产物对高血糖小鼠血糖的影响，对比发酵前后玉米须和不同菌株发酵产物对模型小鼠的降血糖作用及发酵产物的体外降糖作用，为中药治疗糖尿病提供新的思路和依据。

1 试验材料

1.1 试验动物 昆明种小白鼠70只，雄性，体重18～20g，由哈尔滨医科大学实验动物学部提供。

1.2 仪器 BSM-120.4卓精电子分析天平（北京中金凱技术有限公司）;UV1700紫外分光光度计（杭州微米派科技有限公司）;PDZ5-2100离心机（长沙湘仪离心机仪器有限公司）;1mL注射器（北京索莱宝科技有限公司）;HGM-114血糖仪（欧姆龙健康医疗中国有限公司）。

1.3 试剂 链脲佐菌素（STZ）（Sigma公司）;75%乙醇（德州众祥工贸有限公司）;盐酸二甲双胍片（上海医药有限公司）;α-淀粉酶（Sigma公司）;α-葡萄糖苷酶（Sigma公司）;4-硝基苯基-B-D-吡喃葡萄苷（PNPG）（Sigma公司）;阿卡波糖（Sigma公司）。

1.4 药品 玉米须（选用大庆本地的玉米须，烘干磨成粉末，过80目筛;用酿酒酵母菌、枯草芽孢杆菌、乳酸杆菌3株益生菌分别发酵玉米须水煎液（10%），低温离心得到发酵产物液。

2 试验方法

2.1 分组 按照随机数字表法把70只小鼠分成空白对照组、模型组、阳性对照组、玉米须水煎组、酿酒酵母菌发酵组、枯草芽孢杆菌发酵组和乳酸杆菌发酵组，每组10只小鼠。

2.2 造模 空白对照组：生存在正常环境下，正常饲养;模型组、阳性对照组、玉米须水煎组、酿酒酵母菌发酵组、枯草芽孢杆菌发酵组和乳酸杆菌发酵组，用STZ（334mg·kg-1）腹腔注射进行造模，72h后检测血清葡萄糖水平。

2.3 给药 空白对照组和模型组：生存在正常环境下，正常饲养;阳性对照组：灌胃给药（盐酸二甲双胍片）盐酸二甲双胍片（30g/kg）1次/d;玉米须水煎组：灌胃给药（玉米须水煎液5mL）1次/d;酿酒酵母菌发酵组：灌胃给药（酿酒酵母菌发酵产物5mL）1次/d;枯草芽孢杆菌发酵组：灌胃给药（枯草芽孢杆菌发酵产物5mL）1次/d;乳酸杆菌发酵组：灌胃给药（乳酸杆菌发酵产物5mL）1次/d，连续14d。

2.4 测定指标

2.4.1 血糖值 测定小鼠的血糖指标：空腹血糖（FBG）测定于给药前，给药第3天、第7天、14天测空腹血糖，测空腹血糖当天禁食2h;给药，继续禁食lh后，剪尾取全血10?L，用血糖仪测定并记录。

2.4.2 对α-葡萄糖苷酶活性的抑制能力 取3株益生菌的发酵液1mL，加0.1mol/L的PBS溶液0.94mL（pH=6.8），再加10mol/L PNPG 40μL，混匀，于37℃反应10min。再加0.28U/L α-葡萄糖苷酶20μL，37℃反应30min。继续加入1mol/L Na2CO3 溶液1.5mL终止反应，混匀后405nm处测吸光度，并计算抑制率，同时做空白。空白管只用于调零，不参与计算。以阿卡波糖为阳性对照。背景对照不加酶液，加入等量的PBS溶液。空白对照为不加样品，加入等量PBS溶液的反应管，其他与样品管操作相同。

2.4.3 对α-淀粉酶活性的抑制能力 取2U/mLα-淀粉酶50μL和等体积的3株益生菌的发酵液，37℃反应10min，加1%可溶性淀粉1mL，37℃反应5min，再加1mLDNS试剂，沸水浴5min，迅速冷却后用蒸馏水稀释至2.5倍，照分光光度计，在540nm处测吸光值，计算抑制率，同时作空白，空白管只用于调零，不参与计算。以阿卡波糖为阳性对照。背景对照不加酶液，加入等量的蒸馏水。空白对照为不加样品，加等量蒸馏水的反应管，其他与样品管操作相同。

2.5 Ⅱ型糖尿病小鼠模型的建立 腹腔注射STZ（334mg·kg-1），72h后，与正常小鼠对比，模型组小鼠体重显著降低、空腹血糖显著升高（P<0.01）（见图1），表现出“三多一少”症状典型，说明糖尿病小鼠模型构建成功。

3 结果与分析

3.1 不同益生菌发酵产物对Ⅱ型糖尿病小鼠空腹血糖的影响 由表2可知，4玉米须水煎液组、5酿酒酵母组、6枯草芽孢杆菌组、7乳酸杆菌发组具有降低糖尿病小鼠空腹血糖的作用，其中酿酒酵母发酵液和乳酸杆菌发酵液的作用明显。与阳性对照组的降糖作用对比结果表明，乳酸杆菌发酵液的降糖作用更为明显（P<0.01），说明乳酸发酵液的降血糖作用更为明显。

3.2 不同益生菌发酵产物对酶活性抑制能力的影响 通过体外α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶模型对3株益生菌发酵玉米须的产物进行活性筛选，结果显示，乳酸杆菌发酵产物表现出一定的α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶抑制活性较好，其α-葡萄糖苷酶IC50为6.8±6.2μmol/L（P<0.05），α-淀粉酶IC50为6.5±6.1μmol/L（P<0.05），阿卡波糖为α-葡萄糖苷酶阳性对照IC50为（285.63±8.66）μmol/L，阿卡波糖为α-葡萄糖苷酶阳性对照IC50为（280.63±6.66）μmol/L。

4 结论与讨论

近年来，降血糖中药已取得了一定的研究进展，但因其起药效作用的物质基础和作用机理不明确，在毒理学上也缺乏相关研究，使得研究进展较为缓慢。JianyouGuo等[8]研究发现，玉米须水提物可作为补充营养素供应，明显降低小鼠的高血糖。其血糖代谢的作用是通过提高胰岛素水平以及恢复损伤胰岛-β细胞来达成，作用原理可能为玉米须水提物帮助胰岛素从未受损的胰腺-β细胞释放。Martin等[9]研究发现，玉米须水提物能够显著降低实验狗的血压，阻止胆固醇在肝脏合成。类似的研究结果在国内报道，玉米须水提取物能有效保护肝脏和肾脏，延缓肝细胞及肾小管上皮细胞变性，能够改善Ⅱ型糖尿病大鼠糖脂代谢，减轻Ⅱ型糖尿病糖脂毒性对其胰腺、心脏、肝脏及肾脏的损害，进而延缓并发症进展[10]，其Ⅱ型糖尿病发病的基本环节为胰岛素抵抗和胰岛-β细胞功能异常。其机制可能为1个多靶点，多途径的过程，且有研究表明主要的降糖活性部位为总皂苷[11]，表明玉米须水提取物作为降血糖降血脂食物或药物具有一定潜力。但是玉米须水提物中活性成分复杂，成分间的协同或拮抗作用有待进一步研究。

本试验探究了不同益生菌发酵玉米须产物对小鼠降血糖的作用，其中乳酸桿菌发酵产物的降血糖作用明显。在试验结果中，阳性对照组小鼠的血糖未完全降低到正常值，其可能的原因是给药的时间不够，降血糖效果还未表现出来。同时，在体外降糖作用，乳酸杆菌发酵产物抑制α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶活性的效果较好。

综上所述，乳酸杆菌发酵玉米须水煎液对Ⅱ型糖尿病小鼠具有较好的降血糖作用，对α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶活性抑制作用较好，是具有降血糖的依据。今后还应深入探讨乳酸杆菌发酵液的降血糖机理，进一步研究发酵液中的成分，阐明乳酸杆菌发酵液对糖代谢的调节作用。

参考文献

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（责编：张宏民）