云南中医药大学研究:ND复合菌发酵薏苡仁可调节线虫脂质代谢

ND复合菌厌氧发酵可富集薏苡仁多糖和多酚,所得发酵物在高糖诱导的秀丽隐杆线虫模型中可减小脂滴、降低甘油三酯积累,其作用与减少脂质合成、促进分解代谢相关,600 μg/mL组表现较好。

大健康前沿技术 | 薏苡仁发酵物调节脂质代谢

ND复合菌发酵薏苡仁,可调节线虫脂质代谢实现降脂

作者|李松豪 运营|王蕊 图片|网络 来源|FFL未来食品实验室

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脂质过度蓄积与脂肪合成、分解失衡有关,利用食源性成分调节脂质代谢是功能食品研究的重要方向。秀丽隐杆线虫具有脂质代谢相关基因,可用于观察活性成分对脂滴和甘油三酯积累的影响。

薏苡仁是药食两用资源,含有多糖、多酚等成分。微生物发酵能够改变原料的成分组成,为富集活性物质、提升薏苡仁加工利用价值提供了技术选择。

鉴于此,来自云南中医药大学的研究团队以薏苡仁为原料,筛选复合菌种与发酵方式,优化多糖和多酚富集条件,并结合线虫脂滴染色、甘油三酯测定及基因表达分析,比较发酵前后的作用差异,评价发酵产物的降脂活性及相关机制。

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▲图源:网络

核心痛点

薏苡仁发酵需要兼顾菌种适配与工艺参数,不同菌种组合、供氧方式和培养条件会影响多糖与多酚的富集效果。与此同时,成分含量变化需要与脂质调节表现相结合,才能筛选适合功能开发的发酵产物。研究先比较菌种与发酵方式,再以多糖、多酚综合评分优化工艺,最后通过线虫模型评价脂质蓄积和代谢相关基因的变化,将制备条件与生物活性联系起来。

本技术核心优势

菌种筛选显示,植物乳植杆菌与动物双歧杆菌乳亚种组成的ND复合菌在厌氧条件下成分富集效果较好。薏苡仁经粉碎、加水和灭菌后接种培养,接种量按薏苡仁粉与蒸馏水总体积计算。研究按多糖、多酚各占50%的综合评分,对料液比、接种量和发酵时间进行Box-Behnken响应面优化,模型决定系数为0.919。因素影响顺序为发酵时间、接种量、料液比。最终采用料液比1∶12(g/mL)、接种量7.8%、37 ℃厌氧发酵62 h的条件,验证所得多糖、多酚含量分别为563.12、42.35 mg/g,均高于未发酵物的248.10、10.75 mg/g。

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▲图1 菌种及发酵方式对多糖和多酚含量的影响

研究采用2%葡萄糖诱导线虫脂质蓄积,设置正常对照、模型及奥利司他阳性对照,并比较480、600、720 μg/mL发酵物与同浓度未发酵物的作用。尼罗红染色显示,模型组脂滴明显增大,平均直径约3.2 μm;发酵物处理后,脂滴平均直径降至约1.3~2.5 μm,与模型组差异显著(P<0.001)。同浓度比较中,发酵物减小脂滴的效果优于未发酵物,600 μg/mL组表现突出,其脂滴大小接近阳性对照组。

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▲图2 线虫脂滴染色及定量分析

YF、YW分别为发酵物、未发酵物,L、M、H依次为低、中、高浓度

甘油三酯(TG)检测进一步反映了发酵物的降脂表现。模型组TG浓度显著高于正常对照组,说明葡萄糖诱导后线虫脂质积累增加。各浓度发酵物和未发酵物处理均使TG浓度显著下降(P<0.01),其中发酵物的作用更明显。600 μg/mL发酵组TG浓度在三个发酵处理组中较低,与脂滴观察结果相呼应,显示这一浓度下发酵产物具有较好的脂质调节活性。

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▲图3 薏苡仁发酵物对线虫TG含量的影响

基因表达分析为脂质变化提供了进一步解释。发酵物显著下调sbp-1及脂肪酸去饱和酶相关基因fat-5、fat-6、fat-7的表达,同时下调TG合成相关基因dgat-2和鞘脂代谢相关基因sptl-1;脂质分解相关基因atgl-1及核受体基因nhr-49的表达则显著上调。这些变化提示,发酵物的作用与减少脂质合成、促进分解代谢有关,并与线虫脂滴缩小及TG降低的结果一致。

该技术以复合菌厌氧发酵富集薏苡仁多糖和多酚,通过响应面试验协调原料用量、接种量与发酵时间,形成了明确的制备参数。活性评价同时覆盖脂滴形态、TG含量和代谢相关基因表达,使发酵前后的差异得到多项指标支持。该流程以成分富集为制备目标,以线虫脂质变化为评价依据,有助于选择兼具成分含量与生物活性的发酵条件。成分检测与线虫模型相结合,为薏苡仁发酵原料筛选和脂质调节功能研究提供了可参考的方法。

总结

本研究筛选出植物乳植杆菌与动物双歧杆菌乳亚种组成的ND复合菌,确定料液比1∶12(g/mL)、接种量7.8%、37 ℃厌氧发酵62 h的工艺条件。所得发酵物多糖和多酚含量分别为563.12、42.35 mg/g,在高糖诱导的线虫模型中可减小脂滴、降低TG积累,600 μg/mL组表现较好。

研究将复合菌发酵、工艺优化与线虫活性评价相结合,显示了薏苡仁发酵产物调节脂质代谢的研究价值。脂质合成与分解相关基因的表达变化,为理解其降脂活性提供了线索,也为薏苡仁资源的发酵加工及功能食品研究提供了工艺和实验依据。

参考文献

原文献:崔旭扬,胡英,刘青慧,等.薏苡仁发酵及其产物对秀丽隐杆线虫的降脂作用[J].粮食与油脂,2026,39(6):85-92,106.

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