CN117085100A - 用于调解代谢疾病的副干酪乳杆菌发酵姜黄 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于调解代谢疾病的副干酪乳杆菌发酵姜黄，具体来说，通过本发明所公开方法得到的副干酪乳杆菌发酵姜黄含有水溶性类姜黄素等组成份，且能够有效地在个体体内抑制脂肪累积及脂肪生成，因此，通过投予一有效量的本发明所公开副干酪乳杆菌发酵姜黄至一个体，能够有效地达到预防或治疗由高脂饮食所诱导引发的代谢性疾病的功效。
Description
技术领域
本发明有关于发酵产物的用途，特别指一种用于调解代谢疾病的副干酪乳杆菌发酵姜黄。
背景技术
肥胖人口数逐年上升，主要原因为饮食习惯及运动习惯不良，而肥胖除了引起体内代谢异常外，更会导致如糖尿病、非酒精性脂肪肝等其他代谢疾病。目前世界卫生组织、美国、加拿大等已宣布肥胖是一种慢性疾病。
姜黄(Curcuma longa)根茎中主要的活性成分为类姜黄素(curcuminoids，或称姜黄色素、姜黄抽出物)，其属于天然多酚类。类姜黄素包含姜黄素、去甲氧基姜黄素(demethoxycurcumin)与二去甲氧基姜黄素(bis～demethoxycurcumin)。姜黄已在许多亚洲国家作为传统草药被使用，且有研究发现其有抗氧化、抗发炎及抗癌的特性。虽然许多研究指出姜黄素具有很强的生物活性，但基于姜黄素结构的特性，导致其具有水溶性差、吸收不良、快速代谢、生物利用率低等问题，虽然目前多采用包覆技术或奈米技术来克服姜黄素吸收不良和以及低水溶性的问题，以改善体内利用率的缺失，惟，上述技术仍使处理后的姜黄素在生物体内确实发挥其功效。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种用于调解代谢疾病的副干酪乳杆菌发酵姜黄，其通过本发明所公开特殊发酵方法所得，具有水溶性类姜黄素等活性成分，而能够有效地提升姜黄素的生物利用性及吸收率，进而能够通过调控生物体内脂肪代谢与血糖代谢，达到预防或改善代谢性疾病的功效。
缘是，为能达成上述目的，本发明提供一种发酵姜黄用于调控代谢疾病的用途，其中，该发酵姜黄由一姜黄以一副干酪乳杆菌进行发酵反应所制得，意即通过投予一有效量的本发明所公开发酵姜黄或是含有该有效量的发酵姜黄的组合物至一个体，能够有效地改善或是预防由高脂饮食所引发的代谢性疾病或病征。
其中，该副干酪乳杆菌为菌株分类命名为Lacticaseibacillus paracasei MC1-40；保藏日期为2022年4月28日；保藏单位为德国微生物菌种保藏中心；地址：德国；保藏编号为：DSM 34254。
其中，在本发明的实施例中，该发酵姜黄含有水溶性类姜黄素。
具体来说，本发明的一实施例提供一种将该发酵姜黄在制备减重组合物中的用途。
本发明的另一实施例提供一种发酵姜黄在制备治疗或/及预防与代谢失衡相关疾病的组合物中的用途。
其中，该代谢失衡疾病由高脂饮食所引起，例如非酒精性脂肪肝、高血糖症等。
本发明还提供一种发酵姜黄组合物，包含有一有效量的发酵姜黄，该发酵姜黄由一姜黄以一副干酪乳杆菌进行发酵反应所制得，并且该副干酪乳杆菌分类命名为Lacticaseibacillus paracasei MC1-40；保藏日期为2022年4月28日；保藏单位为德国微生物菌种保藏中心；地址：德国；保藏编号为：DSM 34254。
本发明的有益效果在于：
本发明提供一种用于调解代谢疾病的副干酪乳杆菌发酵姜黄及其用途，其通过本发明所公开特殊发酵方法所得，具有水溶性类姜黄素等活性成分，而能够有效地提升姜黄素的生物利用性及吸收率，进而能够通过调控生物体内脂肪代谢与血糖代谢，达到预防或改善代谢性疾病的功效。
附图说明
图1为HepG2细胞经不同条件进行培养后，分析细胞内油滴含量的结果。
图2为实施例二的各组小鼠在试验期间中的体重变化。
图3A为实施例二中各组小鼠肝脏组织进行H&E染色的结果。
图3B为分析实施例二中各组小鼠肝脏组织内三酸甘油脂含量的结果。
图4为实施例二中各组小鼠性腺脂肪组织进行H&E染色的结果。
图5A为分析实施例二中各组小鼠肝脏组织内SirT1表现量的结果。
图5B为分析实施例二中各组小鼠肝脏组织内PGC～1α表现量的结果。
图6A为分析实施例二中各组小鼠进行口服葡萄糖耐受试验所测得血糖的结果。
图6B为分析图6A中各组小鼠测得血糖曲线下面积的结果。
图7A为分析实施例二中各组小鼠肝脏组织内GluT2表现量的结果。
图7B为分析实施例二中各组小鼠肝脏组织内pAkt/Akt表现量的结果。
具体实施方式
本发明提供一种用于调解代谢疾病的副干酪乳杆菌发酵姜黄，其中，本发明所公开副干酪乳杆菌发酵姜黄包含有水溶性类姜黄素，而具有抑制脂肪累积、脂肪生成的能力，因此，通过投予一有效量的本发明所公开副干酪乳杆菌发酵姜黄或是含有本发明所公开副干酪乳杆菌发酵姜黄的组合物至一个体，能够有效地达到预防或治疗由高脂饮食所诱导引发的代谢性疾病，如非酒精性脂肪肝、肥胖症、高血糖症、糖尿病等。
更进一步来说，本发明所公开副干酪乳杆菌发酵姜黄由一姜黄以一副干酪乳杆菌进行发酵反应后所得，其中，此所谓副干酪乳杆菌指分类学上属于副干酪乳杆菌种或是被分类于副干酪乳杆菌种的菌株，Lacticaseibacillus paracasei MC1～40(在2022年4月28日保藏在德国微生物菌种保藏中心，保藏编号为：DSM34254)；一般来说，发酵反应的条件包含有pH值为4.0～6.0、发酵温度为35～40℃、发酵时间为21～36小时，所使用的培养基为本发明所属技术领域技术人员所周知能够用于培养乳酸菌或是副干酪乳杆菌生长的培养基。
本发明所谓“组合物”，指含有0.1％～100％的本发明所公开副干酪乳杆菌发酵姜黄的物品，其可为食品、医药品、营养补充品，并且可依据需求而制备为不同型态，包含但不限于粉剂、液态、锭剂、丸剂与胶囊等。
以下，为能说明本发明的技术特征及其功效，将举若干实施例并配合附图进行说明如后。
以下实施例中所使用的Lacticaseibacillus paracasei MC1～40，在2022年4月28日保藏在德国微生物菌种保藏中心(Deutsche.20Sammlung von Mikroorganismen undZellkulturen GmbH·DSMZ)，保藏编号为：DSM 34254。
以下实施例所使用的细胞，如HepG2，为本发明所属技术领域技术人员能够易于取得的生物材料，故不需要进行保藏。
实施例一：制备发酵姜黄
以含有1～2％葡萄糖、1～2％蛋白胨、0.01～0.08％硫酸镁等的培养基进行Lacticaseibacillus paracasei MC1～40的种菌培养，当培养基内乳酸菌达到对数生长期时，将其接种到主发酵培养基中并进行主发酵，主发酵培养基含2～4％葡萄糖、2～6％蛋白胨、0.01～0.08％硫酸镁、3％姜黄粉，发酵pH控制在4.0～6.0、发酵温度为35～40℃、发酵时间为21～36小时；待发酵完成后，干燥得到发酵姜黄粉。
将未经微生物发酵的姜黄粉及发酵姜黄液分别以水、甲醇作为萃取溶剂进行萃取，得到姜黄甲醇萃取液、姜黄水萃取液、发酵姜黄甲醇萃取液及发酵姜黄水萃取液。以HPLC分析甲醇萃取液及水萃取液，其中，HPLC分析条件如下：流动相为2％醋酸溶液与乙腈(6：4(v/v))；分析管柱为C18；侦测波长420nm；管柱温度35℃；流速为2mL/min；样品注射量为10μL。
由HPLC分析结果可知，姜黄甲醇萃取液内的总类姜黄含量为0.51％，其中，BDMC(bisdemthoxycurcumin)为0.13％，DMC(demethoxycurcumin)0.18％，姜黄素为0.20％；发酵姜黄甲醇萃取液中类姜黄含量为0.39％其中，BDMC为0.11％，DMC为0.16％，姜黄素为0.12％；而姜黄水萃取液中未能检验出类姜黄素，但发酵姜黄水萃取液中的类姜黄素含量为0.12％。
由上述结果显示，未经发酵制备的姜黄粉中的姜黄素因姜黄素的疏水特性而无法溶于水，水溶液几乎无法检测出其含量；而姜黄通过如L.paracasei的乳酸菌进行发酵后所得的发酵姜黄经分析水中含0.12％类姜黄素。换言之，本发明所公开发酵姜黄及其发酵组合物能够有效改善低水溶性的缺失。
实施例二：细胞试验
将HepG2细胞(6×104细胞/孔)在96孔盘进行培养24小时，其中，培养基为含有10％胎牛血清的DMEM培养基；培养条件为37℃及5％二氧化碳；培养至细胞生长约7～8成满时，并分别加入空白培养基、DMSO、16mM FFA(free fatty acids，游离脂肪酸，以下简称油酸)、16mM FFA及姜黄素标准品(25μM，溶于DMSO中)、16mM FFA及未发酵姜黄水溶液(25μM)、16mM FFA及发酵姜黄水溶液(25μM)，再培养24小时，其中，发酵姜黄水溶液将参照实施例一所公开方法制备的发酵姜黄与水制备而成。将培养完成后的各孔细胞进行油红染色(OilRed O staining)，来进行细胞内油滴染色进行分析，结果如图1所示。
由图1的结果可知，HepG2细胞通过油酸处理后会产生明显油滴。姜黄素标准品与未发酵姜黄水溶液处理后，虽可降低肝脏细胞内脂肪累积量，但效果不及本发明所公开发酵姜黄水溶液抑制肝脏细胞内油滴生成效果。发酵姜黄水溶液明显较未发酵姜黄水溶液或姜黄标准品佳。由上述结果显示，以本发明所公开发酵制备生产的发酵姜黄确实能够有效地提升姜黄及其内活性成分的抑制油脂生成的功效，意即本发明所公开发酵姜黄具有调节肝脏细胞内脂肪生成的能力，进而能够达到抑制或减缓非酒精性脂肪肝或是脂肪代谢相关疾病发生的功效。
实施例三：动物试验
取6周龄C57BL/6雄性小黑鼠，分为四组，分别以下列条件进行饲养17周：
第1组：正常饮食(5001M饲料)及正常饮水。
第2组：50％高脂饲料及正常饮水。
第3组：50％高脂饲料、正常饮水、饲料重5％的未发酵姜黄粉及灭活菌(Lacticaseibacillus paracasei MC1～40)。
第4组：50％高脂饲料、正常饮水、饲料重5％的发酵姜黄粉及灭活菌(Lacticaseibacillus paracasei MC1～40)，其中，发酵姜黄粉参考实施例一所公开方法制备而得。
在试验期间纪录各组小鼠的体重变化，结果如图2所示。
由图2的结果可知，第2组小鼠的体重明显高于第1组小鼠，显示投予高脂饲料确实会使小鼠体重增加；第3组与第4组小鼠的体重分别较第2组小鼠的体重下降，其中，第4组小鼠的体重上升程度明显较第3组小鼠减缓，并第4组小鼠的体重几乎与第1组小鼠相同。
由图2的结果显示，本发明所公开发酵姜黄能有效地减缓高脂饮食下所导致的肥胖，并且其抑制体重上升的效果明显优于未经发酵处理的姜黄；换言之，本发明所公开发酵姜黄确实能够于生物体内发挥抑制或减缓高脂饮食所诱导的体重上升，以能有效地达到减重及预防代谢性相关疾病的功效。
实施例四：组织切片
将实施例三各组小鼠牺牲后，取其肝脏组织，进行石蜡包埋切片后，再进行H&E染色，并且分析各组肝脏中三酸甘油脂的含量，结果如图3A及图3B所示；另取各组小鼠的性腺脂肪组织，进行组织切片及H&E染色，结果如图4所示。
由图3A的结果可知，第1组小鼠肝脏组织内的细胞排列整齐，没有病变的现象；第2组小鼠的肝脏组织中有明显白色的脂肪空泡(图中箭头处)，具有脂质堆积的现象；第3组及第4组小鼠肝脏组织内的白色脂肪空泡明显低于第2组小鼠。由图3B的结果可知，相较于第1组小鼠来说，第2组小鼠肝脏中三酸甘油脂的含量明显提升；而第4组小鼠肝脏内三酸甘油脂的含量明显低于第2组小鼠。由图4的结果可知，第2组小鼠的性腺脂肪细胞大小明显大于第1组小鼠，而第4组小鼠性腺脂肪细胞大小明显小于第2组及第3组小鼠。
由图3及图4的结果显示，高脂饮食确实会造成脂肪累积于肝脏及其他组织，导致个体肥胖及如非酒精性脂肪肝等脂质代谢异常相关疾病的发生，而通过投予本发明所公开发酵姜黄至一个体，能够有效地改善高脂饮食所诱导的组织内脂肪堆积及三酸甘油脂含量的情形，意即本发明所公开发酵姜黄能够预防或治疗因高脂饮食所引起的脂质代谢异常疾病，如非酒精性脂肪肝、肥胖等。
实施例五：蛋白质表现
将实施例三中各组小鼠牺牲后，取其肝脏组织，并以西方墨点法及市售ELISA套组分析各组小鼠肝脏组织内SirT1与PGC～1α的表现，结果如图5A及图5B所示。
由图5A及图5B的结果可知，第4组小鼠肝脏组织内的Sirt1及PGC～1α表现量较第2组及第3组小鼠提升。基于Sirt1为一种粒线体生合成的主要调节剂，会促进参与能量代谢的PGC～1α的表现，因此，由图5A及图5B的结果显示，本发明所公开发酵姜黄能够通过提升Sirt1及PGC～1α表现而具有促进脂肪酸氧化的能力，意即本发明所公开发酵姜黄能够有效地降低因高脂饮食诱导发生的肥胖或其相关代谢疾病发生的机率。
实施例六：血糖调控能力分析
实施例三中各组小鼠于试验第16周时进行口服葡萄糖耐受试验(Oral GlucoseTolerance Test，OGTT)，先分别测定各组小鼠的空腹血糖值，而后以管喂方式给予各组小鼠2g/Kg体重的葡萄糖溶液，并分别于喂食后的30、60、90、120及180分钟测定其血糖值，结果如图6A所示，并分析OGTT的曲线下面积，结果如图6B所示。
在实施例二试验结束后，分别取各组小鼠肝脏组织，以西方墨点法及市售ELISA套组分析各组小鼠肝脏组织内GluT2及pAkt/Akt等蛋白质的表现量，结果如图7A及图7B所示。
由图6A的结果可知，在第0分钟时，第2组小鼠的空腹血糖值高于第1组小鼠并达统计显著，在管喂葡萄糖溶液后第30分钟，第2组小鼠的血糖浓度开始上升，在第60、90及120分钟时，第2组小鼠血糖浓度逐渐下降但仍高于第1组小鼠的血糖浓度，并在第90分钟达统计显著；第4组小鼠在管喂葡萄糖溶液后第30分钟所测得的血糖浓度低于第2组小鼠，而管喂葡萄糖溶液后第60、90及120分钟，第3组及第4组小鼠的血糖浓度分别与第2组小鼠无显著差异。由图6B的结果可知，第2组小鼠有较高的AUC，而第4组小鼠的AUC显著低于第2组小鼠。
再者，由图7A及图7B的结果可知，本发明所公开发酵姜黄能提升pAkt/Akt的值，并且显著增加葡萄糖转运蛋白Glut2表现量。
综合图6及图7的结果显示，高脂饮食会减缓口服葡萄糖耐受试验血糖下降速度，但若投予本发明所公开发酵姜黄能够有效改善于饮食30分钟内血糖急遽上升的情形，亦即本发明所公开发酵姜黄具有较佳代谢葡萄糖及调控血糖的能力，以达到稳定高脂饮食所诱导的血糖，进而避免与血糖代谢不良相关疾病发生的功效。
Claims (10)
1.一种发酵姜黄在制备减重组合物中的用途，其特征在于，该发酵姜黄由一姜黄以一副干酪乳杆菌进行发酵反应所制得。
2.如权利要求1所述用途，其特征在于，该发酵姜黄含有水溶性类姜黄素。
3.如权利要求1所述用途，其特征在于，该副干酪乳杆菌分类命名为Lacticaseibacillus paracasei MC1-40；保藏日期为2022年4月28日；保藏单位为德国微生物菌种保藏中心；地址：德国；保藏编号为：DSM 34254。
4.一种发酵姜黄在制备治疗或/及预防与代谢失衡相关疾病的组合物中的用途，其特征在于，该发酵姜黄由一姜黄以一副干酪乳杆菌进行发酵反应所制得。
5.如权利要求4所述用途，其特征在于，该副干酪乳杆菌分类命名为Lacticaseibacillus paracasei MC1-40；保藏日期为2022年4月28日；保藏单位为德国微生物菌种保藏中心；地址：德国；保藏编号为：DSM 34254。
6.如权利要求4或5所述用途，其特征在于，该与代谢失衡相关疾病由高脂饮食所诱导发生。
7.如权利要求4或5所述用途，其特征在于，该与脂肪代谢失衡相关疾病为非酒精性脂肪肝。
8.如权利要求4或5所述用途，其特征在于，该与脂肪代谢失衡相关疾病为高血糖症。
9.如权利要求4或5所述用途，其特征在于，该发酵姜黄含有水溶性类姜黄素。
10.一种发酵姜黄组合物，包含有一有效量的发酵姜黄，其特征在于，该发酵姜黄由一姜黄以一副干酪乳杆菌进行发酵反应所制得，并且该副干酪乳杆菌分类命名为Lacticaseibacillus paracasei MC1-40；保藏日期为2022年4月28日；保藏单位为德国微生物菌种保藏中心；地址：德国；保藏编号为：DSM 34254。
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