TWI825706B

TWI825706B - 用於調解代謝疾病之副乾酪乳桿菌醱酵薑黃

Info

Publication number: TWI825706B
Application number: TW111117326A
Authority: TW
Inventors: 陳威仁; 朱慧芳; 唐宗寅; 魏鈺珊; 葉美良; 曾明中
Original assignee: 生展生物科技股份有限公司
Priority date: 2022-05-09
Filing date: 2022-05-09
Publication date: 2023-12-11
Also published as: TW202344263A

Abstract

本發明係提供一種用於調解代謝疾病之副乾酪乳桿菌醱酵薑黃，具體來說，藉由本發明所揭製程得到之副乾酪乳桿菌醱酵薑黃係含有水溶性類薑黃素等組成份，且能夠有效地於個體體內抑制脂肪累積及脂肪生成，因此，藉由投予一有效量之本發明所揭副乾酪乳桿菌醱酵薑黃至一個體，係能夠有效地達到預防或治療由高脂飲食所誘導引發之代謝性疾病之功效。

Description

用於調解代謝疾病之副乾酪乳桿菌醱酵薑黃

本發明係有關於醱酵產物之用途，特別係指一種用於調解代謝疾病之副乾酪乳桿菌醱酵薑黃。

按，肥胖人口數逐年上升，主要原因為飲食習慣及運動習慣不良，而肥胖除了引起體內代謝異常外，更會導致如糖尿病、非酒精性脂肪肝等其他代謝疾病。目前世界衛生組織、美國、加拿大等已宣布肥胖是一種慢性疾病。

薑黃(Curcuma longa)根莖中主要的活性成分為類薑黃素(curcuminoids，或稱薑黃色素、薑黃抽出物)，其屬於天然多酚類。類薑黃素包含薑黃素、去甲氧基薑黃素(demethoxycurcumin)與二去甲氧基薑黃素(bis~demethoxycurcumin)。薑黃已在許多亞洲國家作為傳統草藥被使用，且有研究發現其有抗氧化、抗發炎及抗癌的特性。雖然許多研究指出薑黃素具有很強的生物活性，但基於薑黃素結構之特性，導致其具有水溶性差、吸收不良、快速代謝、生物利用率低等問題，雖然目前多採用包覆技術或奈米技術來克服薑黃素吸收不良和以及低水溶性的問題，以改善體內利用率之缺失，惟，上述技術仍使處理後之薑黃素於生物體內確實發揮其功效。

本發明之主要目的係在於提供一種用於調解代謝疾病之副乾酪乳桿菌醱酵薑黃，其係透過本發明所揭特殊醱酵製程所得者，具有水溶性類薑黃素等活性成分，而能夠有效地提升薑黃素之生物利用性及吸收率，進而能夠透過調控生物體內脂肪代謝與血糖代謝，達到預防或改善代謝性疾病之功效。

緣是，為能達成上述目的，本發明係提供一種醱酵薑黃用於調控代謝疾病之用途，其中，該醱酵薑黃由一薑黃以一副乾酪乳桿菌進行醱酵反應所製得者，意即藉由投予一有效量之本發明所揭醱酵薑黃或是含有該有效量之醱酵薑黃之組合物至一個體，係能夠有效地改善或是預防由高脂飲食所引發之代謝性疾病或病徵。

其中，該副乾酪乳桿菌係為菌株名稱為MCI-40之副乾酪乳桿菌，於西元2022年4月25日寄存於台灣新竹食品工業發展研究所，寄存編號為BCRC911125。

其中，於本發明之實施例中，該醱酵薑黃係含有水溶性類薑黃素。

具體來說，本發明之一實施例係提供一種將該醱酵薑黃用於製備減重組合物之用途。

本發明之另一實施例係提供一種醱酵薑黃用於製備治療或/及預防與代謝失衡相關疾病之組合物之用途。

其中，該代謝失衡疾病係由高脂飲食所引起者，例如非酒精性脂肪肝、高血糖症等。

圖1係為HepG2細胞經不同條件進行培養後，分析細胞內油滴含量之結果。

圖2係為實例二之各組小鼠於試驗期間中之體重變化。

圖3A係為實例二中各組小鼠肝臟組織進行H&E染色之結果。

圖3B係為分析實例二中各組小鼠肝臟組織內三酸甘油脂含量之結果。

圖4係為實例二中各組小鼠性腺脂肪組織進行H&E染色之結果。

圖5A係為分析實例二中各組小鼠肝臟組織內SirT1表現量之結果。

圖5B係為分析實例二中各組小鼠肝臟組織內PGC~1α表現量之結果。

圖6A係為分析實例二中各組小鼠進行口服葡萄糖耐受試驗所測得血糖之結果。

圖6B係為分析圖6A中各組小鼠測得血糖曲線下面積之結果。

圖7A係為分析實例二中各組小鼠肝臟組織內GluT2表現量之結果。

圖7B係為分析實例二中各組小鼠肝臟組織內pAkt/Akt表現量之結果。

本發明係提供一種用於調解代謝疾病之副乾酪乳桿菌醱酵薑黃，其中，本發明所揭副乾酪乳桿菌醱酵薑黃係包含有水溶性類薑黃素，而具有抑制脂肪累積、脂肪生成之能力，因此，藉由投予一有效量之本發明所揭副乾酪乳桿菌醱酵薑黃或是含有本發明所揭副乾酪乳桿菌醱酵薑黃之組合物至一個體，係能夠有效地達到預防或治療由高脂飲食所誘導引發之代謝性疾病，如非酒精性脂肪肝、肥胖症、高血糖症、糖尿病等。

更進一步來說，本發明所揭副乾酪乳桿菌醱酵薑黃係由一薑黃以一副乾酪乳桿菌進行醱酵反應後所得者，其中，此所謂副乾酪乳桿菌係指分類學上屬於副乾酪乳桿菌種者或是被分類於副乾酪乳桿菌種之菌株，Lacticaseibacillus paracasei MC1~40(於西元2022年4月25日寄存於台灣新竹食品工業發展研究所)；一般來說，醱酵反應之條件包含有pH值為4.0~6.0、醱酵溫度為35~40℃、醱酵時間為21~36小時，所使用之培養基係為本發明所屬技術領域且具通常知識者所周知能夠用於培養乳酸菌或是副乾酪乳桿菌生長之培養基。

本發明所謂「組合物」，係指含有0.1%~100%之本發明所揭副乾酪乳桿菌醱酵薑黃之物，其係得為食品、醫藥品、營養補充品，並且係得依據需求而製備為不同型態，包含但不限於粉劑、液態、錠劑、丸劑與膠囊等。

以下，為能說明本發明之技術特徵及其功效，將茲舉若干實例並配合圖式進行說明如後。

以下實例中所使用之Lacticaseibacillus paracasei MC1~40，已於西元2022年4月25日寄存於台灣新竹食品工業發展研究所，寄存編號為BCRC911125。

以下實例所使用之細胞，如HepG2，乃為本發明所屬技術領域且具通常知識者能夠易於取得之生物材料，故不需要進行寄存。

實例一：製備醱酵薑黃

以含有1~2%葡萄糖、1~2%蛋白腖、0.01~0.08%硫酸鎂等之培養基進行Lacticaseibacillus paracasei MC1~40之種菌培養，當培養基內乳酸菌達到對數生長期時，將其接種到主醱酵培養基中並進行主醱酵，主醱酵培養基含2~4%葡萄糖、2~6%蛋白腖、0.01~0.08%硫酸鎂、3%薑黃粉等，醱酵pH控制在4.0~6.0、醱酵溫度為35~40℃、醱酵時間為21~36小時；待醱酵完成後，乾燥得到醱酵薑黃粉。

將未經微生物醱酵之薑黃粉及醱酵薑黃液分別以水、甲醇作為萃取溶劑進行萃取，得到薑黃甲醇萃取液、薑黃水萃取液、醱酵薑黃甲醇萃取液及醱酵薑黃水萃取液。以HPLC分析甲醇萃取液及水萃取液，其中，HPLC分析條件如下：流動相為2%醋酸溶液與乙腈(6：4(v/v))；分析管柱為C18；偵測波長420nm；管柱溫度35℃；流速為2mL/min；樣品注射量為10μL。

由HPLC分析結果可知，薑黃甲醇萃取液內之總類薑黃含量為0.51%，其中，BDMC(bisdemthoxycurcumin)為0.13%，DMC(demethoxycurcumin)0.18%，薑黃素為0.20%；醱酵薑黃甲醇萃取液中類薑黃含量為0.39%其中，BDMC為0.11%，DMC為0.16%，薑黃素為0.12%；而薑黃水萃取液中未能檢驗出類薑黃素，但醱酵薑黃水萃取液中的類薑黃素含量為0.12%。

由上述結果顯示，未經醱酵製程之薑黃粉中的薑黃素因薑黃素的疏水特性而無法溶於水，水溶液幾乎無法檢測出其含量；而薑黃經由如L.paracasei之乳酸菌進行醱酵後所得之醱酵薑黃經分析水中含0.12%類薑黃素。換言之，本發明所揭醱酵薑黃及其醱酵組合物係能夠有效改善低水溶性之缺失。

實例二：細胞試驗

將HepG2細胞(6×10⁴細胞/孔)在96孔盤進行培養24小時，其中，培養基為含有10%胎牛血清之DMEM培養基；培養條件為37℃及5%二氧化碳；培養至細胞生長約7~8成滿時，並分別加入空白培養基、DMSO、16mM FFA(free fatty acids，游離脂肪酸，以下簡稱油酸)、16mM FFA及薑黃素標準品(25μM，溶於DMSO中)、16mM FFA及未醱酵薑黃水溶液(25μM)、16mM FFA及醱酵薑黃水溶液(25μM)，再培養24小時，其中，醱酵薑黃水溶液係將參照實例一所揭方法製備之醱酵薑黃與水製備而成者。將培養完成後之各孔細胞進行油紅染色(Oil Red O staining)，來進行細胞內油滴染色進行分析，結果如圖1所示。

由圖1之結果可知，HepG2細胞經由油酸處理後會產生明顯油滴。薑黃素標準品與未醱酵薑黃水溶液處理後，雖可降低肝臟細胞內脂肪累積量，但效果不及本發明所揭醱酵薑黃水溶液抑制肝臟細胞內油滴生成效果。醱酵薑黃水溶液明顯較未醱酵薑黃水溶液或薑黃標準品者佳。由上述結果顯示，以本發明所揭醱酵製程產製之醱酵薑黃確實能夠有效地提升薑黃及其內活性成分之抑制油脂生成的功效，意即本發明所揭醱酵薑黃係具有調節肝臟細胞內脂肪生成之能力，進而能夠達到抑制或減緩非酒精性脂肪肝或是脂肪代謝相關疾病發生之功效。

實例三：動物試驗

取6週齡C57BL/6雄性小黑鼠，分為四組，分別以下列條件進行飼養17週：

第1組：正常飲食(5001M飼料)及正常飲水。

第2組：50%高脂飼料及正常飲水。

第3組：50%高脂飼料、正常飲水、飼料重5%之未醱酵薑黃粉及滅活菌(Lacticaseibacillus paracasei MC1~40)。

第4組：50%高脂飼料、正常飲水、飼料重5%之醱酵薑黃粉及滅活菌(Lacticaseibacillus paracasei MC1~40)，其中，醱酵薑黃粉係參考實例一所揭製程製備而得者。

於試驗期間紀錄各組小鼠之體重變化，結果如圖2所示。

由圖2之結果可知，第2組小鼠之體重明顯高於第1組小鼠，顯示投予高脂飼料確實會使小鼠體重增加；第3組與第4組小鼠之體重分別較第2組小鼠之體重下降，其中，第4組小鼠之體重上升程度係明顯較第3組小鼠減緩，並第4組小鼠之體重幾乎與第1組小鼠相同。

由圖2之結果顯示，本發明所揭醱酵薑黃係能有效地減緩高脂飲食下所導致之肥胖，並且其抑制體重上升之效果係明顯優於未經醱酵處理之薑黃；換言之，本發明所揭醱酵薑黃確實能夠於生物體內發揮抑制或減緩高脂飲食所誘導之體重上升，以能有效地達到減重及預防代謝性相關疾病之功效。

實例四：組織切片

將實例三各組小鼠犧牲後，取其肝臟組織，進行石蠟包埋切片後，再進行H&E染色，並且分析各組肝臟中三酸甘油脂之含量，結果如圖3A及圖3B所示；另取各組小鼠之性腺脂肪組織，進行組織切片及H&E染色，結果如圖4所示。

由圖3A之結果可知，第1組小鼠肝臟組織內之細胞排列整齊，沒有病變之現象；第2組小鼠之肝臟組織中有明顯白色之脂肪空泡(圖中箭頭處)，具有脂質堆積之現象；第3組及第4組小鼠肝臟組織內之白色脂肪空泡明顯低於第2組小鼠。由圖3B之結果可知，相較於第1組小鼠來說，第2組小鼠肝臟中三酸甘油脂之含量明顯提升；而第4組小鼠肝臟內三酸甘油脂之含量係明顯低於第2組小鼠。由圖4之結果可知，第2組小鼠之性腺脂肪細胞大小明顯大於第1組小鼠，而第4組小鼠性腺脂肪細胞大小係明顯小於第2組及第3組小鼠。

由圖3及圖4之結果顯示，高脂飲食確實會造成脂肪累積於肝臟及其他組織，導致個體肥胖及如非酒精性脂肪肝等脂質代謝異常相關疾病之發生，而藉由投予本發明所揭醱酵薑黃至一個體，係能夠有效地改善高脂飲食所誘導之組織內脂肪堆積及三酸甘油脂含量之情形，意即本發明所揭醱酵薑黃係能夠預防或治療因高脂飲食所引起之脂質代謝異常疾病，如非酒精性脂肪肝、肥胖等。

實例五：蛋白質表現

將實例三中各組小鼠犧牲後，取其肝臟組織，並以西方墨點法及市售ELISA套組分析各組小鼠肝臟組織內SirT1與PGC~1α之表現，結果如圖5A及圖5B所示。

由圖5A及圖5B之結果可知，第4組小鼠肝臟組織內之Sirt1及PGC~1α表現量係較第2組及第3組小鼠提升。基於Sirt1係為一種粒線體生合成之主要調節劑，會促進參與能量代謝之PGC~1α之表現，因此，由圖5A及圖5B之結果顯示，本發明所揭醱酵薑黃係能夠透過提升Sirt1及PGC~1α表現而具有促進脂肪酸氧化之能力，意即本發明所揭醱酵薑黃係能夠有效地降低因高脂飲食誘導發生之肥胖或其相關代謝疾病發生之機率。

實例六：血糖調控能力分析

實例三中各組小鼠於試驗第16週時進行口服葡萄糖耐受試驗(Oral Glucose Tolerance Test，OGTT)，先分別測定各組小鼠之空腹血糖值，而後以管餵方式給予各組小鼠2g/Kg體重之葡萄糖溶液，並分別於餵食後的30、60、90、120及180分鐘測定其血糖值，結果如圖6A所示，並分析OGTT之曲線下面積，結果如圖6B所示。

又，於實例二試驗結束後，分別取各組小鼠肝臟組織，以西方墨點法及市售ELISA套組分析各組小鼠肝臟組織內GluT2及pAkt/Akt等蛋白質之表現量，結果如圖7A及圖7B所示。

由圖6A之結果可知，於第0分鐘時，第2組小鼠之空腹血糖值高於第1組小鼠並達統計顯著，於管餵葡萄糖溶液後第30分鐘，第2組小鼠之血糖濃度開始上升，於第60、90及120分鐘時，第2組小鼠血糖濃度逐漸下降但仍高於第1組小鼠之血糖濃度，並於第90分鐘達統計顯著；第4組小鼠於管餵葡萄糖溶液後第30分鐘所測得之血糖濃度低於第2組小鼠，而管餵葡萄糖溶液後第60、90及120分鐘，第3組及第4組小鼠之血糖濃度分別與第2組小鼠無顯著差異。由圖6B之結果可知，第2組小鼠有較高的AUC，而第4組小鼠之AUC顯著低於第2組小鼠。

再者，由圖7A及圖7B之結果可知，本發明所揭醱酵薑黃係能提升pAkt/Akt之值，並且顯著增加葡萄糖轉運蛋白Glut2表現量。

綜合圖6及圖7之結果顯示，高脂飲食會減緩口服葡萄糖耐受試驗血糖下降速度，但若投予本發明所揭醱酵薑黃係能夠有效改善於飲食30分鐘內血糖急遽上升之情形，亦即本發明所揭醱酵薑黃係具有較佳代謝葡萄糖及調控血糖之能力，以達到穩定高脂飲食所誘導之血糖，進而避免與血糖代謝不良相關疾病發生之功效。

【生物材料寄存】

TW中華民國台灣財團法人食品工業發展研究所 2022/4/25 BCRC911125

Claims

一種醱酵薑黃用於製備減重組合物之用途，其中，該醱酵薑黃係由一薑黃以一副乾酪乳桿菌進行醱酵反應所製得者，並該醱酵薑黃係含有水溶性類薑黃素；該副乾酪乳桿菌係為菌株名稱為MCI-40之副乾酪乳桿菌，於西元2022年4月25日寄存於台灣新竹食品工業發展研究所，寄存編號為BCRC911125。
一種醱酵薑黃用於製備治療或/及預防與代謝失衡相關疾病之組合物之用途，其中，該醱酵薑黃係由一薑黃以一副乾酪乳桿菌進行醱酵反應所製得者，並該醱酵薑黃係含有水溶性類薑黃素，且能用以提升下列至少一蛋白質之表現量：Sirt1、PGC~1α、GluT2及pAkt/Akt；該副乾酪乳桿菌係為菌株名稱為MCI-40之副乾酪乳桿菌，於西元2022年4月25日寄存於台灣新竹食品工業發展研究所，寄存編號為BCRC911125。
如請求項2所述用途，其中，該與代謝失衡相關疾病係由高脂飲食所誘導發生者。
如請求項2述用途，其中，該與脂肪代謝失衡相關疾病係為非酒精性脂肪肝。
如請求項2所述用途，其中，該與脂肪代謝失衡相關疾病係為高血糖症。