阅读说明：本技术 一种副干酪乳杆菌n1115改善糖尿病的应用及相应的奶粉、应用 (Application of lactobacillus paracasei N1115 to improvement of diabetes, corresponding milk powder and application ) 是由 张栋 王海波 王世杰 冯丽莉 薛玉玲 荀一萍 朱宏 封肖颖 于 2019-09-23 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种副干酪乳杆菌N1115改善糖尿病的应用及相应的奶粉、应用,其中,所述副干酪乳杆菌N1115用于预防或缓解糖尿病；而利用副干酪乳杆菌N1115制备的奶粉不仅能够有效预防或缓解糖尿病,同时配方合理,营养丰富。(The invention provides an application of lactobacillus paracasei N1115 for improving diabetes, corresponding milk powder and an application, wherein the lactobacillus paracasei N1115 is used for preventing or relieving the diabetes; the milk powder prepared by using the lactobacillus paracasei N1115 can effectively prevent or relieve diabetes, and is reasonable in formula and rich in nutrition.)

一种副干酪乳杆菌N1115改善糖尿病的应用及相应的奶粉、 应用

技术领域

本发明属于生物工程领域，涉及一种改善糖尿病菌株的应用，具体地说是一种副干酪乳杆菌N1115改善糖尿病的应用；本发明还提供了利用所述副干酪乳杆菌N1115制备的一种改善糖尿病的奶粉及其应用。

背景技术

糖尿病是一种受遗传因素、环境因素及生活习惯影响所导致的一种慢性代谢性疾病。主要原因是人体胰腺不能正常产生胰岛素（胰岛素缺乏）或身体不能正常利用胰岛素（胰岛素抵抗），导致血糖高于正常的一种综合征。高血糖则是由于胰岛素分泌缺陷或其生物作用受损，或两者兼有引起。糖尿病是长期存在的高血糖，可导致各种组织，特别是眼、肾、心脏、血管、神经的慢性损害、功能障碍。若病势控制不好，日后就会引起并发症，如心脏病、冠心病、脑血管病、视网膜血管病、肾动脉硬化、肢体动脉硬化等。根据国家卫生计生委于2016 年11 月12 日发布的最新数据显示：中国糖尿病患者总人数达到1 亿，并将持续增长，中国现已成为世界上拥有糖尿病患者人数最多的国家。如何提前预防糖尿病成为当今的难题。

研究显示益生菌对糖尿病有预防缓解及治疗作用，其潜在的干预机制包括：

1 抑制α－葡萄糖苷酶的活力

α－葡萄糖苷酶是位于肠腔及刷状缘膜的促进碳水化合物水解的关键酶，其可以把淀粉和多糖降解为可被吸收的单糖。抑制α－葡萄糖苷酶的活性，可以减少葡萄糖的吸收，降低餐后血糖水平。

2调节肠道菌群

报道表明，糖尿病患者的肠道菌群失衡，然而益生菌可定植于肠道，调节肠道菌群及增加粘附蛋白的表达，与肠粘膜一起构成肠道的天然生物屏障。该屏障可降低肠道有害菌数量，增加有益菌数量，维持肠道菌群平衡，从而降低内毒素脂多糖含量及肠道上皮细胞通透性，减少炎性因子的释放及氧化应激反应，从而减轻对胰岛的β细胞破坏。

3抗氧化作用

糖尿病通常伴随氧化应激反应，即：自由基产量过多和抗氧化防御系统破坏。这将导致细胞和酶损害，脂质过氧化增加，形成胰岛素抵抗。其也会破坏胰岛β细胞进而导致糖尿病。菌株的抗氧化作用已被研究证实，其抗氧化机制可以分为清除活性氧、螯合金属离子、抑制促氧化酶的活性、还原活性和抑制抗坏血酸的氧化。

4调节免疫及降低炎症作用

糖尿病通常与长期的低度炎症有关，炎症可通过破坏内皮细胞结构和功能，使胰岛素在组织细胞中的转运产生障碍，同时导致胰岛β细胞结构与功能障碍，从而形成糖尿病。益生菌可通过粘附上皮细胞调节机体免疫功能，并通过调节抗炎性因子的分泌来降低炎症，从而预防和控制糖尿病的发生。

但目前市场上还没有利用益生菌预防或缓解糖尿病的产品，因此目前市场上这一领域还是空白的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，是提供一种副干酪乳杆菌N1115改善糖尿病的应用，用于预防或缓解糖尿病。本发明的副干酪乳杆菌N1115是从我国内蒙古的传统发酵乳制品中分离筛选出来的，在专利CN201110357058.8中公开，已于2011年3月，保存于中国科学院微生物研究所菌种保藏中心，保藏号为CGMCC4691。

本发明还提供了一种改善糖尿病的奶粉，原料中加入了副干酪乳杆菌N1115，该奶粉能够有效预防或缓解糖尿病。

本发明也提供了上述改善糖尿病奶粉的一种应用，它用于预防或缓解糖尿病。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种副干酪乳杆菌N1115改善糖尿病的应用，所述副干酪乳杆菌N1115用于预防或缓解糖尿病。

本发明还提供了一种改善糖尿病的奶粉，制成该改善糖尿病奶粉的原料以重量份数计包括：生牛乳粉 40-45份、脱盐乳清粉28-33份、白砂糖5-8份、无水奶油4-4.5份、大豆油3-4份、乳糖3-4份、浓缩乳清蛋白粉2-4份、低聚半乳糖1.5-2份、低聚果糖1-1.5份、磷脂0.5-1份、DHA藻油粉0.1-0.2份、花生四烯酸粉剂0.1-0.3份、氯化胆碱0.05-0.2份、碳酸钙0.1-0.8份、核苷酸0.02-0.06份、复合维生素0.1-0.5份、复合矿物质0.1-0.3份、能改善糖尿病的益生菌粉0.1-1份；其中，能改善糖尿病的益生菌粉中副干酪乳杆菌N1115的含量为1×10⁸CFU/g-9×10¹⁰CFU/g。

本发明也提供了上述改善糖尿病的奶粉的一种应用，所述改善糖尿病奶粉用于预防或缓解糖尿病。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

1.本发明所述副干酪乳杆菌N1115可以预防或缓解糖尿病。

2.本发明所述副干酪乳杆菌N1115可以调节免疫，减少氧化作用对胰岛素分泌细胞的损伤，增加肠道屏障功能减少长期低度炎症的发生。

3.本发明所述副干酪乳杆菌N1115改善糖尿病奶粉可以改善口渴多饮的症状。

附图说明：

图1为本发明实施例1对肠道屏障功能的评价中N1115 TEER值变化。

图2为本发明实施例1对肠道屏障功能的评价中LGG TEER值变化。

图3为本发明实施例1对抗氧化能力的评价中益生菌羟自由基清除能力。

图 4 为本发明实施例1对抗氧化能力的评价中益生菌超氧阴离子清除能力。

图5为本发明实施例1对抗氧化能力的评价中益生菌DPPH清除能力。

图6为本发明实施例1对免疫调节能力的评价中活性N1115的免疫调节能力。

图 7 为本发明实施例1对免疫调节能力的评价中热灭活N1115的免疫调节能力。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步详细说明，应当理解所描述的实施例仅用于解释本发明，并不限定本发明。

实施例1：副干酪乳杆菌N1115改善糖尿病的应用

1．副干酪乳杆菌N1115对肠道屏障功能的评价

肠道中的一些益生菌能够通过调节肠道通透性，维持肠道细胞活性，从而达到维护肠道细胞间紧密连接结构的目的，基于此，在体外建立的肠上皮细胞研究模型采用Caco-2细胞在Transwell细胞小室中形成的单层膜屏障的方法，是一种成熟的体外肠道屏障模型。

选用Transwell滤膜0.4 μm的6孔板，将培养良好的Caco-2铺于上层小室内，使细胞量约为5×10⁵个/孔，置于37℃、5%CO₂培养箱中培养，随着培养时间的延长，Caco-2细胞逐渐相互接触、分化，最终在细胞间形成紧密连接结构，测定的跨膜电阻值同时随之增长，完成模型建立，更换Transwell细胞小室内的培养液，并在上层小室加入益生菌菌悬液（浓度约为1 × 10⁸ CFU/孔），置于37℃、5%CO₂培养箱中共孵育6 h，分别于2 h、4 h、6 h测定跨膜电阻值，依据公式计算相对跨膜电阻值。

细胞间紧密连接结构是肠道机械屏障的基础，在Transwell的Caco-2细胞模型中，若紧密连接结构破坏，离子流所受到的阻力减小，跨膜电阻值减小。

上述实验结果如图1-2所示，表明益生菌对细胞间紧密连接结构具有一定维持作用，其中副干酪乳杆菌N1115具有更好的能够通过维持和保护紧密连接结构来维持肠道屏障功能，从而减轻对胰岛β细胞的破坏，改善糖尿病患者病情。

．副干酪乳杆菌N1115对抗氧化能力的评价

糖尿病通常伴随氧化应激反应，即：自由基产量过多和抗氧化防御系统破坏。这将导致细胞和酶损害，脂质过氧化增加，形成胰岛素抵抗。其也会破坏胰岛β 细胞进而导致糖尿病。益生菌的抗氧化性已经被多种体内外实验证实，就当前的研究而言，益生菌可能的抗氧化机制主要包括四种，分别为抵抗氧胁迫作用、清除自由基系统、调控信号通路途径、抑制脂质过氧化和金属离子影响。自由基主要由线粒体产生并释放到细胞质内，自由基过多会与机体发生链式反应，造成细胞损伤。机体内的自由基主要包括以下几种：羟自由基（OH^-）、超氧阴离子自由基（O^2-）、DPPH自由基、过氧化氢（H₂O₂）、单线态氧（O₂）等。现有数据表明，经过体外模拟氧化体系研究，部分益生菌具有较强的自由基清除能力。

活化菌株，接种于MRS液体培养基中，37℃培养24 h，收集菌液于4000 rpm，4℃离心10 min，收集菌体，生理盐水洗涤1次。重悬菌体，调整菌溶度至1×10⁷ CFU/mL。分别检测益生菌的羟自由基清除能力（Fenton法）、超氧阴离子清除能力（邻苯酚自氧化法）、DPPH清除能力。具体方法见表1：

表1 益生菌抗氧化能力检测方法

实验结果如图3-5所示，由结果发现N1115对DPPH、羟自由基和超氧阴离子有较好的清除能力，说明N1115具有良好的抗氧化能力，对于糖尿病中伴随的氧化应激作用能够起到缓解作用。

．副干酪乳杆菌N1115对免疫调节能力的评价

糖尿病还会伴随着免疫炎症反应。而益生菌已被证明具有促进免疫细胞、组织和器官生长发育，刺激机体产生抗体等免疫调节因子，增强吞噬细胞活性的作用，从而提高宿主的免疫功能。白细胞介素-1b（IL-1b）、白细胞介素-6（IL-6）、白细胞介素-10（IL-10）和白细胞介素-12a（IL-12a）等在机体免疫应答过程中起着十分重要的作用。通过实时荧光定量PCR技术，可评价N1115孵育巨噬细胞J774A.1后，对细胞中免疫调节因子IL-1b、IL-6、IL-10和IL-12a mRNA表达水平的影响。本试验分别对活性和热灭活的N1115菌株进行了评价，调整菌悬液浓度至10⁶ CFU/mL，与J774A.1细胞共孵育3 h后，检测巨噬细胞J774A.1内IL-1b、IL-6、IL-10和IL-12a mRNA表达水平的变化情况。

对内参基因GAPDH和4种细胞因子进行荧光定量检测，比较4种细胞因子mRNA在巨噬细胞J774A.1中的相对表达量变化，结果如图6、7所示。N1115菌株是否具有活性对巨噬细胞J774A.1的细胞因子具有不同的影响。对照组为不加菌的空白细胞组。活性和热灭活N1115作用下的J774A.1各个细胞因子mRNA的相对表达量有不同程度的升高或降低。由此可知，副干酪乳杆菌N1115对白细胞介素-1b（IL-1b）、白细胞介素-6（IL-6）、白细胞介素-10（IL-10）和白细胞介素-12a（IL-12a）的mRNA表达量有调节作用，从而增强机体免疫力，减少炎症的发生，从而预防和控制糖尿病的发生。

实施例2-5 利用副干酪乳杆菌N1115制备的改善糖尿病的奶粉

实施例2-5分别为一种利用副干酪乳杆菌N1115制备的改善糖尿病的奶粉。它们的原料组成相同，不同之处在于各原料的用量有差别，原料具体配比见下表2：

表2 实施例2-5的原料配比

将各原料组分均匀混合即得相应实施例的改善糖尿病奶粉。

实施例6实施例2-5所提供改善糖尿病奶粉的应用

本研究共招募受试者120人，均为Ⅱ型糖尿病患，对照组60人，试饮组60人。到试验结束时对照组共55人，试饮组共计53人。受试者平均年龄56.9±6.7岁，平均体重71.5±12.5kg。

试饮组每日饮用本发明实施例2制得改善糖尿病奶粉，用量为50g该奶粉加温水混匀得到500mL牛奶，连续饮用60 d。对照组为空白对照。

统计方法：采用EpiData 3.1进行数据录入，SPSS13.0软件进行统计分析。凡自身对照资料采用单因素重复测量方差分析，两两比较采用LSD-t检验，两组均数比较采用成组t检验，2组率的比较采用x²检验。计量资料采用均数±标准差或者中位数(百分之25分位数，百分之75分位数)表示。P<0.05表示差异有显著性。

试饮2个月时试饮组口渴多饮症状改善率高于对照组（P=0.032），多食易饥、多尿、倦怠乏力、腰膝酸软及失眠的改善率与对照组差异无统计学意义（P>0.05）。

表3 试饮2个月时对照组与试饮组试饮2个月时糖尿病症状改善率比较

*：差异有统计学意义。