富硒深层发酵松茸（Tricholoma matsutake）及其菌丝多糖的抗氧化与降血糖活性

《Food Science & Nutrition》：Selenium-Enriched Submerged Fermentation of Tricholoma matsutake and Antioxidant and Hypoglycemic Activities of Its Mycelial Polysaccharide

　　研究通过优化亚麻籽多糖（TMP）和富硒TMP（Se-TMP）的发酵条件，发现30 μg/mL的硒浓度最适于提高灵芝菌丝体产量及硒富集效率。体外实验表明Se-TMP的抗氧化活性显著高于TMP，其DPPH、ABTS自由基清除能力分别达到21.77和76.09 μmol维生素C当量/mg。体内实验显示，Se-TMP能显著降低糖尿病小鼠空腹血糖（FBG）、糖耐量（OGTT）和脂耐受（OFTT）水平，提高肝酶活性和抗氧化酶活性，且效果优于TMP。结论证实富硒发酵工艺能增强灵芝多糖的抗氧化和降血糖活性，为功能性食品开发提供依据。

　　近年来，随着现代生活方式的改变和饮食结构的演变，糖尿病的全球发病率持续上升，已成为威胁人类健康的重要非传染性疾病之一。尤其是2型糖尿病（T2DM），其与多种代谢紊乱密切相关，包括高血糖、高血脂、脂肪肝、动脉粥样硬化、冠心病以及心血管疾病等。目前，尽管已有多种降糖药物被广泛应用于T2DM的治疗，如二甲双胍、阿卡波糖、磺脲类药物、格列汀类药物、α-葡萄糖苷酶抑制剂、噻唑烷二酮类药物、二肽基肽酶-4抑制剂、钠-葡萄糖协同转运蛋白2抑制剂、胰高血糖素样肽-1受体激动剂和胰岛素等，但这些药物往往伴随一定的副作用，如胃肠道不适、胀气、腹泻、腹胀和恶心等。因此，探索具有较低毒副作用的新型治疗策略，尤其是天然产物的干预手段，已成为当前研究的重点。

在众多天然产物中，多糖因其广泛的生物活性和较低的毒性，成为糖尿病防治研究的热点。多糖是天然存在的大分子物质，主要由超过10个单糖单元通过糖苷键连接而成。它们在调节血糖、血脂以及抗氧化方面表现出显著的潜力。然而，对于硒富集后的多糖（Se-TMP）的研究仍相对有限。硒作为一种必需的微量元素，不仅具有良好的抗氧化能力，还能调节免疫系统，保护细胞免受氧化应激的伤害。研究发现，适量的硒摄入有助于降低T2DM的风险，而硒缺乏则可能引发多种健康问题，包括神经功能障碍和癌症风险增加。

因此，将硒与多糖结合，形成有机硒化合物，不仅能提升其生物利用度，还能改善其安全性。这种生物转化策略为生产硒富集的天然产品提供了新的思路。在本研究中，科学家们通过优化培养条件，利用稀释的发酵工艺成功生产出高硒含量的TMP（Tricholoma matsutake多糖）及其富硒变体Se-TMP。实验结果显示，Se-TMP在抗氧化和降血糖方面均表现出比普通TMP更强的生物活性。这表明，通过硒富集可以显著增强多糖的生物功能，为糖尿病及其相关疾病的治疗提供新的方向。

研究首先确定了T. matsutake菌丝体对硒的耐受浓度，发现其在含有50 μg/mL亚硒酸钠的平板培养中仍能保持良好的生长状态，而在液体培养中，30 μg/mL的硒浓度可以显著提高菌丝体产量，达到1.04 ± 0.07 g/100 mL。这一结果表明，T. matsutake菌丝体对硒具有较强的耐受能力，为后续的硒富集提供了可靠的实验基础。随后，研究者通过优化的液体发酵条件，成功生产出大量富硒的T. matsutake菌丝体，并进一步提取出多糖成分。结果显示，Se-TMP在多种体外抗氧化实验中表现出比TMP更强的清除自由基能力，包括DPPH、ABTS和羟基自由基的清除活性。此外，Se-TMP还显示出更高的还原能力，这表明其在抗氧化方面的潜力得到了显著提升。

在体内实验中，研究人员使用高脂肪饮食和链脲佐菌素（STZ）诱导T2DM小鼠模型，评估了TMP和Se-TMP对血糖、血脂代谢以及氧化应激的改善效果。实验结果表明，两种多糖均能有效降低血糖水平，改善糖和脂代谢，减少血脂含量，提高空腹胰岛素（FINS）水平，并降低糖化血红蛋白（HbA1c）浓度。同时，它们还能增强己糖激酶（HK）和丙酮酸激酶（PK）的活性，缓解氧化应激，从而改善糖尿病相关的病理生理状态。其中，Se-TMP在大多数指标上表现更优，显示出更强的降糖和抗氧化效果。

研究还发现，硒的富集显著提高了多糖的生物活性，这可能与其独特的抗氧化机制有关。常规多糖主要依赖于其分子中天然的羟基或其他活性基团，通过氢原子转移或单电子转移来中和自由基。然而，硒的引入改变了多糖的结构，使其具有更高效的电子转移能力，并通过催化循环反应，进一步增强了其清除自由基的效率。此外，硒还能促进多糖对胰岛素信号通路的调节，增强胰岛素受体底物-1（IRS-1）的磷酸化，从而提高胰岛素的敏感性和分泌效率。这种协同效应使得硒富集多糖在治疗糖尿病及其并发症方面展现出更大的潜力。

在体外实验中，研究人员采用多种方法评估了TMP和Se-TMP的抗氧化能力。DPPH自由基清除活性结果显示，Se-TMP的清除能力明显优于TMP，其清除能力达到了21.77 ± 0.43 μmol Vc当量/mg，而TMP仅为6.57 ± 0.02 μmol Vc当量/mg。这表明，硒的引入显著增强了多糖的抗氧化活性。此外，ABTS自由基清除实验也支持这一结论，Se-TMP表现出更高的清除能力。羟基自由基清除实验进一步证实了这一趋势，Se-TMP的清除能力达到了1.66 ± 0.17 mmol Vc当量/mg，而TMP仅为1.32 ± 0.02 mmol Vc当量/mg。这些结果表明，Se-TMP在清除不同类型的自由基方面表现更为优异。

在体内实验中，研究人员通过不同剂量的TMP和Se-TMP对糖尿病小鼠进行了治疗。结果显示，与未治疗的糖尿病组相比，治疗组的血糖水平显著下降，尤其是高剂量组的Se-TMP表现出更强的降糖效果。此外，Se-TMP还显著改善了小鼠的糖耐量和脂耐量，这表明其不仅能够降低血糖，还能调节血脂代谢，减少脂肪在体内的积累。同时，Se-TMP还能提高胰岛素敏感性，这可能与其对胰岛素信号通路的调控作用有关。实验还发现，Se-TMP能够显著增强小鼠体内超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、总抗氧化能力（TAC）和谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）的活性，同时降低丙二醛（MDA）的水平，表明其能有效缓解氧化应激，保护细胞和组织免受损伤。

研究还发现，Se-TMP在改善肝功能方面具有积极作用。与糖尿病组相比，治疗组的肝组织中SOD、CAT、TAC和GSH-Px的活性显著提高，而MDA的含量明显下降。这表明，Se-TMP不仅能改善血糖水平，还能减轻肝脏的氧化损伤，提高其抗氧化能力。此外，Se-TMP还表现出更高的脂代谢调节能力，其对总胆固醇（TC）、甘油三酯（TG）、低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）和游离脂肪酸（FFA）的降低效果优于普通TMP，进一步支持了其在治疗糖尿病及其并发症中的潜力。

综上所述，本研究通过优化的液体发酵方法，成功富集了T. matsutake菌丝体中的硒，制备出了具有更高生物活性的Se-TMP。实验结果表明，Se-TMP在抗氧化和降血糖方面均表现出显著优势，这可能与其独特的抗氧化机制和对胰岛素信号通路的调控作用有关。这些发现不仅为T. matsutake多糖的进一步研究提供了理论依据，也为开发新型的天然抗氧化剂和糖尿病治疗药物提供了重要的实验支持。未来，可以进一步探索Se-TMP在不同疾病模型中的应用，以及其在临床中的潜在价值。