一种具有降血糖作用的益生菌和益生元组合物及其应用

技术领域

本发明涉及保健食品和生物医药领域，具体为一种具有降血糖作用的益生菌和益生元组合物及其应用。

背景技术

随着人们生活水平的提高和人口老龄化的加剧，糖尿病患病人数与日俱增。糖尿病已成为继肿瘤、心血管疾病之后危害人类健康的第三类慢性非传染性疾病。据世界卫生组织及国际糖尿病联盟预测，到2030年全世界糖尿病患者总数将达到3.66亿。目前，中国糖尿病患者已达1.298亿，占全球患者的1/3以上，成人糖尿病患病率已从2010年的9.7％提高到2020年的12.8％，成人前期病患比例已达35.2％，这些数据表明糖尿病人数呈逐年快速增涨的态势。糖尿病及其并发症不仅会直接给患者带来疫病痛苦和死亡威胁，还会对家庭和社会带来严重经济困难。因此，亟需研制开发有效的预防、治疗糖尿病的策略及相关产品。

科学研究发现，肠道菌群与糖尿病密切相关。一方面，肠道菌群失调可能会促成糖尿病的发生和病程的加重。不健康的肠道菌群是高脂饮食导致糖尿病的罪魁祸首，其有害代谢物，如咪唑丙酸等，导致2型糖尿病发生。另一方面，健康的肠道菌群或许是治疗糖尿病的秘方。通过调节肠道菌群组成来改变肠道菌群基因模式，达到肠道菌群转录组、蛋白质组和代谢组的改变，进而影响宿主的消化、吸收和代谢过程来影响宿主糖代谢水平，最终实现降低糖尿病患者血糖水平、提高机体的免疫力。

利用益生菌和/或益生元调节肠道菌群进而干预和治疗糖尿病已成为一个研究热点。中国专利(ZL201610405159.0)公布了一种改善肠道功能的芦笋发酵饮品及其制备方法，利用副干酪乳干菌CICC6270和副干酪乳杆菌CICC6271 进行发酵，提升了芦笋水溶性膳食纤维含量和质量，再通过添加益生元，相互之间协同增效，大大增强了芦笋发酵制品改善肠道的作用，表明益生元与益生菌结合，可有效调控和改善肠道菌群结构与功能。中国专利(ZL201810073850.2) 公布了一株植物乳杆菌DM-50株及其应用，通过糖尿病小鼠的灌胃试验，发现植物乳杆菌具有降血糖作用，但降糖效果不明显。中国专利(ZL201710820373.7)公布了一种具有辅助降血糖功能的组合物及其制备方法，所述组合物由人参、黄芩、生地等中药经提取后喷雾制粉并按比例混合后制成，具有一定的辅助降血糖作用，但见效慢，效果亦不明显。

尽管目前一些公开专利显示益生菌或益生元具有降血糖的作用，但是相关研究报道多局限于单一方面，有些研究只关注益生菌，忽略了维持益生菌生长和代谢的营养物质(益生元)的作用，导致菌难以在肠道有效定植和持续繁殖，从而无法有效发挥益生菌的功效。有些研究则主要关注益生元，却未能将其与功能性益生菌结合起来进行研究，若在没有接种益生菌的情况下只提供一些营养物质，则无法保证益生菌的种类和数量，调控的效果只能是事倍功半。

发明内容

为了解决目前存在的问题，本发明提供一种具有降血糖作用的益生菌和益生元组合物及其应用，通过益生菌和益生元的合理匹配，有效调节肠道菌群，充分发挥菌群的功效，达到高效降血糖、提高人体免疫力的目的。

本发明的第一个目的在于提供一种具有降血糖作用的益生菌和益生元组合物，该组合物由益生菌和益生元两部分组成，其中，益生菌包括植物乳杆菌(Lactiplantibacillusplantarum)，菌株号为ZKWD0907，保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为CGMCC 21895，保藏日期2021年3月11日，保藏地址：北京市，酸法式乳杆菌 (Levilactobacillus acidifarinae)，菌株号为ZKWD0906，保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为CGMCC 21896，保藏日期2021年3月11日，保藏地址：北京市，益生元包括灵芝粉、蛹虫草粉、葛根粉、牛蒡粉，菊粉中的一种或多种。

可选地，该组合物中：所述益生菌按重量份数计组成为：植物乳杆菌1-6 份，酸法式乳杆菌4-9份。

优选地，植物乳杆菌3-5份，酸法式乳杆菌5-7份。

可选地，该组合物中：所述益生元按重量份数计组成为灵芝粉0-5份，蛹虫草粉5-10份，葛根粉0-3份，牛蒡粉0-3份，菊粉2-5份，且所述蛹虫草粉和菊粉的重量比为3-4：1。

优选地，该组合物中益生菌与益生元按重量份数计组成为：益生菌1-3份，益生元2-5份。

本发明的另一个目的在于提供所述益生菌和益生元组合物与食品/医学上可接受的载体制成的颗粒剂、粉剂、胶囊或片剂。

本发明的又一个目的在于提供所述益生菌和益生元组合物在食品、制药、健康保健产品生产中的应用。

与现有技术相比，本发明的积极和有益效果在于：

本发明提供了一种具有降血糖作用的益生菌和益生元组合物及其应用。通过将益生菌和益生元进行合理搭配，调优益生菌之间、益生元之间、益生菌与益生元之间的比例，充分发挥益生菌和益生元的各自作用，使益生菌在肠道更好的定植、繁殖和代谢，从而有效调节肠道菌群，充分发挥功能菌群降血糖的功效，达到快速降血糖、稳定血糖水平、提高糖尿病人生活质量的目的。另外，该组合物还有提高人体免疫力的作用，适用人群广泛。

具体实施方式

以下结合实例对本发明的具体实施方式做进一步说明，应当指出的是，此处所描述的具体实施方式只是为了说明和解释本发明，并不局限于本发明。

实施例1

益生菌菌粉的制备

1.1植物乳杆菌(Lactiplantibacillus plantarum ZKWD0907 CGMCC 21895)菌粉的制备

采用改良MRS培养基(胰蛋白胨20g，葡萄糖20g，牛肉膏5g，酵母粉5g，柠檬酸三铵2g，乙酸钠5g,吐温801mL,磷酸氢二钾2g,七水合硫酸镁0.2g,一水合硫酸锰0.05g,L-半胱氨酸盐酸盐1g,蒸馏水定容至1L,醋酸调pH为7。115℃蒸汽灭菌)，接种植物乳杆菌(Lactiplantibacillusplantarum ZKWD0907，保藏于中国微生物菌种保藏中心，保藏编号为CGMCC 21895)，接种量为5％，在37℃厌氧培养24小时，OD600为1.201，10000rpm离心10分钟，菌泥加入质量百分比为10％的脱脂奶粉，于冻干机中冻干，得到植物乳杆菌(Lactiplantibacillus plantarum ZKWD0907 CGMCC 21895)菌粉，菌含量为100亿/g。

1.2酸法式乳杆菌(Levilactobacillus acidifarinae ZKWD0906 CGMCC 21896)菌粉的制备

与1.1的操作过程相似，采用改良MRS培养基(胰蛋白胨20g，葡萄糖20g，牛肉膏5g，酵母粉5g，柠檬酸三铵2g，乙酸钠5g，吐温801mL，磷酸氢二钾 2g,七水合硫酸镁0.2g，一水合硫酸锰0.05g,L-半胱氨酸盐酸盐1g,蒸馏水定容至1L,醋酸调pH为7。115℃蒸汽灭菌)，接种酸法式乳杆菌(Levilactobacillus acidifarinae ZKWD0906,保藏于中国微生物菌种保藏中心，保藏编号为CGMCC 21896)，接种量为10％，在37℃厌氧培养36小时，OD600为1.362，10000rpm 离心10分钟，菌泥加入质量百分比为10％的脱脂奶粉，于冻干机中冻干，得到酸法式乳杆菌(Levilactobacillus acidifarinae ZKWD0906 CGMCC 21896)，菌含量为120亿/g。

实施例2

一种具有降血糖作用的益生菌和益生元组合物A

取实施例1.1-1.2所获冻干菌粉，按重量比分别称取：植物乳杆菌(Lactiplantibacillus plantarum ZKWD0907 CGMCC 21895)15g，酸法式乳杆菌(Levilactobacillus acidifarinae ZKWD0906 CGMCC 21896)18g。再分别称取灵芝粉(120目)6g，蛹虫草粉(100目)30g，牛蒡粉(100目)3g，菊粉(100 目)15g。

辅料按重量份数计，葡萄糖10份，食用香精8份，硬脂酸镁5份和二氧化硅5份。

将上述物料充分混合，制成颗粒剂，装袋，每袋2g,即得到益生元组合物产品A。

实施例3

一种具有降血糖作用的益生菌和益生元组合物B

取实施例1.1-1.2所获冻干菌粉，按重量比分别称取：植物乳杆菌(Lactiplantibacillus plantarum ZKWD0907 CGMCC 21895)3g，酸法式乳杆菌(Levilactobacillus acidifarinae ZKWD0906 CGMCC 21896)12g。再分别称取蛹虫草粉(100目)22g，葛根粉(100目)3g，菊粉(100目)6g。

辅料按重量份数计，葡萄糖10份，食用香精8份，硬脂酸镁5份和二氧化硅5份。

将上述物料充分混合，制粒、整粒、压制成片剂，每片0.25g，即得到益生元组合物产品B。

实施例4

一种具有降血糖作用的益生菌和益生元组合物C

取实施例1.1-1.2所获冻干菌粉，按重量比分别称取：植物乳杆菌(Lactiplantibacillus plantarum ZKWD0907 CGMCC 21895)22g，酸法式乳杆菌(Levilactobacillus acidifarinae ZKWD0906 CGMCC 21896)15g。再分别称取灵芝粉(100目)15g，蛹虫草粉(100目)15g，葛根粉(100目)9g，牛蒡粉(100 目)9g，菊粉(100目)7.5g。

将上述称取的物品充分混合，装入淀粉胶囊，制成胶囊产品，每粒胶囊0.5g, 即得到益生元组合物产品C。

实施例5

一种具有降血糖作用的益生菌和益生元组合物D

取实施例1.1-1.2所获冻干菌粉，按重量比分别称取：植物乳杆菌(Lactiplantibacillusplantarum ZKWD0907 CGMCC 21895)16.5g，酸法式乳杆菌(Levilactobacillus acidifarinae ZKWD0906 CGMCC 21896)24.75g。再分别称取蛹虫草粉(100目)20g,菊粉(100目)7.5g。

将上述称取的物品充分混合，装入淀粉胶囊，制成胶囊产品，每粒胶囊0.5g, 即得到益生元组合物产品D。

实施例6

组合物A对糖尿病模型小鼠降血糖作用的试验

选择昆明种小鼠，雄性体重24-26g。剂量选择：选择实施例2中的组合物 A颗粒产品，人体推荐量为5g/日/60Kg·bw，小鼠的等效剂量相当于人体推荐量的10倍，即每日摄入0.83g/Kg·bw,再按低剂量的2倍和3倍各设一个计量组，即1.67g/Kg·bw,2.49g/Kg·bw,对照组给蒸馏水，每天等体积灌胃一次，给予受试动物30天后，测定各项指标。

实验方法：对四氧嘧啶糖尿病模型小鼠空腹血糖的影响

动物禁食24h后经尾静脉给予45mg/kg·bw四氧嘧啶，第7天禁食4h,测血糖值，选取血糖值10-25m mol/L的小鼠为高血糖模型小鼠。将其随机分为四组，其中1个模型对照组，3个剂量组，每组平均11个小鼠。各处理组连续给予不同浓度受试物(实施例2中的组合物A)30天(对照组给蒸馏水)，于末次灌胃0.5h后测空腹血糖值。试验数据采用t检验进行统计分析。

试验结果：

表1本发明组合物产品对高血糖小鼠血清空腹血糖的影响

由表1可知，经口给予小鼠不同剂量的实施例2中的组合物A 30天，中剂量和高剂量组小鼠的空腹血糖值显著低于模型对照组的空腹血糖值(P<0.05)。

实施例7

组合物对糖尿病人降血糖作用的试验

试验采用样品为实施例5的组合物D制备的胶囊。

受试者选择：选择经口服降糖药治疗后病情较稳定，不需要更换药物品种及剂量，仅服用维持量的成年Ⅱ型糖尿病病人，空腹血糖≥7.8m mol/l或餐后2h 血糖≥11.1mmol/l。受试者无心、肝、肾等并发症，肝肾功能良好，无服用糖皮质激素和其他影响血糖药物史。受试者年龄在18周岁至65周岁，均为Ⅱ型糖尿病。

试食方法：80名受试者，随机分为两组，原服用降糖药物品种及剂量不变，试食组(试验组)食用实施例5的组合物D的胶囊，每日2次，每次5个胶囊。对照组服用安慰剂，服用量同试食组。各项指标于实验开始及结束时各测试一次。

功效判定：基本症状明显改善，血糖较治疗前下降≥10％为有效；基本症状无明显改善，血糖下降<10％视为无效。

试验结果：共观察80例。其中组合物试食组男性22例，女性18例，年龄最小的42岁，最大的64岁，平均年龄54.6岁，平均病程5.5年。对照组男性 14例，女性26例，年龄最小40岁，年龄最大65岁，平均54.9岁，平均病程 5.8年。

表2试食前后空腹血糖及餐后2小时血糖的含量

(*为组内差异比较，P<0.05；#为处理组间差异比较，P<0.05)

表3血糖值功效统计

从表2结果可知，试验组空腹血糖平均下降了2.43m mol/L，餐后2小时血糖平均下降了2.32m mol/L。对照组空腹血糖及餐后2小时血糖均没明显下降。处理组间相比较，一个月后试验组的空腹血糖值和餐后2小时血糖值均显著低于对照组的相应血糖值。

血糖值功效统计结果(表3)显示，试验组的总有效率达80％，远远高于对照组的15％。

上述结果表明，服用本专利的组合物产品，可有效降低糖尿病人的血糖水平。

以上所述的仅是本发明的优选实施方案，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以作出若干变化合改进，这些都属于本发明的保护范围。