乳酸菌发酵藜麦代谢组学分析及其关键代谢物通过抑制α-葡萄糖苷酶的降糖机制研究

《Food and Chemical Toxicology》：Insight into microbial transglutaminase induced mung bean protein isolate-chitin nanocrystals composite gels: Structural properties, interactions, and bioactive substances release behavior

本研究系统揭示乳酸菌（LAB）发酵对藜麦代谢组的重塑作用，发现471种代谢物显著上调（如黄酮、酚酸），新检出5种黄酮类物质。发酵藜麦多酚提取物（FQP）通过混合型可逆抑制（IC50=0.17?mg/mL）与α-葡萄糖苷酶活性中心形成氢键/疏水作用，诱导构象变化降低催化效率，为开发新型降糖功能因子提供理论依据。

　　

Highlight

材料与试剂

藜麦种子购自山西忻州凡食县益康土产有限公司。菌株（干酪乳杆菌LC、发酵乳杆菌LF、鼠李糖乳杆菌LR）和MRS培养基购自生工生物公司。色谱级试剂购自默克公司。α-葡萄糖苷酶（EC 3.2.1.20）和PNPG底物购自Sigma-Aldrich。

发酵对藜麦微观结构的影响

扫描电镜（SEM）显示：未发酵藜麦颗粒结构完整、表面光滑（图1A–1E）；发酵后样品表面粗糙，出现不规则孔隙和局部塌陷（图1F–1J），机械强度显著降低，更易粉碎。

讨论

藜麦富含碳水化合物和蛋白质，是益生菌发酵的理想原料。乳酸菌（LAB）发酵不仅能提升产品营养价值，还可降低皂苷、植酸等抗营养组分。本研究通过广靶代谢组学技术揭示混合LAB发酵可显著促进黄酮、酚酸等生物活性物质的富集。

结论

本研究通过广靶代谢组学系统解析LAB发酵对藜麦代谢物的调控作用。混合菌株（LC、LF、LR）发酵显著提升黄酮、酚酸等含量。发酵藜麦多酚提取物（FQP）对α-葡萄糖苷酶表现出强效抑制活性（IC₅₀=0.17?mg/mL），其通过混合型可逆抑制机制与酶活性中心形成多重分子作用力，诱导构象变化降低催化效率，为开发藜麦源降糖功能因子提供理论支撑。