草莓源解淀粉芽孢杆菌PFY02胞外多糖的结构表征及其降血糖机制研究

本研究从草莓汁中分离获得高产胞外多糖(EPS)的解淀粉芽孢杆菌PFY02，通过结构表征发现其含有α-1,2-Man、β-1-GlcA等特殊糖苷键，体外实验证实该EPS具有优异的热稳定性、抗氧化活性和α-淀粉酶抑制能力，并通过促进STC-1细胞分泌GLP-1和CCK、抑制Raw264.7细胞释放TNF-α等多靶点机制发挥降血糖作用，为功能性食品开发提供新思路。

　　

研究背景
2型糖尿病(T2D)作为全球性健康威胁，现有药物治疗常伴随胃肠道副作用和高成本问题。微生物源胞外多糖(EPS)因其结构多样性和生物活性成为研究热点，其中解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)产生的EPS显示出调控葡萄糖代谢的潜力。然而，高产菌株稀缺、EPS构效关系不明、降血糖机制不清晰等问题制约其应用。

研究概况
齐齐哈尔医学院微生物学重点实验室的研究团队从草莓汁中分离获得一株高产EPS的解淀粉芽孢杆菌PFY02，通过紫外光谱(UV)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、核磁共振(NMR)等技术解析其结构特征，并采用α-淀粉酶抑制实验和STC-1、RIN-m5f、Raw264.7细胞模型探究降血糖机制，相关成果发表于《Journal of Future Foods》。

关键技术
研究采用Sephadex G-100凝胶色谱纯化EPS，通过元素分析、HPLC和GPC测定单糖组成与分子量，结合 Congo red实验和X射线衍射(XRD)分析空间构象，并建立细胞模型检测CCK、GLP-1、胰岛素(INS)等激素分泌水平。

研究结果
3.1 菌株分离与鉴定
PFY02的EPS产量达15.32±0.16 g/L，16S rDNA测序显示与解淀粉芽孢杆菌相似度100%，电镜观察显示其为无鞭毛的短杆状菌。

3.2 EPS结构特征
EPS为中性杂多糖，含甘露糖(64.42%)和葡萄糖(25.36%)，分子量3.13 KDa，含α-1,2-Man、β-1-GlcA等糖苷键。AFM显示其表面粗糙度达7.32 nm，TGA证实降解温度236.6°C。

3.3 生物活性
EPS对DPPH和ABTS⁺清除率分别达33.59%和62.25%，α-淀粉酶抑制率42.51%。细胞实验显示其能显著提升STC-1细胞GLP-1分泌量(389.58±0.74 pg/mL)，并降低Raw264.7细胞TNF-α释放量(降幅50.7%)。

3.4 降血糖机制
EPS通过促进肠道L细胞分泌GLP-1和CCK，间接增加PYY分泌，进而刺激胰腺β细胞释放INS，同时抑制巨噬细胞炎症因子TNF-α产生，形成"肠道-胰岛-免疫"多靶点调控网络。

结论与意义
该研究首次阐明PFY02 EPS通过肠促胰岛素机制改善糖代谢，其特殊的单糖组成和低分子量特性与生物活性密切相关。研究成果为开发新型降血糖功能食品提供了理论依据和候选物质，同时拓展了微生物EPS在代谢性疾病领域的应用前景。后续研究可进一步验证其在动物模型中的功效及构效关系。