草莓源解淀粉芽孢杆菌PFY02产胞外多糖的结构鉴定及其降血糖与生物活性研究

本研究从草莓汁中分离获得高产胞外多糖(EPS)的Bacillus amyloliquefaciens PFY02菌株，其EPS产量达15.32 g/L。通过结构表征发现该EPS为含α-1,2-Man和β-1-GlcA等糖苷键的中性杂多糖，具有优异的热稳定性、乳化性和抗氧化活性。细胞实验证实EPS通过促进STC-1细胞分泌CCK和GLP-1，间接调控PYY释放，进而增强RIN-m5f细胞胰岛素分泌并抑制Raw264.7细胞TNF-α释放，为开发天然降血糖功能食品提供了新思路。

　　

随着全球糖尿病患病率持续攀升，2型糖尿病(T2D)已成为威胁人类健康的重大慢性疾病。传统降糖药物存在胃肠道副作用和治疗成本高等问题，而微生物源胞外多糖(EPS)因其天然、安全的特性成为研究热点。然而，现有EPS产量低、作用机制不明确等问题制约了其应用。针对这一现状，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Bacillus amyloliquefaciens PFY02，系统研究了其EPS的结构特征与降血糖机制，相关成果发表在《Journal of Future Foods》上。

研究人员采用16S rDNA测序、扫描电镜(SEM)等技术鉴定菌株特征，通过凝胶渗透色谱(GPC)、核磁共振(NMR)等技术解析EPS结构，并运用α-淀粉酶/α-葡萄糖苷酶抑制实验和STC-1、RIN-m5f、Raw264.7三种细胞模型探究其降血糖机制。

在菌株特性方面，PFY02呈现短杆状无鞭毛形态，EPS产量达15.32 g/L，是已报道菌株的5.5倍。结构分析显示该EPS为分子量3.13 KDa的中性杂多糖，由甘露糖(64.42%)、葡萄糖(25.36%)等组成，含有α-1,2-Man和β-1-GlcA等特征糖苷键。AFM观察发现其表面粗糙多孔，XRD证实为非晶态结构，这些特性赋予其优异的水溶性(72.52%)和持水性(145.5%)。

功能研究表明，EPS对DPPH和ABTS⁺自由基清除率分别达33.59%和62.25%，且能显著抑制α-淀粉酶(42.51%)和α-葡萄糖苷酶(72.07%)活性。细胞实验揭示其独特作用机制：125 μg/mL EPS促进STC-1细胞分泌胆囊收缩素(CCK)和胰高血糖素样肽-1(GLP-1)，分别增加59.45%和18.6%；通过GLP-1间接刺激肽YY(PYY)分泌，进而使RIN-m5f细胞胰岛素(INS)分泌量提升3.1倍；同时250 μg/mL EPS可抑制Raw264.7细胞肿瘤坏死因子-α(TNF-α)释放达50.7%，有效缓解炎症反应。

这项研究首次系统阐明了草莓源解淀粉芽孢杆菌EPS通过"肠-胰岛轴"多靶点调控血糖的新机制：即通过CCK/GLP-1-PYY-INS信号轴增强胰岛素分泌，同时抑制TNF-α介导的胰岛素抵抗。该EPS兼具高产率(15.32 g/L)和多重生物活性，为开发新型降血糖功能食品提供了优质原料和理论依据。研究不仅拓展了益生菌资源库，其揭示的"微生物-肠-代谢"调控网络更为代谢性疾病干预提供了新思路。未来需进一步开展动物实验验证其体内降糖效果，并探索工业化生产的可行性。