乳酸菌辅助降血脂,预防脂质堆积的研究已成为当今生命科学研究的热点。近10年,本实验室根据自建的体外降血脂功能益生菌筛选模型,从长寿人群肠道获得了一批具有自主知识产权的降血脂人源菌株。本文通过体外和体内实验,综合评价鼠李糖乳杆菌LV108、干酪乳杆菌grx12和发酵乳杆菌grx08及其混合乳酸菌的降血脂效应,并从脂质代谢基因转录和肠道菌群水平研究了鼠李糖乳杆菌LV108单菌及混合乳酸菌发酵乳降血脂的机制,为这些益生菌株的商业研发及推广应用提供了理论与技术支持。主要内容和结果如下:1人源乳酸菌筛选及高活性发酵乳制备采集中国长寿地区不同人群粪便样品,从中分离鉴定出乳酸菌3100多株,从乳酸菌的安全性、功能性及加工特性进行研究,筛选得到3株生产性能良好、具有抗氧化性及降胆固醇功能的乳酸菌(鼠李糖乳杆菌LV108、干酪乳杆菌grx12和发酵乳杆菌grx08),并作为受试菌株进行后续研究。通过对筛选得到的人源乳酸菌益生及发酵特性进行研究,得到一种优化的混合乳酸菌发酵剂,组成为鼠李糖乳杆菌LV108:干酪乳杆菌grx12:发酵乳杆菌grx08=2:1:1;并通过正交实验获得鼠李糖乳杆菌LV108单菌发酵乳最佳制备条件为:接种量4.0%、蔗糖添加量7.0%、发酵温度39℃、乳固形物含量14.0%;混合乳酸菌发酵乳最佳制备条件为:混合乳酸菌接种量5.0%、发酵温度37℃、蔗糖添加量8.0%、乳固形物含量12.0%。制备的发酵乳风味、质构、贮藏特性良好,在21天内鼠李糖乳杆菌LV108发酵乳及混合乳酸菌发酵乳活菌数量均在108CFU·mL-1以上。2单一及混合乳酸菌的体外降胆固醇能力研究通过对鼠李糖乳杆菌LV108、干酪乳杆菌grx12和发酵乳杆菌grx08及混合乳酸菌的体外降胆固醇影响因素及降胆固醇方式进行研究。结果表明,在发酵后期,鼠李糖乳杆菌LV108的体外降胆固醇能力显著强于干酪乳杆菌grx12和发酵乳杆菌grx08,与混合乳酸菌相比无明显差异,培养24 h胆固醇降解率分别为51.93%、38.79%、38.20%及47.11%。鼠李糖乳杆菌LV108及混合乳酸菌的降解优势在发酵20 h后逐渐显现,表明长时间发酵能够充分发挥菌株的降胆固醇能力,菌株在肠道中的定植及滞留时间对乳酸菌益生功能的发挥至关重要。研究还揭示,胆固醇浓度对菌株的降胆固醇能力具有诱导作用,干酪乳杆菌grx12和发酵乳杆菌grx08胆固醇降解极限较低,当胆固醇浓度达到1.25mg·mL-1时,两个菌株的降解能力受到抑制,此时鼠李糖乳杆菌LV108和混合乳酸菌样品的胆固醇降解率分别是发酵乳杆菌grx08样品的2.15倍和1.87倍。葡萄糖、胆盐及pH值对乳酸菌降胆固醇能力既有促进作用,同时又对乳酸菌的生长具有抑制作用,3株乳酸菌及其混合组在胆盐浓度为0.2%～0.3%,葡萄糖浓度2%时,pH值4.5～5.5具有较好的降解能力。此外,3株乳酸菌及其混合乳酸菌在生长过程中对胆固醇均有同化作用和沉淀作用,通过细菌细胞对超声波抗性的测定从侧面说明胆固醇渗入细胞膜中。鼠李糖乳杆菌LV108的共沉淀能力与干酪乳杆菌grx12和发酵乳杆菌grx08没有显著差异,鼠李糖乳杆菌LV108的降胆固醇能力优势主要是由于其更强的同化吸收能力。3单一及混合乳酸菌发酵乳的降血脂能力研究利用高脂饮食诱导产生高脂血症大鼠模型,评价鼠李糖乳杆菌LV108发酵乳及混合乳酸菌发酵乳的辅助降血脂效应。与模型组相比,鼠李糖乳杆菌LV108发酵乳及混合乳酸菌发酵乳干预显著降低了大鼠血清、肝脏及小肠中的TG、TC水平(P<0.05),肝指数、体脂指数和体重增量相较模型组同样显著降低(P<0.05),肝脏切片也证实了发酵乳干预对肝脏脂肪堆积的改善作用,表明血脂的降低并未加重大鼠体脂积累。鼠李糖乳杆菌LV108发酵乳和混合乳酸菌发酵乳对高脂膳食诱导的高血脂、高胆固醇体内模型具有一定的改善作用,改善机理是血脂吸收减弱或消耗增加。经鼠李糖乳杆菌LV108发酵乳和混合乳酸菌发酵乳干预的大鼠,其粪样中TG、TC和TBA水平显著高于模型组(P<0.05),表明乳酸菌发酵乳可能通过降低肠道对甘油三酯和胆固醇的吸收,同时增加胆汁酸的合成,或者通过共沉淀作用增加胆固醇的排出,减少肝脏脂质沉积和体内脂肪胆固醇的堆积。尽管鼠李糖乳杆菌LV108的体外降胆固醇能力优于混合菌株,但是鼠李糖乳杆菌LV108单菌发酵乳和混合发酵乳的降血脂能力没有显著差异(P>0.05)。4单一及混合乳酸菌发酵乳的降血脂机制研究以高脂血症大鼠为模型,从基因表达和肠道菌群水平上探讨乳酸菌发酵乳改善高脂血症大鼠脂质代谢水平的内在机制,比较了鼠李糖乳杆菌LV108发酵乳及混合乳酸菌发酵乳对模型大鼠脂质代谢相关基因和肠道菌群的影响效应。结果表明,高脂血症大鼠经鼠李糖乳杆菌LV108单菌或混合发酵乳干预后,大鼠肝脏和小肠中LXRs基因的表达均受到上调,从而使得LXRs轴上基因表达量增加,促进了血液中胆固醇进入HDL-C逆转运回肝脏代谢,并介导肠道细胞中固醇类物质流出至肠腔,同时抑制饮食中胆固醇的吸收。鼠李糖乳杆菌LV108发酵乳对LXRs轴上相关基因的调控能力优于混合发酵乳,且显著抑制胆固醇的合成(P<0.05)。发酵乳干预虽然并未直接激活AMPK,但通过激活PPARα和ChREBP的表达,使得宿主血清、肝脏及小肠中TG水平显著降低(P<0.05),混合乳酸菌发酵乳对脂肪合成基因的下调作用优于鼠李糖乳杆菌LV108单菌发酵乳,从一定程度上解释了混菌发酵乳降血脂能力为何与鼠李糖乳杆菌LV108单菌发酵乳无显著差异(P>0.05)。从肠道菌群水平分析,高脂血症大鼠经发酵乳干预后,改善了由高脂饮食引起的肠道菌群紊乱,恢复了高脂大鼠的肠道菌群丰度和Alpha-多样性,对与血脂代谢相关的肠道微生物具有调节作用;肠道内丁酸弧菌属(Butyriviriospp.)的丰度与血清中的LDL-C水平呈显著负相关(P<0.05)。综上所述,人源乳酸菌发酵乳可以通过降低肠道可吸收胆固醇、改善肠道菌群丰度及调控脂质代谢相关基因,达到辅助降血脂的效果。