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近年来,随着社会的发展,人们的饮食结构、生活方式发生了很大改变,糖尿病发病率显著上升,尤其2型糖尿病(T2DM)占了较高比例。饮食干预对控制和改善糖尿病及其并发症具有重要作用。前期研究结果显示,鹰嘴豆及其组分具有显著的降血糖、降血脂等功效。本文研究了鹰嘴豆组分对体外模拟血糖指数的影响,并通过动物实验研究这些组分对糖尿病小鼠的降血糖效果以及肠道微生态的影响。1.通过测定体外模拟血糖指数(eGI)评价鹰嘴豆粉(CF)、脱脂鹰嘴豆粉(DF)、脱蛋白鹰嘴豆粉(DP)、鹰嘴豆淀粉(CS)、鹰嘴豆水提取物(CE)对餐后血糖的影响。结果显示,各样品的eGI值大小顺序为:CS>DP>DP-CE>DF>CF。CS的eGI值显著(P<0.05)高于其他样品,DP次之;DP-CE的eGI值显著(P<0.05)低于DP;DF与CF的体外模拟指数无明显差异。以上结果表明,完全去除其他非淀粉组分显著增加淀粉eGI值,与去除脂肪相比,去除蛋白质会导致淀粉eGI值显著增加。另外,添加CE能显著降低DP的eGI值。样品的溶解度和膨胀力测定结果显示,与CF相比,CS、DP的溶解度显著(P<0.05)降低、膨胀力显著(P<0.05)增加。通过X-射线衍射分析样品的相对结晶度,结果显示,与CF相比,DP、CS结晶度显著降低。差示量热扫描(DSC)检测结果显示,与CF相比,CS的糊化温度和糊化晗(ΔH)显著(P<0.05)降低,DP的糊化峰值温度(Tp)、终止温度(Tc)显著(P<0.05)降低,DF无明显影响。通过电子扫描显微镜(SEM)观察样品的显微结构,可以观察到淀粉颗粒的暴露程度依次为:CS>DP>DF>CF。以上结果表明,与脂肪相比,蛋白质对鹰嘴豆粉、膨胀力、结晶度、糊化温度、显微结构的影响更为显著。2.通过测定eGI评价鹰嘴豆蛋白(CP)、鹰嘴豆水提取物(CE)、鹰嘴豆水溶性蛋白(CEP)对小麦淀粉(WS)餐后血糖的影响。结果表明,CP、CE、CEP的添加会显著(P<0.05)降低WS的eGI值,其中添加CE的小麦淀粉eGI值显著低于添加CP、CEP的,其eGI值由高eGI值降低为中eGI值。样品溶解度和膨胀力测定结果显示,添加CP、CE、CEP可显著降低WS的溶解度。通过DSC测定样品的热力学特性,结果表明添加CP、CEP可显著降低小麦淀粉的的糊化起始温度(T0)和峰值温度(Tp)。SEM的观察结果显示,小麦淀粉被所添加组分包裹的程度大小依次是:CEP>CE>CP。激光共聚焦显微(CLSM)结构可以看出,CP分布在小麦淀粉周围,淀粉糊化并不彻底,CE中蛋白均匀分布在淀粉表面,且淀粉颗粒糊化不彻底。结果表明,CE、CP将WS包裹程度高,分布在淀粉颗粒表面,增加其糊化温度。3.本研究通过高脂饮食联合STZ诱导C57BL/6J小鼠糖尿病模型来评价CF、CS、CP、CE对血糖和肠道菌群的影响。饮食干预一个月后,CF、CS、CP组血糖水平显著(P<0.05)低于糖尿病对照组(DCN),其中CS组血糖水平最低,且与空白对照组(CN)血糖水平无明显差异。与DCN组相比,饮食干预能显著(P<0.05)防止小鼠体重的下降。另外,干预组肝脏指数显著低于DCN组。利用气相色谱仪对小鼠粪便中短链脂肪酸含量进行测定,结果显示,与DCN相比,CS、CE组的乙酸、丁酸、戊酸的含量显著降低,且与CN组无显著性差异。小鼠血脂指标测定结果显示,CS在降低糖尿病小鼠胆固醇(TC)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)含量方面的效果最显著。使用酶联免疫试剂盒分别对白细胞介素-6(IL-6)、白细胞介素-10(IL-10)等含量进行测定。结果表明,CS能显著降低糖尿病小鼠IL-6、IL-10含量,且IL-6含量与CN组无明显差异。本研究通过基于16S rRNA V4-V5的高通量测序技术对小鼠粪便进行生物信息分析。CF、CP、CE组特有的OTUs数量明显高于对照组。Alpha Diversity分析显示,CF、CE、CP在提高物种丰度和多样性上有优势。UPGMA聚类树分析结果显示,CF、CS组与DCN组的物种结构组成差异大,CS、CP组与CN组物种组成相似,CE组与DCN组的物种组成相似,这一结果与血糖水平变化相一致。在门水平上,DCN、CF、CS、CE组的差异物种分别为疣微菌门(Verrucomicrobiota)、拟杆菌门(Bacteroidota)、未定义细菌门(unidentified-Bacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)。在属水平上,DCN组差异物种阿克曼氏菌属(Akkermansia)、CS组的差异物种为未定义瘤胃球菌科(unidentified-Ruminococcaceae)和拟杆菌属(Bacteroides)、CE组的差异物种为杜氏杆菌属(Dubosiella)、粪杆菌属(Faecalibaculum)以及Anaerostipes。综上所述,鹰嘴豆蛋白显著影响鹰嘴豆淀粉的eGI值,鹰嘴豆水提取物显著降低了小麦淀粉的eGI值,鹰嘴豆组分的饮食干预可以显著改善糖尿病小鼠肠道微生物组成,提高肠道菌群物种的多样性,显著降低疣微菌门(Verrucomicrobiota)丰度。