金柚幼果膳食纖維改善糖尿病小鼠的腸道健康

黃妙如，宋海鳳，陳子鈞，胡悅，林琪欣，張浣悠，馬路凱，劉袆帆

（仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院輕工食品學(xué)院，廣東廣州 510000）

在柚子種植中，有大量自然掉落的柚子幼果，該幼果皮厚肉少，銷售價(jià)值大幅下降，造成經(jīng)濟(jì)損失與浪費(fèi)。在之前的研究中[1]，提取了金柚幼果中的三種膳食纖維（dietary fiber，DF），分別是總膳食纖維（total dietary fiber，TDF）、可溶性膳食纖維（soluble dietary fiber，SDF）與不溶性膳食纖維（insoluble dietary fiber，IDF）。對(duì)它們的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)進(jìn)行表征，研究發(fā)現(xiàn)三種膳食纖維的持水、持油和膨脹性均延緩了葡萄糖的擴(kuò)散，抑制了α-淀粉酶的合成，影響了膽固醇膠束的形成。通過四氧嘧啶誘導(dǎo)的糖尿病小鼠模型，研究發(fā)現(xiàn)金柚幼果的三種膳食纖維均可改善血糖濃度、降低血脂水平，并有利于影響腸道菌群的豐富度和多樣性。

糖尿病是危害人體健康的非傳染性慢性疾病之一[2]。膳食纖維在營養(yǎng)學(xué)上被作為一種十分重要的營養(yǎng)素[3]。膳食纖維可以有效延緩消化[4]，對(duì)糖尿病患者調(diào)節(jié)胰島素敏感性、改善膽固醇的排泄等有一定的作用[5]。相關(guān)研究表明，膳食纖維可以使腸道內(nèi)容物體積增大和水分含量升高，充盈腸胃腔[6]。膳食纖維經(jīng)過腸道微生物發(fā)酵產(chǎn)生短鏈脂肪酸，腸道內(nèi)pH值降低可導(dǎo)致微生態(tài)環(huán)境的變化，改善有益菌的繁殖，同時(shí)抑制腸道有害菌群的生長[7,8]。

腸道菌群的各種反應(yīng)在腸道健康中都起關(guān)鍵性的作用，工作良好的健康腸道是人體全面健康的基礎(chǔ)和保障。因此，本研究以金柚幼果膳食纖維為樣品，通過小鼠4周灌胃喂養(yǎng)，觀察和檢測小鼠腸道內(nèi)環(huán)境健康相關(guān)指標(biāo)的變化；以小鼠糞便中的16S rDNA基因?yàn)檠芯繉?duì)象，通過高通量測序技術(shù)解讀微生物群體的多樣性、豐富度及群體結(jié)構(gòu)，研究金柚幼果的膳食纖維對(duì)糖尿病小鼠腸道菌群的影響，進(jìn)一步闡明腸道菌群在金柚幼果膳食纖維降糖效果中的作用，為金柚幼果膳食纖維改善腸道健康提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

梅州沙田柚幼果，幼果為同一批次落果，個(gè)頭大小相仿。

BN1680型四氧嘧啶，Bioswamp公司；戊巴比妥鈉，Merck公司；耐高溫α-淀粉酶（4000 U/g），纖維素酶（400 U/mg），木瓜蛋白酶（800 U/mg），上海瑞永生物科技有限公司；糖化酶，中性蛋白酶，河南萬邦實(shí)業(yè)有限公司；P3761型戊巴比妥鈉，Sigma Merck公司。

1.2 儀器與設(shè)備

360型血糖儀，魚躍公司；J21070型手術(shù)直剪、WA3040型顯微鑷、WA1020型顯微剪，金鐘公司；ME203E/02電子天平，梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；FD-1D-50真空冷凍干燥機(jī)，北京博醫(yī)康實(shí)驗(yàn)儀器公司；HY-200標(biāo)準(zhǔn)分樣篩，金源篩網(wǎng)；BCD-192TGN冰箱，青島海爾股份有限公司；L600離心機(jī)，湖南湘儀實(shí)驗(yàn)室儀器開發(fā)有限公司；DHG-9023A恒溫干燥箱，飛迪科技有限公司；HH-2s數(shù)顯恒溫水浴鍋，金壇市科杰儀器廠；榨汁機(jī)、密封袋、保鮮紙、一次性培養(yǎng)皿、一次性手套，市售。

1.3 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物

雄性無特定病原體的昆明小鼠，六周齡，體重20.0 g±0.20 g，購于武漢華聯(lián)科生物技術(shù)有限公司，許可證號(hào)：SYXK（鄂）2018-0104。

1.4 實(shí)驗(yàn)方法

1.4.1 金柚幼果的預(yù)處理

清洗柚子幼果，切成小于4 cm的小塊，經(jīng)鼓風(fēng)干燥機(jī)完全干燥后（55 ℃，24 h），再粉碎樣品轉(zhuǎn)移到燒杯中，用封口膜密封并在-4 ℃條件下保存?zhèn)溆谩?/p>

1.4.2 膳食纖維的提取

參考Liu等人的方法[1]，具體實(shí)驗(yàn)步驟如下：

1.4.2.1 總膳食纖維（TDF）制備

取10 g柚子粉置于250 mL錐形瓶中，以1:10的比例加入去離子水?dāng)嚢瑁⒉ㄕ袷?5 min，沸水浴糊化15 min，再次振蕩后（50 ℃，30 min），依次加入耐高溫α-淀粉酶（95 ℃，60 min）、糖化酶（60 ℃，60 min）、中性蛋白酶（55 ℃，120 min）進(jìn)行酶解，最后沸水滅酶15 min，冷卻，4倍無水乙醇處理，過夜放置，抽濾，凍干，得總膳食纖維。

1.4.2.2 水溶性膳食纖維（SDF）制備取10 g柚子粉，加入20 mL乙酸-乙酸鈉緩沖液混勻，在沸水浴中煮沸1 h，冷卻，加入0.03%（體積分?jǐn)?shù)）纖維素酶，50 ℃條件下酶解1.5 h。加熱混合物到85 ℃，10 min滅酶，再加入0.06%木瓜蛋白酶在60 ℃酶解30 min，冷卻，4倍95%乙醇處理，過夜放置。

1.4.2.3 不水溶性膳食纖維（IDF）制備

取10 g柚子粉，以1:10的比例加入去離子水進(jìn)行溶解，離心分離（1500×g，15 min）后取沉淀，進(jìn)行酶法處理（α-淀粉酶，溫度70 ℃，pH 5.5，加酶量0.6%，時(shí)間80 min），繼而過濾，取濾渣烘干，得水不溶性膳食纖維。

1.4.3 動(dòng)物實(shí)驗(yàn)

1.4.3.1 糖尿病小鼠模型的制備

參照Liu等人方法[9]，詳見圖1。六周齡的雄性昆明小鼠(20.0 g±2.0 g)，按體質(zhì)量隨機(jī)分為6組：空白對(duì)照組（CON組）、糖尿病組（DM組）、總膳食纖維組（TDF組）、可溶性膳食纖維組（SDF組）、不可溶性膳食纖維組（IDF組）、阿卡波糖陽性對(duì)照組（ACAR組），每組6只，并隨機(jī)提供食物和水。對(duì)照組給予生理鹽水腹腔注射，另外5組，禁食24 h，經(jīng)腹腔注射四氧嘧啶(200 mg/kg體重)。36 h后禁食12 h，尾部取血測其空腹血糖值，當(dāng)血糖小于15 mM并在注射后1周內(nèi)保持血糖濃度為15 mmol/L～30 mmol/L時(shí)，建立糖尿病小鼠模型（DM組）。每天以0.2 mL/10 g體重的劑量分別將蒸餾水（CON組、DM組）、TDF、SDF、IDF、阿卡波糖（ACAR組：陽性對(duì)照組）給予小鼠進(jìn)行灌胃，連續(xù)灌胃4周。

圖1 動(dòng)物模型建立過程圖Fig.1 Animal model establishment process diagram

1.4.3.2 樣品采集

實(shí)驗(yàn)結(jié)束，收集糞便樣品，隨后通過異氟烷處理處死小鼠，收集結(jié)腸內(nèi)容物，所有結(jié)腸和糞便樣品均保存在-20 ℃?zhèn)溆谩?/p>

1.4.4 樣品成分的測定方法

1.4.4.1 HE染色

將結(jié)腸置于中性福爾馬林固定液中固定，經(jīng)脫水、包埋、切片后，石蠟切片常規(guī)脫蠟，梯度乙醇水化，蘇木精染色4 min，體積分?jǐn)?shù)1%鹽酸乙醇分化20 s，自來水和蒸餾水各洗2 min；稀氨水返藍(lán)30 s，水洗2 min；伊紅染色20 s，水洗2 min。脫水、透明、中性樹膠封片，于顯微鏡下觀察結(jié)腸組織[10,11]。

1.4.4.2 水分測定

每只小鼠稱取50 mg結(jié)腸及糞便樣品，然后保存在-20 ℃中。融化樣品并立即放入120 ℃的干燥箱中，記錄糞便樣品的恒定重量。水分含量的計(jì)算參考Hu[12]等人的方法。

1.4.4.3 pH值測定

每只小鼠稱取50 mg結(jié)腸及糞便樣品，解凍后用五倍超純水稀釋，離心（3900×g，15 min）。收集上清液，用微量pH計(jì)測量pH值。

1.4.4.4 短鏈脂肪酸測定

用五倍超純水稀釋每只小鼠的10 mg糞便樣品后離心（3900×g，15 min），收集上清液用于測定SCFAs。

分別稀釋一定濃度梯度的乙酸、丙酸、異丁酸、丁酸、異戊酸和戊酸標(biāo)準(zhǔn)品用于后期的氣相色譜分析，根據(jù)繪制保留時(shí)間與有機(jī)酸濃度的標(biāo)準(zhǔn)曲線用于求解樣品中6種有機(jī)酸的含量。有機(jī)酸標(biāo)準(zhǔn)品和所有樣品使用Agilent 7890A GC和Agilent 5975C MS系統(tǒng)，氣相色譜柱（HP-INNOWAX，190901N-213；J＆W Scientific，Santa Clara，CA, USA）,使用30 m×250 μm I.S，0.25 μm的色譜柱[9]。

1.4.5 DNA的提取和測序

使用糞便基因組DNA提取試劑盒提取各組小鼠糞便樣品中微生物總DNA，并以此為模板，使用引物515F（5'-GTGYCAGCMGCCGCGGTAA-3'）和806R（5'-GGACTACNVGGGTWTCTAAT-3'）對(duì)細(xì)菌16S rDNA基因V4區(qū)域進(jìn)行聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（polymerase chain reaction，PCR）擴(kuò)增。PCR條件：反應(yīng)體系25 μL，DNA模板50 ng，上下引物各2.5 μL，PCR MIX 12.5 mL，用雙蒸水定容至25 μL；反應(yīng)條件：98 ℃預(yù)變性30 s，98 ℃變性10 s，54 ℃退火30 s，72 ℃延伸42 s，35個(gè)循環(huán)，72 ℃終延伸10 min。

PCR擴(kuò)增產(chǎn)物利用AxyPrep PCR Cleanup Kit回收試劑盒回收DNA。利用Qubit dsDNA HS Assay Kit在Promega Quanti Fluor熒光定量系統(tǒng)上進(jìn)行文庫定量，梯度稀釋濃度大于2 nM的上機(jī)序列文庫，根據(jù)所需測序量按相應(yīng)比例混合，經(jīng)NaOH變性為單鏈，最后上機(jī)測序。

1.4.6 數(shù)據(jù)分析

利用Illumina MiSeq測序儀對(duì)樣品進(jìn)行2×250 bp的雙端測序，overlap將雙端數(shù)據(jù)進(jìn)行拼接，并進(jìn)行質(zhì)控、嵌合體過濾，獲得高質(zhì)量cleandata.DADA2（Divisive Amplicon Denoising Algorithm），通過“去重復(fù)”（Dereplication，相當(dāng)于以100%相似度聚類）等步驟獲得單堿基精度的代表序列。DADA2的核心是去噪，使用ASVs（Amplicon Sequence Variants）的概念構(gòu)建類OUT（Operational Taxonomic Units），獲得最終的特征表以及特征序列，進(jìn)一步進(jìn)行多樣性分析、物種分類注釋和差異分析等。

以上實(shí)驗(yàn)均設(shè)置3個(gè)平行，結(jié)果使用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差（Mean±SD）的方式表示。采用美國IBM公司SPSS Statistics 25軟件，進(jìn)行單因素方差分析（one-way ANOVA）中的鄧肯法（Duncan）分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 膳食纖維對(duì)結(jié)腸組織形態(tài)結(jié)構(gòu)的影響

腸道是機(jī)體最大的免疫器官，腸道黏膜擔(dān)任著消化吸收和人體第一道防線的任務(wù)，維持黏膜的完整性至關(guān)重要[13]。本試驗(yàn)結(jié)果如圖2所示，CON組和ACAR組的小鼠結(jié)腸黏膜上皮形態(tài)清晰，結(jié)構(gòu)完整，未見潰瘍及損傷情況；DM組腸黏膜的結(jié)構(gòu)遭到破壞，壞死甚至脫落。攝入三種膳食纖維的高血糖小鼠在形態(tài)結(jié)構(gòu)上有改善作用。在李耀東等人的研究中[14]，復(fù)方海藻膳食纖維可以降低經(jīng)四氧嘧啶處理的糖尿病小鼠血糖，減輕高血糖對(duì)機(jī)體的毒害作用，本研究與其結(jié)果具有相似性。

圖2 小鼠結(jié)腸組織學(xué)染色結(jié)果（200x）Fig.2 Results of histologically-stained islet in pancreas

2.2 膳食纖維對(duì)結(jié)腸及糞便水分的影響

由圖3a可知，與DM組水分含量（72.87%）相比，其它組結(jié)腸中的水分含量均有顯著差異（p＜0.5）；其中在TDF、ACAR組中結(jié)腸的水分含量高于CON組，且TDF組（78.73%）中結(jié)腸水分含量略高于ACAR組（78.43%），說明金柚幼果膳食纖維的干預(yù)可以使糖尿病小鼠在結(jié)腸中的水分含量有所改善，TDF的改善效果最為顯著。各實(shí)驗(yàn)組小鼠糞便的水分含量相比于CON、DM組均有所升高，與DM組的差異極顯著（p＜0.5），另外ACAR組在糞便中的水分含量為60.32%，高于各膳食纖維組。說明膳食纖維的攝入可以促進(jìn)小鼠糞便的保濕能力。研究發(fā)現(xiàn)[15]，甘薯渣膳食纖維可改善大鼠便秘情況，提高腸道推進(jìn)率，有效提高糞便內(nèi)的含水量。在王娟[16]等人對(duì)香蕉膳食纖維的研究中，與模型組相比，中、高劑量組小鼠糞便含水量分別比模型組高了25.7%和36.7%，香蕉膳食纖維在體內(nèi)顯示出良好的吸水效果，能夠增加小鼠糞便含水率。本研究結(jié)果與上述學(xué)者的研究結(jié)果相似，說明金柚幼果膳食纖維具有良好的吸水膨脹能力，促進(jìn)排便，減少有毒有害物質(zhì)對(duì)腸道的損傷。

2.3 膳食纖維對(duì)結(jié)腸及糞便pH值的影響

各組小鼠在結(jié)腸及糞便的pH值如圖3b所示，從圖中可以看出DM組之外各組小鼠pH值無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，且DM組顯著高于正常組，說明小鼠患有糖尿病使腸道pH值升高，不利于雙歧桿菌和乳酸桿菌等腸道有益菌的生存[17]；但是膳食纖維處理后各組小鼠腸道pH值顯著下降，說明金柚幼果膳食纖維能降低糖尿病小鼠腸道pH值，更有利于有益菌的生長，改善腸道菌群。在楊光[7]等人的研究中，不同劑量的山楂膳食纖維，對(duì)小鼠糞便的pH值均有明顯降低；同時(shí)，與對(duì)照組相比，低劑量組結(jié)腸內(nèi)容物pH值降低了10.75%；在本研究中，TDF組小鼠結(jié)腸內(nèi)容物pH值降低了19.14%，作用效果更顯著。這證明金柚幼果膳食纖維可調(diào)節(jié)腸道內(nèi)pH值，對(duì)維持腸道內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定性有一定的作用。

圖3 膳食纖維對(duì)糖尿病小鼠結(jié)腸和糞便中水分含量(a)、pH值(b)的影響Fig.3 Effects of dietary fiber on water content (a) and pH (b) in colon and feces of diabetic mice

2.4 膳食纖維對(duì)結(jié)腸及糞便SCFAs的影響

由圖4可知，除異戊酸外，各實(shí)驗(yàn)組結(jié)腸內(nèi)酵解產(chǎn)物SCFAs均顯著高于DM組，其中TDF組中的SCFAs含量最高。與DM組相比，TDF組結(jié)腸內(nèi)酵解產(chǎn)物，6種短鏈脂肪酸含量分別提高111.46%、475.19%、121.79%、316.67%、410.97%、197.16%。說明添加膳食纖維能明顯提升腸道內(nèi)SCFAs含量。各實(shí)驗(yàn)組小鼠糞便中SCFAs含量相較于DM組均有顯著性升高，IDF組乙酸提高量最顯著，為196.36%，其余5種短鏈脂肪酸含量，以TDF組的變化最為顯著，分別提高489.05%、702.56%、385.55%、162.00%、140.43%。說明金柚幼果膳食纖維具有提高結(jié)腸內(nèi)容物質(zhì)酵解反應(yīng)發(fā)生速度的作用，產(chǎn)生大量短鏈脂肪酸。短鏈脂肪酸的增加可有效降低結(jié)腸內(nèi)的pH值，從而促進(jìn)有益菌增殖，抑制有害微生物繁殖[18]。研究發(fā)現(xiàn)[19]，山楂膳食纖維在腸道內(nèi)被微生物利用后，發(fā)生酵解反應(yīng)，能促使乙酸、丙酸、丁酸等短鏈脂肪酸的產(chǎn)生。此外，蘋果作為一種富含膳食纖維的水果，JIANG TT等人表明隨著蘋果攝入量的增加，糞便中乙酸的濃度也有增加的趨勢[20]。這與本試驗(yàn)結(jié)果一致，且在本試驗(yàn)中TDF組效果最佳。

圖4 膳食纖維對(duì)糖尿病小鼠結(jié)腸和糞便中乙酸(a)、丙酸(b)、正丁酸(c)、異丁酸(d)、正戊酸(e)、異戊酸(f)含量的影響Fig.4 Effect of dietary fiber on acetic acid (a), propanoic acid(b), butyric acid (c), isobutyric acid (d), n-valeric acid (e),isovaleric acid (f) content in colon and feces of diabetic mice

2.5 膳食纖維對(duì)高血糖小鼠腸道菌群的多樣性分析

Venn圖可以直觀反映不同樣本中共有和特有的OTU數(shù)，并且可以看出不同組別之間的關(guān)系及差異。同時(shí)Chao1指數(shù)、observed species指數(shù)和Shannon指數(shù)常用于表征菌群物種多樣性[12]。從圖5a可得出，SDF、TDF組的OTU數(shù)分別為789和597，明顯高于空白對(duì)照組（73）和糖尿病組（425），其中SDF組的增加尤為顯著，IDF組菌群含量處于空白對(duì)照組和糖尿病組之間。圖5b～d顯示對(duì)高血糖小鼠給予三種膳食纖維灌胃后，三種膳食纖維表現(xiàn)出不同的影響：TDF、SDF能在一定程度上改善糖尿病小鼠腸道菌群的豐富度，IDF未表現(xiàn)出對(duì)菌群豐富度和均勻度的上調(diào)作用。通過PCoA分析（圖5e）可以看出，糖尿病組與其余組中細(xì)菌的組成差異性很大，其中SDF組相差最大，IDF組和TDF組中細(xì)菌組成相似度相對(duì)較高?？梢钥吹絊DF組與ACAR組是最接近的，這說明SDF組的效果相對(duì)明顯。白冰瑤等研究發(fā)現(xiàn)[21]，紅棗膳食纖維在0.60 g/(kg·d)條件下具有明顯改善腸道菌群的生理功效。研究表明[13]，添加甘薯渣可溶性膳食纖維能夠調(diào)節(jié)小鼠腸道菌群，且當(dāng)添加0.5 g/L的可溶性膳食纖維能夠最顯著改變腸道菌群的數(shù)量及結(jié)構(gòu)。本研究結(jié)果表明三種膳食纖維均能調(diào)節(jié)糖尿病小鼠的腸道菌群，并且膳食纖維的添加存在最適種類，當(dāng)添加SDF能夠顯著改善小鼠腸道菌群的數(shù)量和結(jié)構(gòu)，這與上述研究具有相似性。

圖5 韋恩圖及基于OTU總數(shù)的多樣性指數(shù)圖Fig.5 Venn diagram and diversity index graph based on the total number of OTUs

2.6 腸道菌群物種組成分析

在門（phylum）的分類水平上（圖6a），可以得到在所有組別中，擬桿菌門（Bacteroidetes）、厚壁菌門（Firmicutes）、變形菌門（Proteobacteria），這三種菌占腸道菌群總構(gòu)成95%以上的含量。擬桿菌門在對(duì)照組和各實(shí)驗(yàn)組中均為優(yōu)勢菌群，第二優(yōu)勢菌群為厚壁菌門。由圖可得厚壁菌門，在添加膳食纖維的組別中數(shù)量明顯增多。厚壁菌門是腸道的有益菌，在腸道中能夠幫助多糖發(fā)酵，維持腸道的健康。同時(shí)可以發(fā)現(xiàn)添加金柚幼果膳食纖維可以改變Firmicutes與Bacteroidetes的比率，并提高Firmicutes的數(shù)量，這與高美玲等人的研究結(jié)果一致[13]，其中本試驗(yàn)以TDF組的效果最為明顯。

在屬（genus）水平上（圖6b），可以看出，擬桿菌屬（Bacteroides）、乳桿菌屬（Lactobacillus）等在實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組中均有不同的含量。擬桿菌屬（Bacteroides）在IDF組中含量最為豐富，在SDF組中含量最低。乳桿菌屬（Lactobacillus）在ACAR組為優(yōu)勢菌種，而在其他實(shí)驗(yàn)組中的含量則低于空白組，SDF組與空白組的差異極小。乳桿菌是一種優(yōu)質(zhì)的益生菌，已有大量文獻(xiàn)資料表明其具有促進(jìn)腸上皮細(xì)胞增殖、參與調(diào)解結(jié)腸粘液層、重塑黏蛋白糖基化等功能[22,23]。

圖6 小鼠腸道菌群在門與屬水平上的物種組成分析柱狀圖Fig.6 Analysis of the composition of intestinal flora in mice at the level of phylum and genus

2.7 血糖相關(guān)指標(biāo)與腸道菌群的相關(guān)性分析

基于前期研究結(jié)果[1]與本實(shí)驗(yàn)結(jié)果，通過相關(guān)性分析得到圖7的相關(guān)性網(wǎng)絡(luò)圖，可以看出與血糖相關(guān)指標(biāo)關(guān)聯(lián)較大的主要是Mycoplasma（在Mollicytes綱中對(duì)照組占0%，SDF組占95%）、Paramuribaculum（在Muribaculaceae科中對(duì)照組占9%，SDF組占0%）、Odoribacter（在Muribaculaceae科中對(duì)照組占100%，SDF組占71%）和Lactobacillus這幾種細(xì)菌。在楊慧等人的研究中[24]，具有促進(jìn)腸道細(xì)胞生長特性的副干酪乳桿菌N115作為一種益生菌，有利于減緩糖尿病患者腸道微環(huán)境失衡問題，為更好地穩(wěn)定血糖提供可能性。本研究使用Krona軟件快速定位Lactobacillus在樣品中的表達(dá)情況觀察到，糖尿病小鼠的未分類副干酪乳桿菌（Lactobacillus_ unclassified）占比較小（16%），而正常小鼠占比89%，ACAR組達(dá)49%，SDF組則高達(dá)98%，可以得知在Lactobacillus中，未分類副干酪乳桿菌Lactobacillus_unclassified是眾多調(diào)節(jié)血糖菌群中關(guān)鍵的一類。此與上述研究結(jié)果相似。研究發(fā)現(xiàn)[25]，糖尿病患者在血糖異常的同時(shí)常常存在腸道菌群失調(diào)，而菌群的紊亂又會(huì)加重糖尿病，造成惡性循環(huán)。高膳食纖維低血糖生成指數(shù)飲食可有效改善糖尿病患者的腸道菌群失調(diào)，從而改善高血糖引起的代謝紊亂[23]。還有研究發(fā)現(xiàn)，長鏈菊粉型果聚糖的攝入可使厚壁菌門與擬桿菌門的比例增加，使抗糖尿病水平提高，進(jìn)而抑制糖尿病的發(fā)病率[26]。結(jié)合上述研究，本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)金柚幼果膳食纖維對(duì)糖尿病小鼠血糖的影響可能與其進(jìn)入腸道后被益生菌發(fā)酵，產(chǎn)生短鏈脂肪酸有關(guān)，從而改善腸道內(nèi)環(huán)境，提高與降糖作用相關(guān)的腸道菌群的多樣性和豐富度。

圖7 相關(guān)性網(wǎng)絡(luò)圖Fig.7 Correlation network diagram

3 結(jié)論

HE染色實(shí)驗(yàn)表明金柚幼果膳食纖維在一定程度上可以減緩因糖尿病導(dǎo)致的腸道黏膜損傷，從而維持腸粘膜的完整性。同時(shí)，金柚幼果膳食纖維課提高糖尿病小鼠在結(jié)腸及糞便中的水分含量、SCAFs含量，降低pH值水平，表明金柚幼果膳食纖維對(duì)糖尿病小鼠腸道內(nèi)環(huán)境具有調(diào)節(jié)作用。在腸道菌群的影響方面，金柚幼果膳食纖維可以調(diào)節(jié)腸道菌群的結(jié)構(gòu)，促進(jìn)厚壁菌門、副干酪乳桿菌等有益菌群繁殖，同時(shí)抑制厚壁菌門、變形菌門等微生物的增值，調(diào)節(jié)擬桿菌門與厚壁菌門菌群的比例，可以為有益微生物提供有利生長條件，有效預(yù)防因腸道有害微生物繁殖引起相關(guān)腸道疾病，從而保障腸道健康。本實(shí)驗(yàn)提供金柚幼果膳食纖維改善糖尿病小鼠腸道健康的可能機(jī)制是其進(jìn)入腸道后，通過提高有益菌的比例，促進(jìn)短鏈脂肪酸的生成。本實(shí)驗(yàn)也為金柚幼果膳食纖維進(jìn)一步的開發(fā)與應(yīng)用提供了一定的理論依據(jù)。