Functional Evaluation and In Vitro Glucose-Lowering Activity of a Limosilactobacillus fermentum Fermented Probiotic Millet Malt Beverage using HepG2 Hepatocytes
本研究表明，由发芽小米和生姜制成的发酵了发酵乳杆菌（*Limosilactobacillus fermentum*）的益生菌饮料展现出显著的抗氧化、抗菌及感官品质，同时能有效增强 HepG2 肝细胞对葡萄糖的摄取，提示其作为功能性抗糖尿病食品的潜力。
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对于数百万人来说，简单的进食行为因身体调节糖分的挣扎而变得复杂。当调节血糖的系统出现故障时，结果就是一种被称为糖尿病的疾病，这是一种广泛的健康挑战，影响着细胞吸收能量的方式。近年来，科学家们将注意力转向了肠道——这个居住着数万亿微小生物的庞大内部生态系统。这些微生物通常被称为益生菌，它们不仅仅是乘客，更是人类健康的积极参与者，帮助消化食物、训练免疫系统，甚至影响身体处理糖分的方式。虽然许多人通过酸奶和其他乳制品了解益生菌，但研究人员正越来越多地转向植物界寻找替代品。像小米（millet）这类谷物，在数千年来支撑着人类种群，富含纤维和营养。当这些谷物被允许发芽并随后被有益细菌发酵时，它们会转化为一种全新的东西：一种可能不仅仅是解渴的饮料。驱动近期一项调查的问题是：一种从传统面糊中提取的特定类型细菌，能否将小米转化为一种能够帮助细胞更有效地吸收葡萄糖的饮料。
研究人员首先通过寻找一种特定的细菌菌株开始工作，这是一种被称为 Limosilactobacillus fermentum 的杆状微生物，隐藏在绿豆面糊的混合物中。他们成功分离出了这种生物，并使用基因测序确认了其身份，这是一个读取细菌 DNA 独特代码的过程，以确保它正是他们所认为的那种细菌。一旦有了这种细菌启动剂，他们便转向了两种小米：高粱小米（sorghum）和珍珠小米（pearl millet）。这些谷物被浸泡在水中直到发芽，这一过程激活了天然酶，然后被干燥并研磨成细粉。为了制作这种饮料，科学家们将这种小米粉与水和新鲜生姜汁混合，然后将分离出的细菌引入混合物中。他们让这种混合物在温暖的环境中放置了三天，让细菌摄取小米中的糖分并进行繁殖。
随着细菌的工作，它们以可衡量的形式改变了饮品。混合物变得更加酸性，pH 值从中性状态下降到酸爽的水平，这表明细菌正在产生有机酸。与此同时，随着细菌消耗糖分作为能量，液体中的糖含量也减少了。在发酵期结束时，这种饮料充满了生命力，每毫升含有数亿个细菌细胞，这个数量之高足以被视为一种强效的益生菌来源。团队还发现，发酵过程释放了隐藏的营养成分。这种饮料变得富含酚类化合物，这是一种存在于植物中的天然物质，具有抗氧化作用，有助于中和体内的有害分子。高粱小米版本的此类有益化合物含量尤为突出。
为了测试这种新饮品是否能抵御有害入侵者，研究人员将其针对几种常见的致病细菌进行了测试，包括大肠杆菌（E. coli）和蜡样单胞菌（Bacillus cereus）的菌株。当他们将发酵的小米液体置于这些有害细菌附近时，坏细菌停止了生长，形成了没有任何生物可以生存的清晰区域。该饮料表现出的活性类似于标准抗生素，尽管其抑菌圈低于链霉素（Streptomycin）所产生的效果，这证实了其作为天然抗菌剂的潜力。这种抗菌能力结合高抗氧化含量，暗示了该饮料可以提供针对感染和氧化应激的保护。
随后，科学家们开始关注这款饮品的口感和气味，这是决定人们是否会真正享用一种功能性食品的因素。他们使用先进的电子设备——本质上是人工鼻子和舌头——来分析饮料中释放的挥发性气体和化学化合物。这些机器检测到了与未发酵原料截然不同的复杂香气和风味谱系。发酵分解了苦味化合物，并产生了新的、令人愉悦的果香和温和酸度。当人类志愿者小组品尝这种饮品时，他们给出了高度评价，认为高粱版本尤其吸引人。生姜增加了熟悉的温暖感，而发酵则平滑了任何粗糙的边缘，使其成为一种既营养又适口的饮料。
然而，最关键的测试是在一个含有人类肝脏细胞（称为 HepG2 细胞）的实验室培养皿中进行的。这些细胞常用于研究人体如何处理葡萄糖。研究人员将发酵的小米饮品暴露在这些细胞中，并观察随时间发生的变化。他们发现，与未经过处理的细胞相比，接受饮品处理的细胞开始吸收更多的周围葡萄糖。这种效应在暴露 12 小时后最为显著，在此时间点，细胞似乎变得更高效地摄取糖分。小米饮品的表现指向了极具前景的抗糖尿病效果，其效果可与作为实验阳性对照组的标准药物二甲双胍（Metformin）相媲美。虽然这种效果在 24 小时后有所减弱，但中点结果表明，饮品中的生物活性化合物可以刺激细胞更有效地利用糖分。
在整个测试过程中，研究人员还检查了确保饮品的安全性。他们发现，发酵后的饮料不会伤害肝脏细胞；事实上，细胞保持健康且活跃，甚至有证据表明该饮品可能支持细胞生长。这证实了有益微生物及其产生的化合物并不具有毒性。研究结论指出，通过将特定的益生菌与发芽小米和生姜相结合，可以创造出一种既富含抗氧化剂，又能对抗有害细菌，并能有效帮助细胞吸收葡萄糖的非乳制品饮料。虽然这些结果令人鼓舞，但研究人员指出，这些是基于实验室实验的结果。接下来的步骤将涉及在活体生物乃至人类身上测试这种饮品，以观察这些实验室层面的益处是否能转化为现实世界的健康改善。目前来看，这项工作证明了古老的谷物在与正确的微生物配对时，可以被转化为现代的健康管理工具。
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