《LWT》：Isolation, structural characterization, and hypoglycemic ability
in vivo of a polysaccharide from
Eurotium cristatum mycelium
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本推荐基于对金花菌（Eurotium cristatum，茯砖茶“金花”优势菌）菌丝体来源多糖ECMP-1的研究。为解决从茯砖茶微生物中高效开发降血糖功能成分的问题，研究人员通过液体发酵、分离纯化和结构表征获得该多糖，并利用STZ（链脲佐菌素）诱导的糖尿病小鼠模型评估其体内活性。研究发现，高剂量ECMP-1（600 mg/kg）能显著降低空腹血糖（降幅66.7%），改善口服葡萄糖耐量，并表现出降血脂、护肝及增强抗氧化能力（SOD、CAT）等多重功效。这为将ECMP-1开发为功能性食品配料或抗糖尿病药物先导物提供了科学依据。
研究背景：从一杯茶到抗糖尿病的希望
在中国传统饮品茯砖茶中，生长着一类被称为“金花”的金黄色闭囊壳，它的学名是冠突散囊菌（Eurotium cristatum）。这种微生物不仅是形成茯砖茶独特风味的关键，还是一个潜在的生物活性物质宝库。已有研究表明，金花菌能产生多种具有生物活性的代谢产物，如多糖、多酚、黄酮类物质等。其中，真菌多糖因其广泛的生物活性（如抗肿瘤、抗氧化、免疫调节等）而备受关注。尤其值得一提的是，此前有研究报道，从金花菌孢子中提取的多糖ECSP-1在体外表现出显著的降血糖和降血脂作用。
然而，通过固体发酵获取孢子并提取多糖的过程较为繁琐，限制了其规模化应用。相比之下，利用液体发酵获取菌丝体并提取多糖，则具有产量高、培养周期短、污染风险低等优势。但关于金花菌菌丝体多糖（ECMP）是否同样具有降血糖活性，此前尚缺乏报道。这构成了本研究要解决的核心问题：能否从金花菌菌丝体中高效地获取一种多糖，并证明其在活体动物模型中具有明确的降血糖功效？为了回答这个问题，沈阳农业大学的研究团队开展了一项系统性研究，相关成果发表在食品科学领域的国际期刊《LWT - Food Science and Technology》上。
关键技术方法简述
研究人员首先通过液体发酵培养金花菌菌丝体，随后采用热水提取、乙醇沉淀、Sevag法脱蛋白、透析和冻干等步骤得到粗多糖（ECMP）。粗多糖进一步通过DEAE纤维素柱和Sephacryl S-100凝胶柱进行纯化，获得主要组分ECMP-1。为明确其结构，研究团队运用高效凝胶渗透色谱（HPGPC）测定分子量，采用离子色谱分析单糖组成，并通过傅里叶变换红外光谱（FTIR）、原子力显微镜（AFM）、扫描电子显微镜（SEM）、刚果红实验、甲基化分析和核磁共振（NMR）等技术对其结构进行了系统表征。在活性验证方面，研究构建了链脲佐菌素（STZ）诱导的糖尿病昆明小鼠模型，将造模成功的小鼠随机分为疾病对照组、阳性药（二甲双胍）对照组以及ECMP-1的低、中、高剂量（150， 300， 600 mg/kg体重）组，连续灌胃给药4周。通过监测小鼠体重、空腹血糖（FBG）、口服葡萄糖耐量（OGTT），并检测血清中总胆固醇（TC）、甘油三酯（TG）、低/高密度脂蛋白胆固醇（LDL-C/HDL-C）、谷丙转氨酶（ALT）、谷草转氨酶（AST）以及肝组织中的超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）等指标，综合评价ECMP-1的降糖、调脂、护肝及抗氧化作用。
研究结果
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ECMP-1的提取、纯化与基本性质
通过DEAE-纤维素柱层析，从粗多糖ECMP中分离出两个主要组分，其中水洗脱部分ECMP-1含量最高，经Sephacryl S-100柱进一步纯化后获得单一组分。ECMP-1的多糖含量为90.89±0.96%，蛋白含量为2.5±0.35%，未检出糖醛酸。
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ECMP-1的分子量、单糖组成及光谱学分析
高效凝胶渗透色谱（HPGPC）显示ECMP-1为分子量分布均一的组分，平均分子量约为10.37 kDa，显著低于此前报道的孢子多糖ECSP-1（28.65 kDa）。单糖组成分析表明，ECMP-1由葡萄糖（Glc）、甘露糖（Man）和半乳糖（Gal）构成，摩尔比为Glc:Man:Gal = 1:12.9:35.5。傅里叶变换红外光谱（FTIR）分析显示其在3412 cm-1处有强而宽的O-H伸缩振动峰，在803 cm-1和867 cm-1附近的吸收峰分别提示存在α型和β型糖苷键。
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ECMP-1的表面形貌与结构判定
原子力显微镜（AFM）图像显示ECMP-1在纳米尺度上表面不均匀，存在局部突起和沟槽，最大高度差约38.6 nm。扫描电子显微镜（SEM）图像显示其呈不规则片状和块状结构，表面有明显的褶皱和多孔特征。刚果红实验结果表明，随着氢氧化钠浓度增加，ECMP-1与刚果红复合物的最大吸收波长下降，表明其不具有三螺旋结构。
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ECMP-1的组成结构
甲基化分析和核磁共振（NMR）谱图（包括1H， 13C， HSQC， HMBC， TOCSY， NOESY）综合分析表明，ECMP-1是一种支链杂多糖。其主要由α-D-吡喃甘露糖（α-D-Manp）和β-D-呋喃半乳糖（β-D-Galf）构成。其主链可能由交替或重复的→2)-α-D-Manp-(1→或→6)-α-D-Manp-(1→单元组成，主链上的→2,6)-α-D-Manp-(1→残基作为分支点，连接着以→5)-β-D-Galf-(1→为重复单元的支链。α-D-Manp-(1→和β-D-Galf-(1→则作为非还原末端出现在主链和侧链的末端。
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ECMP-1对STZ诱导的糖尿病小鼠的降血糖作用
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对体重、饮水量和空腹血糖的影响：与正常对照组（NC）相比，糖尿病模型组（DC）小鼠体重显著下降，饮水量显著增加。经过4周ECMP-1治疗后，中、高剂量组（MD， HD）小鼠的体重有所恢复，饮水量显著降低。更重要的是，ECMP-1能剂量依赖性地显著降低糖尿病小鼠的空腹血糖（FBG）。治疗第28天，高剂量组（HD， 600 mg/kg）的空腹血糖降至8.17 mM，较疾病对照组（DC）降低了66.7%，其效果与阳性药二甲双胍组（PC）相当。
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对口服葡萄糖耐量（OGTT）的影响：口服葡萄糖耐量试验（OGTT）显示，糖尿病模型组小鼠在摄入葡萄糖后120分钟内血糖持续处于高水平。而ECMP-1治疗组，特别是中、高剂量组，血糖曲线下面积（AUC）显著降低，表明ECMP-1能显著改善糖尿病小鼠的葡萄糖耐受能力。
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对血脂水平的影响：糖尿病模型组小鼠血清中的总胆固醇（TC）、甘油三酯（TG）和低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）水平显著升高，而高密度脂蛋白胆固醇（HDL-C）水平降低。ECMP-1治疗，尤其是中、高剂量，能显著逆转这些异常变化，降低TC、TG和LDL-C，并提升HDL-C水平，显示出良好的调节血脂代谢作用。
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对氧化应激和肝功能的影响：糖尿病导致小鼠肝脏损伤，表现为血清中谷丙转氨酶（ALT）和谷草转氨酶（AST）活性显著升高。ECMP-1（中、高剂量）治疗能显著降低这两种转氨酶的水平，表明其对糖尿病引起的肝损伤具有保护作用。同时，ECMP-1治疗还显著增强了糖尿病小鼠肝脏中的超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）的活性，提示其能有效提升机体的抗氧化防御能力，缓解糖尿病伴随的氧化应激状态。
研究结论与意义
本研究成功从金花菌（Eurotium cristatum）菌丝体中分离纯化出一种新型多糖ECMP-1，并首次系统报道了其结构特征与体内降血糖活性。结构解析表明，ECMP-1是一种以→5)-β-D-Galf-(1→为主要重复单元、具有分支结构的杂多糖，平均分子量约为10.37 kDa。
在STZ诱导的糖尿病小鼠模型中，ECMP-1展现出卓越的综合治疗潜力。高剂量ECMP-1（600 mg/kg）治疗4周后，能显著降低空腹血糖达66.7%，效果与经典降糖药二甲双胍相当。同时，它能有效改善口服葡萄糖耐量，纠正糖尿病引发的血脂代谢紊乱（降低TC、TG、LDL-C，升高HDL-C），减轻肝脏损伤（降低ALT和AST），并增强机体的抗氧化能力（提高肝脏SOD和CAT活性）。
这项研究的意义在于：首先，它证实了通过液体发酵获取金花菌菌丝体并提取多糖的可行性，为规模化生产提供了更优路径。其次，首次明确了金花菌菌丝体多糖ECMP-1在动物体内的降血糖、调血脂、护肝及抗氧化等多重生物活性，极大地拓展了金花菌资源的应用价值。论文在讨论部分指出，ECMP-1的降糖作用可能与其增强抗氧化防御系统、缓解氧化应激，并可能通过调节胰岛素相关信号通路（如PI3K/Akt/GLUT4）来改善胰岛素敏感性和糖脂代谢有关。这些发现为将ECMP-1开发成为一种具有降糖、调脂、保肝等多重功效的功能性食品配料或天然抗糖尿病候选药物提供了坚实的实验依据和理论支撑。未来，结合转录组学和代谢组学分析，将进一步阐明ECMP-1调控糖尿病相关信号通路的具体分子机制。
