【创新引领“十四五”实干成就“倍增+”】当浆水遇到酸奶:高尿酸、痛风患者的“福音”

日期: 2022-06-16 阅读: 来源: 关键词:

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从不曾走出西北地区的浆水,却因兰州大学近期的一项研究“出圈”了。

兰州大学环境微生物课题组在微生物领域知名期刊《肠道微生物》上发表了题为“浆水中分离出的乳酸杆菌JL-3可通过降解尿酸,从而缓解高尿酸血症”的研究,他们从西北传统发酵美食浆水中发现并分离出一株可有效降低动物体内的尿酸和控制尿酸积累的乳酸杆菌JL-3。

生命科学学院李祥锴教授介绍,长期食用浆水的人群,菌株会定植在人体肠道里,分解尿酸,减少尿酸在人体内的积累,最终达到缓解痛风的目的。这一发现,意味着患有高尿酸血症、痛风的人群有了新的治疗思路。

怎样才能将降解尿酸、缓解痛风的成果惠及更多的人群呢?酸奶和浆水的融合是他们努力的方向。为了充分发挥浆水益生菌GR-3(后为统一管理实验室菌株改名为GR-3)的独特功效并且最大限度地保持它的活性,课题组经过长时间的实验最终研发出一款浆水酸奶,使得一杯浆水酸奶的有效益生菌数量相当于一碗浆水面的十万倍。

“攒劲”的浆水

浆水,由芹菜、卷心菜等蔬菜经过高温煮沸,辅以少量面粉发酵而成,是西北人民饭桌上的“宠儿”。尤其在炎热的夏天,浆水是西北人消暑解热的“神器”,一碗下肚,只觉口腔生津,闷热的感觉顿时一扫而空。李祥锴曾在和朋友聊天中得知“多喝浆水不患痛风”,他对浆水的研究缘起于此。考虑到除西北地区以外的人群,李祥锴希望能够将浆水标准化,发挥其食疗性作用以此预防和缓解痛风。

高尿酸血症已成为威胁人类健康的重要疾病,据《2021中国高尿酸及痛风趋势白皮书》数据显示,我国高尿酸血症的总体患病率为13.3%,患病人数约为1.77亿,且近年来有明显年轻化趋势。高尿酸血症是由于人体内嘌呤代谢紊乱导致血尿酸增多的一种慢性疾病,当血尿酸水平在关节处沉积就会引发痛风。

李祥锴在和课题组查阅大量资料数据后惊喜地发现甘肃人患痛风的比例较全国平均水平低很多。有调查报告显示,包括甘肃省在内的北方地区痛风发病率比全国平均水平(1.1%)低约0.5%。这与课题组的结果一致,但仅仅只有资料是不够的,还需要实证。

为了验证猜想,2018年6月,课题组成员们走上兰州街头,在浆水面馆、痛风门诊等发放调查问卷,目的是统计痛风状况,并对相关行为的发生率进行统计研究。其中有8个问题与痛风有关。调查主要集中在:1、每周浆水面消费频率;2、痛风状况;3、饮食习惯,如饮酒和吃肉的频率。

在走访了20家浆水面馆后,他们从180份匿名调查问卷中得到了最初的数据,结果显示当每周食用浆水面的频率超过六次时,痛风患病率呈下降趋势,且痛风频率和食用浆水面次数呈负相关关系,这表明经常吃浆水面的人患痛风的可能性较小。

经过前期的调查和摸底,他们推测作为发酵食品的浆水中含有某种对痛风有积极作用的益生菌。益生菌治疗高尿酸症的研究在当时还是一个研究空白,早期的研究主要集中在嘌呤代谢,只有少数研究集中在尿酸。尽管高尿酸血症的患病率受遗传因素的影响,饮酒、肥胖和高血压也是重要因素,但通过引入特定的益生菌作为膳食补充剂,可以实现简单、经济且有效的肠道修复作用。“肠道修复就是益生菌在肠道分解、吸附有害物质,以降低人体对有害物质的吸收。”李祥锴介绍道。

当“浆水”遇上“酸奶”

课题组开展了长期的科学实验,实验中最关键也是耗时最久的一个环节就是筛菌———从浆水的众多菌株中筛选出能够有效降解尿酸的益生菌。李祥锴说:“要清楚它的降解机制是什么,是如何产生降解尿酸的作用的,这些都是我们课题组在研究时的攻关难点。”筛菌与鉴定这一系列的实验便耗时三年多时间,最终成功地从浆水中筛选出一株高效降解尿酸的菌株GR-3。

课题组成员们以小鼠为动物模型对其进行体外试验,GR-3菌株对尿酸表现出较高的降解能力和选择性,对肠道菌群的结构和功能也有一定的调节作用。根据实验数据,GR-3可有效降低小鼠的尿酸水平,因此他们推测该菌株在人体或可有类似功能,或可作为治疗高尿酸血症的治疗辅助剂。

痛风患者在人群中的比例日益增加,目前主要还是依靠药物治疗且价格较为昂贵。和当下的治疗技术相比,益生菌在治疗高尿酸血症方面显得直接而有效,这可能为缓解痛风提供一种有前景的策略。课题组期望能将这项成果惠及大众,酸奶成了他们的首选。浆水和酸奶结合在一起,不仅可以弱化浆水的独特口感,同时也赋予了酸奶特定的功能,“一杯浆水酸奶的有效益生菌数量相当于一碗浆水面的十万倍。”李祥锴如是说。

所谓浆水酸奶,并不是指拿浆水为原材料制作的酸奶,而是利用从浆水中筛选出的具有高降解尿酸能力的乳酸杆菌GR-3作为菌剂制作而成的酸奶,它具有降低动物体内的尿酸和控制尿酸积累的作用,具有一定的食疗性。

浆水酸奶的制作要经过精细的步骤,将牛奶高温消毒杀菌后接种含有GR-3的菌剂,再进行6-8小时的发酵和12小时的冷藏处理。这其中的难点在于菌粉制作,生命科学学院研究生吴迎解释道:“菌粉中的配比是一个很复杂的过程,既要保证菌量达标,也要保证较高的菌活以达到正常发酵时间。”浆水酸奶制作的冷冻干燥环节,必须有人时刻盯着,从而实时调整实验数据。

为了找到菌粉的最佳配比,课题组花费大量时间一次次反复调试比例。在酸奶制作完成后,为了验证它对痛风人群带来的帮助,课题组与医院展开合作,向患有痛风的人群免费提供浆水酸奶,两个月后通过收集样本、分析数据发现:浆水酸奶对降解游离的和血液里的尿酸具有显著效果,这再一次证实了浆水酸奶在降解尿酸、缓解痛风方面的独特功效。

新方向 勇尝试

浆水酸奶能够降解尿酸从而缓解高尿酸血症,在人类高尿酸血症的治疗中提供了一种很有前景的方案。谈及浆水酸奶的构想,吴迎作为课题组成员之一笑着说:“其实,我们本来没有想到会做到浆水酸奶这一步的,在老师的鼓励和建议之下我们才开始制作浆水酸奶。”

吴迎刚开始面对浆水酸奶的研究是存在疑问的,一是因为微生物实验室并没有产品制作的经验,二是并不清楚它到底有何价值。在实验的过程中,吴迎对科研有了一个全新的认识,“我以前对科研不太有直观感受,浆水酸奶让我找到了真正有用的科研价值。”

此前,兰州大学通过校企合作,在武汉大学科技园展开浆水酸奶的生产制作,产品已于2021年12月正式上线与消费者见面。消费者可以通过微信小程序购买浆水酸奶,也收获了不少好评。

未来,课题组希望能够继续深入对浆水的基础研究,开发新的天然菌株,“如果有多种菌株具备尿酸降解能力,不管强弱,集结到一起,效果一定更好。”除了浆水,吴迎表示其他的发酵食品也有考虑,但这毕竟是个漫长的过程,需要更多的时间。

浆水里有可以降解尿酸的微生物,那么是否也有降解草酸的呢?在技术研究方面,李祥锴表示希望利用合成生物学的方法,对浆水益生菌进行改造升级,尽量发掘浆水微生物的资源,扩大它能够针对的疾病范围,充分发挥浆水本身的作用价值。

在浆水酸奶之前,课题组最先发现浆水中存在可以降解重金属的益生菌,他们第一次制作了这种特定功能酸奶,目前已处于人体实验阶段。在产品方面考虑精细化生产,除了根据不同人的口味需求,研发更多群众易于接受的口味,同时调整浆水浓度,满足西北人民对浆水风味的需求。

李祥锴表示,目前浆水酸奶的售价虽然相对较高,但市场的呼声也比较高,可以考虑进一步扩大生产规模,“让大家都可以尝一尝”。他希望能够在兰州本地批量生产甚至开实体店售卖,让更多的市民可以以更加实惠的价格品尝到浆水酸奶,同时帮助痛风患者缓解病痛。

作者:学通社记者 韦一

《兰州大学报》期次:第1030期

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编辑:侯牧晨
责任编辑:彭倩

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