Effect of Fermented Oat (Avena sativa) Extract on Blood Glucose Level and Lipid Profile in Diabetic Rats

Abstract

أجريت هذه الدراسة لاستقصاء التأثير الوقائي لمستخلص الشوفان المخمر ببادئ بكتريا حمض اللاكتيك (L. plantarum)، حيث تم تحضير المستخلص ليمثل نسبة 10% شوفان و1% بادئ. وقد تم اجراء عدة تحاليل مختبرية للكشف عن تأثير عملية التخمير على التركيب الكيميائي للمستخلص المائي للشوفان المخمر. حيث تم قياس نسبة التغير في محتوى حمض الجاما-أمينوبيوتريك (GABA)، ومحتوى البيتا-جلوكان، ومحتوى الفينولات الكلية، بالإضافة إلى نسبة النشاط التأكسدي. أظهرت النتائج تغيرًا ملحوظا وذو دلالة احصائية معنوية ذات علاقة خطية مع زمن التخمير. حيث أن التخمير لمدة 72 ساعة أظهر أعلى نسبة في ازدياد محتوى كل من حمض الجاما-أمينوبيوتريك، والفينولات الكلية، والنشاط التأكسدي، وقد كانت الزيادة في كل من هذه المتغيرات بنسبة 78%، 48.5%، 66.3%، على التوالي. أما محتوى البيتا-جلوكان فقد انخفض بشكل ملحوظ نتيحة التخمير لمدة 72 ساعة. من المحتمل أن إضافة بعض من السكريات القابلة للتخمر كإضافة العسل أن يؤدي إلى المحافظة على محتوى البيتا-جلوكان خلال عملية التخمير لمدة تصل إلى 72 ساعة. على الجانب الآخر من هذه الدراسة، تم إجراء تجربة بيولوجية على جرذان التجارب لاستقصاء التأثير الوقائي لمستخلص الشوفان المخمر في الحد من مضاعفات مرض السكري. حيث تم حقن الجرذان بالـStreptozotocin لإحداث السكري، وفي غضون اسبوع واحد لوحظ تدهور شديد في مستويات سكر الدم لدى الجرذان وقد استمر هذا التدهور طوال مدة التجربة. وقد شملت هذه التجربة على خمس مجموعات؛ المجموعتين الأولى والثانية تمثلان الضابطة السالبة والضابطة الموجبة، المجموعة الثالثة تمثل مجموعة المقارنة الضابطة حيث تم فيها تجريع الجرذان بالعقار القياسي للسكري (Metformin) بجرعة 500 ملجم/كجم من وزن الجسم، أما المجموعتين الرابعة والخامسة تمثل مجموعات المعالجة التي تم تجريعها بمستخلص الشوفان الغير متخمر والمتخمر بجرعة 7 مل/يوم، وذلك لمدة ستة أسابيع متتالية. وفي نهاية التجربة، أظهرت النتائج تحسنًا ملحوظا في مستويات سكر الدم العشوائي (تم قياسه اسبوعيا خلال التجربة)، وسكر الصائم (المقاس نهاية التجربة)، بالإضافة إلى دهون الدم. ختامًا، ماتم استنتاجه في هذه الدراسة يشير إلى الاحتمالية العالية للشوفان المتخمر في استعماله كمكون غذائي وظيفي يمكن أن يساهم بشكل كبير في الحد من مضاعفات السكري. ولكن يوصى بإجراء المزيد من الدراسات للحصول على منتج قياسي مُحسن وذو مواصفات حسية عالية.This study investigated the therapeutic effect of L. plantarum fermented oat extract on blood glucose levels and lipid profile of Streptozotocin-induced diabetic rats. Firstly, the fermented oat mixture was prepared by inoculating 1% of L. plantarum into 10% of the oat media, this mixture was then incubated in a microbiological incubator at 37 ℃ for 72 h. The aqueous extract of the fermented oat mixture was then subjected to multiple tests to assess the effects of fermentation on the pharmacological composition. The results showed that there were multiple changes in a time-dependent manner. The fermentation process led to a significant increase in the γ-aminobutyric acid, total phenolic content, and the related antioxidant activity by 78%, 48.5%, and 66.3%, respectively, after 72 h of fermentation, whereas the β-glucan content decreased. For future approaches, the supplementation with fermentable sugars could maintain the β-glucan content. Secondly, in the in vivo experiment, rats were divided into five groups; the first two groups were negative and positive. The third group was a comparative control group orally administrated with the standard Metformin drug at 500 mg/kg. The last two groups were orally administrated with unfermented and fermented oats’ aqueous extracts at a dose of 7 mL/day for 6 weeks. The results showed significant improvements in blood glucose levels, in terms of random blood glucose (RBG) measured weekly and fasting blood glucose (FBG) levels measured at the end of the experiment, and in serum lipids. The administration of the fermented extract was slightly more efficient in reducing RBG and triglyceride levels by 50% and 18%, respectively. In conclusion, the findings of this study demonstrate the potential therapeutic effects of L. plantarum fermented oats on improving diabetic complications. Further studies are needed to establish a well-designed fermented oats-based product for human consumption. In addition, assessing the antidiabetic effects of the subjected product in diabetic individuals’ dietary interventions is highly recommended.