科研图文来源于作者团队，欢迎投稿。
编辑：缪伊雯/ 主编：张大川、蒋羽鸽/ 学术顾问：寇兴然
【肠道菌群与健康】版主：吴影
香港理工大学吴建勇副教授研究团队揭示：铁皮石斛中不同乙醇-分数多糖的体外消化和发酵:分子分解和对肠道微生物群的调节
《Foods》，IF=4.7
●铁皮石斛多糖是一种主要由葡萄糖和甘露糖组成的生物大分子，在其功能特性中起着至关重要的作用。这些特性包括抗氧化活性，降低血糖和血脂水平，以及免疫调节。其主要作用包括调节体内代谢平衡和保护身体器官。从铁皮石斛中提取了三种不同分子量的多糖，它们具有不同的抗疲劳性能，并影响肠道菌群的丰度。然而，不同结构的多糖与其发酵特性之间的关系从未得到明确的证明。
多糖对大肠和肠道微生物群的影响已经变得有吸引力，因为它在证明多糖在治疗人体bbb中的机制方面发挥了有意义的作用。铁皮石斛多糖进入大肠后，分子大小逐渐减小，刺激甘露糖的产生。它们还促进了多糖代谢物(如短链脂肪酸(SCFAs))的生成，并影响了肠道微生物群的结构和丰度。铁皮石斛的多糖增加了氨基酸和脂肪酸代谢途径的基因丰度，代谢产物的氨基酸和脂肪酸代谢产物也较高，表明铁皮石斛多糖具有作为益生元的潜力，可能改善胃肠道健康。为了研究铁皮石斛不同乙醇-分数多糖的体外消化和发酵:分子分解和对肠道微生物群的调节，香港理工大学吴建勇副教授团队于2024年5月在《Foods》上发表了名为“In Vitro Digestion and Fermentation of Different Ethanol-Fractional Polysaccharides from Dendrobium officinale: Molecular Decomposition and Regulation on Gut Microbiota”的研究论文。该论文研究了铁皮石斛中不同乙醇-分数多糖的体外消化和发酵:分子分解和对肠道微生物群的调节。
● （点击页面左下角阅读原文，直达文献页面）
成果介绍
（1）体外消化后EPDOs分子量的变化
为了明确体外消化后EPDOs分子量的变化，作者研究了唾液、胃和小肠消化过程中EPDOs的Mw特性，结果表明，在唾液消化过程中，这3种EPDOs的消化率均小于5%。然而，三种EPDOs在胃消化过程中表现出不同程度的降解。EPDO-40的还原糖含量从2%增加到3%。EPDO-60和EPDO-80的消化率在胃消化过程中基本保持稳定。相反，肠消化中还原糖含量增加。消化后3种EPDOs的碳水化合物含量变化不显著(p < 0.05)。
（2）体外发酵后EPDOs的降解
作者研究了各消化还原糖含量的变化，结果表明发酵过程中，样品的碳水化合物含量逐渐降低，降解率逐渐升高，还原糖含量也逐渐升高。这表明EPDO-40和EPDO-80在发酵过程中降解速度变慢。
（3）EPDOs对肠道环境的影响
为了研究EPDOs对肠道环境的影响，作者研究了发酵0 ~ 24 h EPDO组、FOS组和空白组pH值变化，研究结果表明这三种EPDOs在发酵过程中发酵液的pH值都有所降低。与FOS组相比，EPDOs的酸度在最后12 h内下降缓慢，pH变化较小。研究了发酵0-24 h EPDOs组、FOS组和空白组短链脂肪酸的产量包括乙酸(A)、丙酸(B)、正丁酸(C)和总短链脂肪酸(D)。表明各组的短链脂肪酸逐渐增加。FOS对乙酸分泌有极强的促进作用，EPDO-80促进丙酸的生成。
（4）EPDO对肠道菌群的影响
为了研究群落的多样性，作者通过测量香农指数来计算，该指数同时考虑了物种的丰富度和均匀度。这表明，EPDOs组和FOS组的肠道菌群数量均呈下降趋势，而不给碳源时肠道菌群数量显著增加。
在本研究中，我们从铁皮石斛(EPDO)中分离出三种乙醇分离的多糖，并在体外研究了它们的消化特性和对肠道微生物群的调节作用。结果表明，EPDO-40、EPDO-60和EPDO-80 3种epdo在唾液、胃液和小肠液中模拟消化后，其分子量(Mw)分别为442.6、268.3和50.8 kDa，可到达大肠，滞留率超过95%。在体外发酵过程中，epdo以“融化”的方式被分解，导致其Mw降低。
通过比较不同发酵碳源产生的肠道微生物群，我们在属水平上确定了8个最具差异性的专门从事多糖代谢的肠道微生物群。对这8个差异属的功能预测表明，它们在控制复制和修复、调节代谢和管理遗传信息传递方面发挥着作用。这为阐明epdo影响人体的具体机制提供了新的参考。这些发现提供了新的证据来解释epdo在其消化特性上的差异，并有助于在人体中建立健康的肠道微生物群环境。香港理工大学吴建勇副教授为通讯作者。该研究获得浙江省重点研发项目(2023C04025;2019c02100)等基金资助。
● 创新性/应用前景
在本研究中，我们从铁皮石斛(EPDO)中分离出三种乙醇分离的多糖，并在体外研究了它们的消化特性和对肠道微生物群的调节作用。结果表明，在模拟唾液、胃和小肠消化后，由于消化道中没有多糖分解酶，三种EPDOs被最低限度地降解。只有一小部分EPDOs在胃消化过程中被降解，这是由于胃的酸性环境。EPDOs可到达大肠，保留率超过95%。作为碳源，EPDOs被肠道微生物群以“融化”的方式分解，导致分子量(Mw)显著降低。此外，拟杆菌的相对丰度也有所增加，拟杆菌具有代谢多糖的能力，随后被产scfa的细菌利用。短链脂肪酸可以改变大肠的pH值，影响肠道微生物群的丰度。作为多糖特有的功能细菌，8种肠道微生物群表现出不同的功能作用，最终有助于增强人体的免疫系统。
这些研究结果为解答EPDOs如何发挥其生物活性提供了依据，并为今后epdo保健食品的开发提供了重要指导。这些食品的主要功能将是朝着保健品的方向调节人体肠道菌群，或者作为药物的载体，值得继续深入研究和开发。
参考文献
https://doi.org/10.3390/foods13111675
专家/团队介绍
吴建勇，博士，现工作于香港理工大学应用生物与化学科技学系，1985年获得天津大学化学工程硕士学位；1994年获得加拿大皇后大学化学工程博士学位。目前是江苏大学兼职教授，美国化学会ACS会员，香港学者协会SHKS会员，Biotechnology Applied Biochemistry期刊编委。主要研究领域为药用真菌多糖的提取过程，分子结构和生物活性；超声技术应用于多糖提取，分子改性及菌丝体发酵产物分离。主持完成相应领域课题30余项。目前已发表130余篇SCI期刊论文。5篇书章，60次国际会议报告；超过2400次ISI引用；H-index为31。
【食品加】汇聚了10W+行业精英，建立了50多个食品领域教师专家群、科研群（食品营养与健康科研群、食品安全与检测科研群、食品加工与贮藏科研群、食品风味与感官科研群、食品胶体与递送科研群、食品生物技术科研群、人工智能与食品科学科研群，还有更多细分领域交流群陆续建立中ing）、海外食品人才群、企业研发群、求职就业群。欢迎小伙们加入，一起交流、共同成长！
版权声明
本公众号推送文章仅为学术交流使用，‘原创’为原创编译之标记，不表示本平台对文本主张版权。作者团队或单位如需使用编译文本，可联系小助开放白名单。凡是注明“转载”的稿件，均已注明直接来源，如需使用，请联系版权人。如有侵权，请联系我们，我们会尽快删除。
点击“阅读原文”，直达原文页面
你“在看”我吗？
