肖香教授課題組在Top期刊Food Hydrocolloids上發(fā)表文章:腸道菌群個體差異介導(dǎo)大麥全谷中可溶β
近日,我院肖香教授、范松濤講師在在國際Top期刊《Food Hydrocolloids》(Q1,IF2023:11.0)上發(fā)表論文“Inter-individual variation in human microbiota drives differential impacts on the fermentability of insoluble bran by soluble β-glucans from whole barley”。江蘇大學(xué)為第一完成單位,食生學(xué)院范松濤講師和22級碩士研究生丁怡煒為該文共同第一作者,肖香教授為該文通訊作者。
文章鏈接: https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2024.111034
全谷物含有多種不同結(jié)構(gòu)的可溶性纖維和不可溶性膳食纖維,它們共同促進人體腸道微生物健康,并有助于降低慢性疾病風(fēng)險?,F(xiàn)有研究較多關(guān)注單種結(jié)構(gòu)多糖對腸道微生物的調(diào)節(jié)作用,而全谷物中可溶性纖維和不可溶性纖維在腸道酵解過程中的代謝聯(lián)系仍不甚清晰。本研究使用10名健康志愿者的新鮮糞便樣本,模擬腸道菌群的個體差異,并開展體外發(fā)酵實驗。實驗分組包括不含碳水化合物的對照組(Con),以及含大麥可溶性β-葡聚糖(BG)、含預(yù)消化大麥麩皮(PBB)、同時含BG和PBB(PBB_BG)的處理組。通過與Con組進行比較,觀察菌群個體差異對BG和PBB酵解特性的影響;通過與PBB組進行比較,評估BG降解對PBB酵解特性的影響。
圖1 研究示意圖
研究結(jié)果顯示,在不同結(jié)構(gòu)的健康腸道菌群中,BG和PBB_BG的pH值在酵解12 h內(nèi)急劇下降,同時乙酸含量顯著增加,而PBB組和Con組的pH值變化趨勢相似。這說明可溶BG能夠被各種健康腸道菌群結(jié)構(gòu)快速降解,且不可溶PBB的存在對BG降解無明顯影響。 在酵解48h,與BG或PBB相比,PBB_BG明顯增加丙酸鹽和丁酸鹽的產(chǎn)量,并在10位志愿者中有8名和10名分別顯示出丙酸和丁酸的最高含量。值得注意的是,BG特異性地增加志愿者1、2和10中的丙酸和丁酸產(chǎn)量。通過擴增子測序分析液體培養(yǎng)基和麩皮附著微生物群,發(fā)現(xiàn)在不同腸道菌群結(jié)構(gòu)中,BG均能選擇性促進液體培養(yǎng)基中不同Bacteroides spp. 生長。在志愿者1、2和10中,BG特異性地抑制麩皮附著 Prevotella spp.生長,并以個體依賴的方式促進產(chǎn)丁酸菌和產(chǎn)丙酸菌在麩皮表面定植。 這些結(jié)果表明,快酵解β-葡聚糖以個體依賴的方式促進慢酵解麩皮纖維的腸道酵解,強調(diào)了全谷物干預(yù)中腸道菌群個性化反應(yīng)的重要性,為開發(fā)基于腸道菌群的個性化膳食纖維干預(yù)策略提供理論基礎(chǔ)和試驗依據(jù)。
部分實驗結(jié)果如下:
圖2 體外酵解過程中pH值的動態(tài)變化
圖3 體外酵解過程中丁酸含量的總體變化(a)及在單個志愿者中丁酸含量的動態(tài)變化(b)
圖4 未酵解麩皮纖維的代表性SEM圖像
圖5 10位健康志愿者菌群結(jié)構(gòu)的α多樣性和β多樣性分析
圖6 發(fā)酵液和麩皮附著菌群中Bacteroides、Prevotella及產(chǎn)SCFA菌的相對豐度
上述工作得到中國博士后科學(xué)基金面上項目、國家自然科學(xué)基金項目和鎮(zhèn)江市創(chuàng)新能力建設(shè)計劃--學(xué)科重點實驗室建設(shè)項目等資助。
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