Views: 0 Author: Site Editor Publish Time: 2022-07-15 Origin: Food Research International 156 (2022), 111185.
银耳（Tremella fuciformis）又称雪耳，是一种食补菌菇。银耳多糖（TFP）是主要的活性成分，具有丰富的营养和保健价值。TFP的化学结构为线性的1,3-α-D-甘露糖主链和侧链中的D-木糖、D-甘露糖、L-岩藻糖和D-葡萄糖醛酸组成。TFP具有免疫调节、抗肿瘤、抗氧化、抗炎、抗衰老、抗糖尿病、抗肥胖等多种药理活性，在功能食品行业中具有潜在的应用价值，越来越受到人们的重视。
一般来说，膳食多糖的生物活性与胃到结肠的代谢密切相关。大量证据表明，非淀粉多糖由于人体内缺乏碳水化合物活性酶，通常难以在人体胃肠道消化，而容易在肠道内被结肠菌群发酵。可消化的多糖可以被人类结肠菌群利用，从而维持肠道微生态平衡和肠道菌群多样性。结肠菌群是影响宿主健康的关键因素，可维持肠道屏障的完整性，调节宿主免疫，抑制肠道病原体，排除外源性毒素。同时，人类结肠菌群可降解并利用可消化的多糖生成短链脂肪酸（SCFAs，主要为乙酸、丙酸和丁酸），具有多种促进健康的作用，包括调节上皮细胞增殖、保护上皮屏障功能、调节免疫反应和抑制结直肠癌。因此，结肠菌群对不可消化多糖的发酵有益于人体健康。许多研究表明，食用真菌多糖（主要是β-葡聚糖）可被肠道菌群编码的碳水化合物活性酶降解为低聚糖和单糖，被肠道菌群利用，进而对宿主产生有益作用。最近，银耳多糖（TFP）已被证明可以通过免疫调节和恢复肠道菌群和微生物代谢物，减轻葡聚糖硫酸钠（DSS）诱导的小鼠结肠炎。然而，TFP的消化行为和发酵特性尚未被研究。因此，揭示TFP的潜在消化行为和微生物代谢特征，有助于了解TFP与肠道细菌及细菌代谢物之间的关系，有助于促进基于TFP功能的健康食品的设计和生产。
本研究对TFP在体外模拟消化过程中的消化特性进行了测试。随后，研究了人体粪便发酵过程中难以消化的TFP的理化特性的动态变化。此外，还研究了不消化TFP对肠道微生物组成的影响，有助于揭示TFP体外消化代谢的潜力。
体外不同消化条件下的TFP样品，包括唾液消化、唾液-胃消化和唾液-胃肠道消化，分别命名为TFP-S、TFP-G和TFP-I。TFP的化学成分（总糖和总糖醛酸含量）是稳定的，分子量也保持不变。TFP、TFP-S、TFP-G和TFP-I的表观粘度相似，且具有弹性。TFP可以不经任何降解通过人体上消化道，并以完整的聚合物形式到达大肠。此外，TFP-S、TFP-G和TFP-I的单糖组成与TFP相似。
TFP-I、TFPI- 6、TFPI-12、TFPI-24和TFPI-48中总多糖含量显著下降，表明体外发酵过程中发生了人类粪便对TFP-I的降解。总糖醛酸含量也明显下降，糖醛酸在发酵过程中很容易被人类结肠菌群利用。TFP-I在初始发酵阶段（0-12h）被缓慢发酵利用，而随着发酵时间的延长利用率显著提高。体外发酵24 h后，TFP-I释放的还原糖含量显著增加，达到较高水平，但随着发酵时间的延长，含量降低，肠道菌群对还原糖的消耗速率高于释放速率。在24 ~ 48 h，游离糖被肠道菌群利用。结果表明，在体外发酵过程中，可被人结肠菌群消耗的TFP可在体外发酵过程中被人粪便消化。
图2. 银耳多糖体外模拟消化和粪便发酵过程中TFP组成单糖(A)、释放的游离单糖(B)和FT-IR光谱(C)的动态变化；TFP-S、TFP-G和TFP-I分别为体外不同消化条件下的TFP样品，包括唾液消化、唾液-胃消化和唾液-胃肠消化；TFPI-6、TFPI-12、TFPI-24、TFPI-48分别为人类粪便在6、12、24、48 h不同发酵时间点发酵的TFP-I样品；体外粪便发酵0、6、12、24、48 h后的TFP-I混合发酵上清液分别为TFPI-F-0、TFPI-F-6、TFPI-F-12、TFPI-F-24、TFPI-F-48；Man，甘露糖；Rha，鼠李糖；GlcA，葡萄糖醛酸；GalA，半乳糖醛酸；Glc，葡萄糖；Gal，半乳糖；Xyl，木糖醇；Ara，阿拉伯糖；Fuc，海藻糖。
肠道菌群参与能量获取和储存、多种代谢功能和免疫系统调节，在人类健康和疾病中起着重要作用。本研究对粪便发酵48 h后的样品进行高通量测序分析，以揭示不可消化TFP （TFP-I）对微生物组成的影响。与空白组相比，TFPI组的拟杆菌和厚壁菌显著增加。这两种菌与人类的代谢性疾病有关。通常，拟杆菌可以通过编码大量的碳水化合物活性酶，如糖苷酶和多糖裂解酶，来降解和利用不可消化的多糖，产生短链脂肪酸。此外，TFP-I可上调拟杆菌与厚壁菌的比例，显示出潜在的抗肥胖作用。通常，拟杆菌与厚壁菌比例的增加与胰岛素抵抗和体重增加的风险降低相关。TFPI组还显著降低了梭杆菌和变形菌的相对丰度，这可能与胃肿瘤的发生和慢性结肠炎有关。TFPI组拟杆菌数量显著增加，拟杆菌能够降解和利用TFP-I维持其生长，还能保护宿主免受结直肠癌和炎症的侵袭，改善肥胖个体的代谢和免疫紊乱。TFPI组的考拉杆菌的含量也更高，考拉杆菌是一种产生大量乙酸/丙酸的菌，与人的好心情呈正相关。此外，TFPI组肠道中梭菌、克雷伯菌、摩根菌、志贺杆菌等有害细菌的总水平显著降低。通常，梭杆菌可能与胃癌的发生有关。以上结果表明，TFP-I可以调节微生物的组成和丰度，包括上调有益菌和下调有害菌。
粪便体外发酵过程中pH值的变化可以反映肠道菌群对多糖的降解和利用情况。多糖被结肠菌群利用，会产生一系列生物前代谢物，如短链脂肪酸。在同一发酵时间点，TFPI组的pH值低于空白组。以往的研究表明，短链脂肪酸的产生可以降低其周围环境的pH值，因此短链脂肪酸的浓度通常被用作测定多糖可发酵性的指标，并推测在体外人粪便发酵过程中，短链脂肪酸会持续产生降低pH。
试验中检测到不同的短链脂肪酸，包括乙酸、丙酸、丁酸、正丁酸、异戊酸和正戊酸。发酵48 h时，TFPI组总短链脂肪酸显著高于空白组。占优势的短链脂肪酸分别为乙酸、丙酸、正丁酸和正戊酸。发酵48 h时，TFPI组乙酸浓度高于空白组。醋酸盐是外周循环中含量最多的短链脂肪酸，能够通过中枢稳态机制穿过血脑屏障降低食欲。通常情况下，丙酸可以降低脂肪酸水平，减少食物摄入。一般情况下，考拉杆菌可以同时产生乙酸和丙酸。发酵48h时，TFPI组的正丁酸和正戊酸浓度均高于空白组。丁酸是维持结肠细胞群体正常的关键，参与宿主基因、细胞分化和细胞凋亡的调控。TFPI组的高水平正丁酸可能是因为厚壁菌相对丰度的增加。
综上所述，TFP在模拟消化条件下稳定，可被人粪便肠道菌群利用，可能具有改善肠道健康的潜力。本研究结果有助于揭示银耳多糖的潜在消化行为和粪便发酵特性。事实上，TFP可以开发并用作一种功能性食品，通过促进肠道健康来改善人类健康。此外，TFP与微生物发酵特性之间的结构-功能关系，以及体外粪便发酵对TFP生物活性的影响可以在将来做进一步的研究。
