浙江工商大學(xué)、浙江華康藥業(yè)、中糧營養(yǎng)健康研究院聯(lián)合在國際一流雜志Microbiome(IF=11.6)發(fā)表“基于腸道菌群代謝互養(yǎng)的木糖醇提升結(jié)腸丙酸原位合成”的研究
浙江華康藥業(yè)股份有限公司與浙江工商大學(xué)合作的“中國輕工業(yè)糖醇應(yīng)用技術(shù)重點實驗室”、以及與中糧營養(yǎng)健康研究院共同建立的“功能性食品原料開發(fā)與評價聯(lián)合實驗室”長期圍繞功能性糖醇代謝調(diào)控與腸道健康這一重要科學(xué)問題,致力于糖醇的功能性研究及在健康食品領(lǐng)域中的應(yīng)用。經(jīng)過不懈的努力,3月18日,浙江華康藥業(yè)與浙江工商大學(xué)食品與生物工程學(xué)院朱炫博士團(tuán)隊,中糧營養(yǎng)健康研究院應(yīng)劍博士團(tuán)隊在國際一流期刊Microbiome發(fā)表了題為“基于腸道菌群代謝互養(yǎng)的木糖醇提升結(jié)腸丙酸原位合成”的研究文章(Xiang, S., Ye, K., Li, M. et al. Xylitol enhances synthesis of propionate in the colon via cross-feeding of gut microbiota. Microbiome 9, 62 (2021). https://doi.org/10.1186/s40168-021-01029-6),揭示了木糖醇作為益生元的機(jī)理及其靶向調(diào)控菌群代謝流的機(jī)制,為木糖醇在健康食品領(lǐng)域的應(yīng)用提供了新的思路。
木糖醇,甜度與蔗糖類似,甜感好,是最受歡迎的糖替代品之一。以往關(guān)于木糖醇的研究主要集中在口腔微生物,大量未被吸收的木糖醇如何被微生物利用機(jī)制尚不清楚,此外,很少有涉及木糖醇對于腸道微生物消化過程中的關(guān)鍵酶表達(dá)、菌落豐度及短鏈脂肪酸(SCFAs)的產(chǎn)生的系統(tǒng)性關(guān)聯(lián)分析。
研究發(fā)現(xiàn),木糖醇不會顯著影響腸道微生物組的結(jié)構(gòu),然而,它增加了SCFAs的產(chǎn)量,特別是內(nèi)腔中的丙酸和粘膜中的丁酸,并在體外改變了其相應(yīng)的細(xì)菌。在分子水平上,發(fā)現(xiàn)了木糖醇脫氫酶(EC 1.1.1.14),木酮糖激酶(EC 2.7.1.17)和木酮糖磷酸異構(gòu)酶(EC 5.1.3.1)是木糖醇代謝中的關(guān)鍵酶,并存在于擬桿菌屬(Bacteroides)和毛螺菌科(Lachnospiraceae)中,因此,它們被認(rèn)為是木糖醇消化中的關(guān)鍵細(xì)菌。結(jié)果顯示,木糖醇可以顯著地提升SCFAs的產(chǎn)量,降低結(jié)腸pH,并通過代謝互養(yǎng)機(jī)制,通過菌群代謝的定點控制實現(xiàn)了結(jié)腸內(nèi)定點原位丙酸合成,從而保持各關(guān)鍵菌群在一定的范圍內(nèi)波動,不產(chǎn)生劇烈的菌落豐度多樣性分布變化,在改善腸道微環(huán)境同時,動態(tài)平衡腸道微生物組的相對數(shù)量,保持了腸道環(huán)境的穩(wěn)定性,從而促進(jìn)宿主的健康。
本研究為木糖醇作為益生元的機(jī)理及其他在腸道菌群調(diào)控等方面的研究提供了理論依據(jù),為木糖醇在健康食品領(lǐng)域的研究與應(yīng)用提供了新的思路。