王海松 任鵬飛

（1 常熟理工學院生物與食品工程學院 江蘇常熟215500 2 安徽農(nóng)業(yè)大學茶與食品科技學院 合肥230036）

腸道是人體消化吸收的重要場所，具有消化功能和屏障功能。腸道內(nèi)寄居著大約1 014 個微生物，構(gòu)成了相對穩(wěn)定的微生態(tài)[1-2]。近年來，大量研究表明腸道菌群在調(diào)控宿主的免疫系統(tǒng)、激素分泌、大腦（腸-腦軸）及其它代謝通路過程中扮演著重要角色[3-4]。由于許多疾病與腸道菌群紊亂相關(guān)[5-6]，因此腸道菌群成為代謝綜合征的潛在治療靶點。研究表明，益生元具有調(diào)節(jié)腸道微生態(tài)的作用，在膳食中添加益生元后，腸道微生物發(fā)酵益生元產(chǎn)生的代謝物不僅能夠影響機體炎癥，還能夠通過影響激素分泌來調(diào)節(jié)飽腹感和能量收支、胰島素功能以及免疫功能[7-8]，上述作用可能與益生元選擇性促進腸道中的有益菌增殖有關(guān)，如與肥胖及糖尿病呈負相關(guān)的雙歧桿菌和乳桿菌[9]；以及被腸道微生物代謝產(chǎn)生的短鏈脂肪酸（SCFA）相關(guān)。而SCFA 也被證實具有降低腸道pH 值，維持腸道滲透壓，促進腸道上皮細胞分化，改善腸道屏障功能，調(diào)節(jié)飽腹感信號等功能[10]。

低聚糖一般被定義為含有3～10 個糖基的碳水化合物[11]。根據(jù)生理特性分為可消化性低聚糖和非消化性低聚糖。非消化性低聚糖由于其含有不能被人體自身的淀粉酶水解的單糖鏈接鍵型，因此可以“越過”胃、腸道到達結(jié)腸，被結(jié)腸中的微生物發(fā)酵利用，選擇性促進有益菌的增殖，并被腸道微生物代謝產(chǎn)生短鏈脂肪酸，從而被認為是典型的益生元[12-13]。目前，對低聚糖的研究主要集中在其益生功效上，根據(jù)原衛(wèi)生部有關(guān)低聚糖類新資源食品的公告，不同低聚糖發(fā)揮益生活性的最低劑量不同，如異麥芽低聚糖（葡萄糖基）為15～20 g，低聚果糖（果糖基）為5～20 g，低聚木糖（木糖基）為少于1.2 g，這可能與低聚糖的單糖構(gòu)成及單糖鏈接類型有關(guān)；然而，單糖鏈接類型相同的低聚糖，如低聚甘露糖、異麥芽酮糖等，發(fā)揮益生活性的最低劑量也不同；可見，構(gòu)成低聚糖的單糖種類對低聚糖的益生活性有較大影響。

近年來，大量研究表明健康人的糞便菌群結(jié)構(gòu)與結(jié)腸菌群結(jié)構(gòu)基本一致[14]。采用糞便微生物進行體外發(fā)酵試驗是研究評價低聚糖益生功能的常用手段。本研究采用人體胃、腸模擬系統(tǒng)，研究了分別由3 種單糖（己醛糖）：葡萄糖、半乳糖和甘露糖構(gòu)成的聚葡萄糖、聚半乳糖和聚甘露糖對人腸道菌群的調(diào)節(jié)作用，綜合評價不同單糖組成的低聚糖的益生能力。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、乙酸乙酯、蛋白胨，阿拉丁試劑（上海）有限公司；鹽酸、氫氧化鈉、濃硫酸均為分析純級，國藥集團化學試劑有限公司；Ezup 柱式細菌基因組DNA 抽提試劑盒，上海生工生物股份有限公司；阿拉伯半乳聚糖、果膠、木聚糖、淀粉、酵母粉、蛋白胨、半胱氨酸、粘蛋白，北京索萊寶科技有限公司；葡萄糖、半乳糖、甘露糖，國藥集團化學試劑有限公司。

1.2 儀器及設備

胃腸道模擬系統(tǒng)，無錫瑞控物聯(lián)網(wǎng)科技有限公司；Agilent 7890A 氣相色譜，美國安捷倫公司；高速離心機，湖南可成儀器設備有限公司；YXQLS-50G 立式壓力蒸汽滅菌鍋，上海博訊實業(yè)有限公司。

1.3 培養(yǎng)基

參照Pieter 等[15]設計制備。

1.4 發(fā)酵菌源

以健康成人的糞便作為發(fā)酵菌源，要求參加試驗的志愿者3 個月內(nèi)未服用抗生素，且無腸胃病史。

1.5 低聚糖合成和腸道菌群發(fā)酵

發(fā)酵系統(tǒng)詳見圖1。結(jié)腸模擬罐中加入培養(yǎng)基270 mL，糞菌液30 mL，低聚糖6 g。37 ℃恒溫水浴，磁力攪拌器攪拌。結(jié)腸模擬器的參數(shù)條件：溫度（37±0.5）℃，pH 6.15～6.4，保護氣體為高純氮氣，發(fā)酵時間24 h，每12 h 取發(fā)酵液測定短鏈脂肪酸（SCFA）含量和發(fā)酵液菌群總DNA 測序，發(fā)酵液pH 通過在線檢測系統(tǒng)實時監(jiān)控。

圖1 胃腸道模擬系統(tǒng)示意圖Fig.1 Schematic of the simulator of the human intestinal microbial ecosystem

1.5.1 低聚糖的合成 低聚糖的合成參考王海松等[16-19]的方法制備。

1.5.2 菌群收集與處理 取適量健康人體新鮮糞樣，懸浮于蛋白胨緩沖液（pH 7.0）中，使菌液質(zhì)量濃度為0.2 g/mL，700 r/min 離心3 min，取上清液。

1.5.3 菌液接種及發(fā)酵培養(yǎng) 在培養(yǎng)基中按照2%的添加量分別添加聚葡萄糖（PDX）、聚半乳糖（PGal）、聚甘露糖（PMan）為試驗組，按照2%的添加量添加淀粉（Starch）為對照組；按照10%的接種量將1.2.1 節(jié)中得到的糞菌上清液接種到培養(yǎng)基中，并留存2 mL 糞菌上清液作為空白組NF。

1.6 發(fā)酵液菌群組成及短鏈脂肪酸的測定

1.6.1 發(fā)酵液中菌群DNA 的提取 發(fā)酵液菌群總DNA 按照Ezup 柱式細菌基因組DNA 抽提試劑盒說明書進行。

1.6.2 發(fā)酵液菌群結(jié)構(gòu)的檢測 將1.3.1 節(jié)中提取到的DNA 在干冰條件下送往華大基因 （武漢）進行PCR 擴增及16S rRNA 測序。

1.6.3 發(fā)酵液中短鏈脂肪酸的測定 將于-20 ℃保存的各時間點的發(fā)酵液室溫解凍后，10 000×g室溫離心5 min，去除沉淀，取1 mL 上清液，加入25 μL 0.5 mol/L 的硫酸，振動混勻后，用1 mL 乙酸乙酯萃取，用0.45 nm 有機濾膜過濾，采用安捷倫液氣色譜系統(tǒng)，進樣分析，測定發(fā)酵液樣品中乙酸、丙酸、丁酸和戊酸的含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 發(fā)酵液中總短鏈脂肪酸含量的變化

圖2為聚葡萄糖（PDX）、聚半乳糖（PGal）和聚甘露糖（PMan）發(fā)酵24 h 總短鏈脂肪酸含量（乙酸、丙酸、丁酸和戊酸之和）變化圖。聚葡萄糖、聚半乳糖和聚甘露糖均能被腸道微生物利用，代謝產(chǎn)生短鏈脂肪酸；發(fā)酵至12 h 時，聚葡萄糖、聚半乳糖和聚甘露糖總短鏈脂肪酸含量比發(fā)酵0 h 時升高；其中聚半乳糖積累的總短鏈脂肪酸含量最高，達到18.7 mmol/L；其次是聚葡萄糖，濃度為13.11 mmol/L；聚甘露糖積累的總短鏈脂肪酸含量最低，濃度為9.27 mmol/L，約為聚半乳糖總短鏈脂肪酸含量的49.6%。發(fā)酵24 h 時，聚葡萄糖、聚半乳糖和聚甘露糖的總短鏈脂肪酸含量比發(fā)酵12 h 時增加，而與發(fā)酵前12 h 相比，增速降低；聚半乳糖積累的總短鏈脂肪酸含量最高，濃度為20.46 mmol/L，其次是聚葡萄糖，濃度為17.72 mmol/L，聚甘露糖積累的總短鏈脂肪酸含量最低，濃度為13.23 mmol/L。結(jié)果表明：聚葡萄糖、聚半乳糖和聚甘露糖具有良好的發(fā)酵利用代謝產(chǎn)生短鏈脂肪酸的能力，其中聚半乳糖代謝產(chǎn)總短鏈脂肪酸的含量最高。

2.2 發(fā)酵液中乙酸含量的變化

圖3為聚葡萄糖（PDX）、聚半乳糖（PGal）、聚甘露糖 （PMan）24 h 乙酸含量的變化。發(fā)酵12 h時，聚葡萄糖、聚半乳糖和聚甘露糖乙酸含量比發(fā)酵0 h 時增加，其中聚半乳糖積累的乙酸含量最高，達到4.8 mmol/L；其次是聚葡萄糖，乙酸含量為4.22 mmol/L；乙酸含量最低的是聚甘露糖，為1.85 mmol/L；發(fā)酵24 h 時，聚葡萄糖、聚半乳糖和聚甘露糖的乙酸含量比發(fā)酵12 h 時增加；聚半乳糖積累的乙酸含量最高，達到7.02 mmol/L；其次為聚葡萄糖，乙酸含量為4.82 mmol/L；聚甘露糖積累的乙酸含量最低，濃度為2.71 mmol/L。在發(fā)酵過程中，聚半乳糖代謝產(chǎn)生的乙酸含量最高，表明聚半乳糖更有利于乙酸的產(chǎn)生。

圖2 總短鏈脂肪酸在24 h 體外發(fā)酵期間的變化Fig.2 Variation of the total short chain fatty acids concentration during 24 hours in vitro fermentation

2.3 發(fā)酵液中丙酸含量的變化

圖4顯示聚葡萄糖（PDX）、聚半乳糖（PGal）、聚甘露糖（PMan）發(fā)酵24 h 丙酸含量的變化。發(fā)酵12 h 時，聚半乳糖積累的丙酸含量達到整個發(fā)酵過程的最高值，為12.41 mmol/L；聚甘露糖的丙酸濃度為5.47 mmol/L，聚葡萄糖的濃度為6.35 mmol/L；發(fā)酵24 h 時，聚半乳糖中積累的丙酸和發(fā)酵12 h 相比含量降低，濃度為9.95 mmol/L；聚甘露糖和聚葡萄糖的丙酸含量比發(fā)酵12 h 時增加，發(fā)酵24 h 時含量相同，濃度均為7.5 mmol/L，然而仍低于聚半乳糖發(fā)酵24 h 時的丙酸濃度。在發(fā)酵過程中，聚半乳糖代謝產(chǎn)生的丙酸含量最高，表明聚半乳糖更有利于丙酸的代謝產(chǎn)生。

圖3 乙酸在24 h 體外發(fā)酵期間的變化Fig.3 Variation of the acetic acid concentration during 24 hours in vitro fermentation

2.4 發(fā)酵液中丁酸含量的變化

圖4 丙酸在24 h 體外發(fā)酵期間的變化Fig.4 Variation of the propionic acid concentration during 24 hours in vitro fermentation

圖5 丁酸在24 h 體外發(fā)酵期間的變化Fig.5 Variation of butyric acid concentration during 24 hours in vitro fermentation

丁酸在人體腸道中具有促進腸道上皮細胞分化，增強腸道屏障的作用[20]。由圖5可知，發(fā)酵12 h 時，聚葡萄糖（PDX）、聚半乳糖（PGal）和聚甘露糖（PMan）中的丁酸含量比發(fā)酵0 h 時增加；丁酸含量最高的是聚葡萄糖，濃度達到2.35 mmol/L；其次是聚甘露糖，濃度為1.76 mmol/L；積累含量最低的是聚半乳糖，濃度為1.39 mmol/L。發(fā)酵24 h 時，聚半乳糖和聚葡萄糖中的丁酸含量比發(fā)酵12 h 時增加，聚甘露糖的丁酸濃度維持不變趨勢；聚葡萄糖的丁酸濃度為3.07 mmol/L，聚半乳糖的丁酸濃度為2.55 mmol/L，聚甘露糖的丁酸濃度為1.85 mmol/L。發(fā)酵中，聚葡萄糖代謝產(chǎn)生的丁酸含量最高，表明聚葡萄糖更有利于丁酸的產(chǎn)生。

2.5 發(fā)酵液中戊酸含量的變化

由圖6可知，聚葡萄糖 （PDX）、聚半乳糖（PGal）和聚甘露糖（PMan）發(fā)酵前12 h 時，積累的含量較低；從發(fā)酵12 h 開始，聚葡萄糖、聚半乳糖和聚甘露糖中的正戊酸含量開始快速增加；發(fā)酵24 h 時，聚葡萄糖積累的正戊酸含量最高，濃度為2.24 mmol/L；其次是聚甘露糖，濃度為1.21 mmol/L；正戊酸積累含量最低的是聚半乳糖，濃度為0.94 mmol/L；表明戊酸的產(chǎn)生主要集中在發(fā)酵12 h 后，且隨著發(fā)酵時間延長開始積累，聚葡萄糖、聚半乳糖和聚甘露糖均能夠代謝產(chǎn)生戊酸，其中聚葡萄糖代謝產(chǎn)戊酸的含量最高，說明聚葡萄糖可能更有利于戊酸的產(chǎn)生。

2.6 發(fā)酵液中菌群構(gòu)成分析

圖7為聚葡萄糖（PDX）、聚半乳糖（PGal）、聚甘露糖（PMan）、對照組（Starch）在發(fā)酵12 h 和24 h 以及空白組（NF）在門水平上的各物種相對豐度圖。由圖7可知，發(fā)酵液中菌群在門水平上，以厚壁菌門（Firmicutes）、擬桿菌門（Bacteroidetes）、變形菌門（Proteobacteria）和放線菌門（Actinobacteria）4 個菌門為主，所占比例為98%以上。這與人體腸道中菌群組成結(jié)構(gòu)一致，表明采用糞菌體外發(fā)酵試驗能很好地模擬人體腸道菌群。發(fā)酵12 h時，聚葡萄糖、聚半乳糖、聚甘露糖和對照組在門水平上各物種相對豐度和空白組相比明顯發(fā)生了變化，厚壁菌門相對豐度降低，擬桿菌門相對豐度增加，變形菌門相對豐度降低，放線菌門相對豐度增加；厚壁菌門在所有的樣品中的相對豐度均最高，在聚葡萄糖、聚半乳糖、聚甘露糖、對照組、空白組的相對豐度分別為53.16%，66.67%，59.36%，73.63%，79.20%；與對照組相比，聚葡萄糖、聚半乳糖和聚甘露糖均降低了發(fā)酵液菌群中厚壁菌門的相對豐度，增加了發(fā)酵液菌群中擬桿菌門的相對豐度，聚半乳糖和聚甘露糖降低了放線菌門的相對豐度，聚葡萄糖增加了變形菌門的相對豐度。

發(fā)酵24 h 時，與對照組相比，聚葡萄糖、聚半乳糖和聚甘露糖中厚壁菌門相對豐度增加，擬桿菌門相對豐度降低，放線菌門相對豐度降低；聚葡萄糖組和聚半乳糖組中變形菌門的相對豐度增加，聚甘露糖組中變形菌門的相對豐度減少；這可能與底物被消耗完有關(guān)。

圖8為聚葡萄糖（PDX）、聚半乳糖（PGal）、聚甘露糖（PMan）、對照組（Starch）在發(fā)酵12 h 和24 h 以及空白組（NF） 在屬水平上的各物種相對豐度?？瞻捉M中主要的屬有：布勞特氏菌屬、柯林斯菌屬、瘤胃球菌屬、優(yōu)桿菌屬、梭菌屬、多雷亞菌屬等；其余各組中的主要屬種有：鏈球菌屬、林斯菌屬、雙歧桿菌屬、優(yōu)桿菌屬、糞桿菌屬等。發(fā)酵12 h 時，與空白組相比，聚葡萄糖、聚半乳糖、聚甘露糖和對照組中的布勞特氏菌屬、優(yōu)桿菌屬、柯林斯菌屬、糞球菌屬、羅氏菌屬和瘤胃球菌屬相對豐度下降，雙歧桿菌屬、鏈球菌屬和副擬桿菌屬的相對豐度升高。與對照組相比，聚葡萄糖降低了布勞特氏菌屬、羅氏菌屬、瘤胃球菌屬、優(yōu)桿菌屬和柯林斯菌屬的相對豐度，增加了雙歧桿菌屬、副擬桿菌屬的相對豐度；聚甘露糖降低了糞球菌屬、氏菌屬、瘤胃球菌屬、優(yōu)桿菌屬和柯林斯菌屬的相對豐度，增加了副擬桿菌屬的相對豐度；聚半乳糖降低了羅氏菌屬、瘤胃球菌屬、優(yōu)桿菌屬和柯林斯菌屬的相對豐度，增加了副擬桿菌屬的相對豐度；其中瘤胃球菌屬在聚甘露糖中的相對豐度最低，羅氏菌屬在聚半乳糖中的相對豐度最低，優(yōu)桿菌屬和柯林斯菌屬在聚葡萄糖中的相對豐度最低，雙歧桿菌屬、副擬桿菌屬在聚葡萄糖中的相對豐度最高。

發(fā)酵24 h 時，與對照組相比，聚葡萄糖降低了瘤胃球菌屬、布勞特氏菌屬、糞球菌屬、優(yōu)桿菌屬、柯林斯菌屬、副擬桿菌屬的相對豐度，增加了鏈球菌屬的相對豐度；聚半乳糖降低了氏菌屬、多雷亞菌屬、布勞特氏菌屬、糞球菌屬、優(yōu)桿菌屬、柯林斯菌屬、副擬桿菌屬的相對豐度；聚甘露糖降低了瘤胃球菌屬、氏菌屬、優(yōu)桿菌屬、柯林斯菌屬、副擬桿菌屬的相對豐度；其中瘤胃球菌屬在聚甘露糖中的相對豐度最低，多雷亞菌屬、羅氏菌屬、布勞特氏菌屬在聚半乳糖中的相對豐度最低；糞球菌屬、柯林斯菌屬在聚葡萄糖中的相對豐度最低。

圖7 發(fā)酵液中菌群在門水平上的相對豐度Fig.7 Relative abundance of microbiota at phylum level

圖8 發(fā)酵液中菌群在屬水平上的相對豐度Fig.8 Relative abundance of microbiota at genus level

3 討論

本研究旨在探討聚半乳糖、聚甘露糖和聚葡萄糖的益生能力，結(jié)果表明聚半乳糖、聚甘露糖和聚葡萄糖均具有良好的被腸道菌群代謝產(chǎn)生短鏈脂肪酸的能力，能夠起到調(diào)節(jié)腸道菌群的作用。在本研究中，采用胃腸道模生系統(tǒng)，實時控制pH 值，保持試驗溫度恒定，按照2%的添加量，對聚半乳糖、聚甘露糖和聚葡萄糖進行嚴格體外厭氧發(fā)酵試驗，通過檢測發(fā)酵液中短鏈脂肪酸含量變化，結(jié)合16S rRNA 測序，分析聚半乳糖、聚甘露糖和聚葡萄糖這類聚糖的代謝產(chǎn)短鏈脂肪酸能力，以及調(diào)節(jié)人腸道菌群的作用，綜合評價不同單糖組成的聚糖間的益生能力。

人體腸道菌群在門水平上主要是由厚壁菌門、擬桿菌門、變形菌門和放線菌門4 個門組成[21]。其中厚壁菌門和擬桿菌門是優(yōu)勢菌門[22]。腸道菌群利用人體未完全消化的食物成分、部分代謝產(chǎn)物以及腸道黏液等進行新陳代謝活動，并維持自身的數(shù)量平衡，通過自身的各項生理活動在多個方面影響宿主健康[23-24]。腸道菌群的動態(tài)平衡至關(guān)重要。腸道菌群具有生物鐘節(jié)律和自我調(diào)節(jié)功能，維持著腸道菌群的動態(tài)平衡[25]。Desai 等[26]在間歇性給予人糞菌移植小鼠的膳食纖維時發(fā)現(xiàn)，膳食纖維補充期間增殖起來的有益菌在膳食纖維缺乏期迅速減少至原水平。在本研究中，同樣發(fā)現(xiàn)，在發(fā)酵24 h 時，發(fā)酵液中菌群組成的變化趨勢說明腸道菌群可自我調(diào)節(jié)自身動態(tài)平衡。

短鏈脂肪酸是腸道微生物利用非消化性碳水化合物發(fā)酵產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物，為機體提供約10%的能量[27]。在機體內(nèi)，乙酸可以由大多數(shù)細菌代謝產(chǎn)生，如擬桿菌屬、雙歧桿菌屬、消化鏈球菌屬等，能夠進入血液循環(huán)，在肝臟中代謝，為周邊組織提供能源；丙酸主要由擬桿菌門發(fā)酵產(chǎn)生，在結(jié)腸吸收后主要由肝臟代謝用作能源，抑制膽固醇的合成[28]；丁酸主要由厚壁菌門代謝產(chǎn)生，可以促進腸道上皮細胞的分化，是結(jié)腸、盲腸能量的首選來源，對腸道的屏障功能至關(guān)重要[27]。在本研究中，聚半乳糖、聚甘露糖和聚葡萄糖都展現(xiàn)出良好的產(chǎn)短鏈脂肪酸的能力，其中聚半乳糖代謝產(chǎn)生的乙酸和丙酸的含量最多，聚葡萄糖代謝產(chǎn)丁酸和戊酸的含量最多。

近年來，大量研究發(fā)現(xiàn)，喂飼高脂日糧的小鼠和正常日糧的小鼠相比，擁有更高豐度的厚壁菌門和更低豐度的擬桿菌門[29]；這一現(xiàn)象在人體中也逐漸被發(fā)現(xiàn)，肥胖人群中的厚壁菌門豐度增加，擬桿菌門豐度降低[30]。試驗中，聚半乳糖、聚甘露糖和聚葡萄糖均能夠降低發(fā)酵液中厚壁菌門的相對豐度，增加擬桿菌門的相對豐度；其中聚葡萄糖組的厚壁菌門相對豐度下降最多，聚甘露糖的擬桿菌門相對豐度增加最多。在屬水平上，聚半乳糖、聚甘露糖和聚葡萄糖均能降低糞球菌屬、羅氏菌屬、瘤胃球菌屬、優(yōu)桿菌屬和柯林斯菌屬的相對豐度，聚半乳糖和聚葡萄糖能夠降低布勞特氏菌屬的相對豐度，聚半乳糖和聚甘露糖能夠降低多雷亞菌屬的相對豐度；聚半乳糖組中的布勞特氏菌屬和多雷亞菌屬相對豐度降低最多，布勞特氏菌屬被認為是脂代謝異常的標志菌[31]，在腸易激綜合征（IBS）病人體內(nèi)布勞特氏菌屬的豐度要比健康人群顯著增高[32]；多雷亞菌屬的相對豐度和日常攝入菊粉的量呈負相關(guān)，在前驅(qū)糖尿病人中豐度增加[33-34]；聚葡萄糖組中的糞球菌屬和柯林斯菌屬的相對豐度降低最多。張和平團隊發(fā)現(xiàn)，柯林斯菌屬作為動脈粥樣硬化患者的生物標記物[35]，與成年蒙古族人心腦血管疾病的高死亡率相關(guān)[36]。Wang[37]給與便秘小鼠低聚糖治療后，糞球菌屬的豐度降低；聚甘露糖組中瘤胃球菌屬的相對豐度降低最多，瘤胃球菌屬能夠降解腸道中的黏液蛋白，在缺乏膳食纖維的小鼠體內(nèi)豐度增加[37]。聚半乳糖、聚甘露糖和聚葡萄糖增加了副擬桿菌屬的相對豐度，其中副擬桿菌屬在聚葡萄糖組中豐度最高，聚葡萄糖增加了鏈球菌屬和雙歧桿菌屬的相對豐度；雙歧桿菌屬是腸道中常見的益生菌，可以介導菌體與宿主表面的粘附，調(diào)控宿主免疫功能[38]，其含有大量與碳水化合物代謝相關(guān)的基因，能將復雜的多糖水解后被其它菌種利用[39]；副擬桿菌屬可產(chǎn)生大量乙酸及丙酸[40]，60-80 歲的健康老年人在鼠李糖乳桿菌（GG 或GG-PB12）聯(lián)合可溶性玉米纖維干預下，副擬桿菌屬的豐度顯著增加[41]；鏈球菌屬可以代謝產(chǎn)生葉酸，非酒精性脂肪肝患者在短期低碳水化合物飲食干預后鏈球菌屬豐度迅速增加[42]。

總之，在體外發(fā)酵試驗中，聚半乳糖、聚甘露糖和聚葡萄糖能通過代謝產(chǎn)生短鏈脂肪酸，調(diào)節(jié)人腸道菌群結(jié)構(gòu)，促進有益菌的增殖，抑制有害菌的生長。聚半乳糖、聚甘露糖和聚葡萄糖均具有良好的益生能力。

4 結(jié)論

本試驗利用胃腸道模擬仿生系統(tǒng)，體外模擬在人體腸道pH、溫度、營養(yǎng)環(huán)境以及正常腸道蠕動情況，研究不同單糖構(gòu)成的低聚糖對人腸道菌群的調(diào)節(jié)。結(jié)果表明，分別由葡萄糖、半乳糖和甘露糖構(gòu)成的聚葡萄糖、聚半乳糖和聚甘露糖能夠被腸道微生物利用發(fā)酵，代謝產(chǎn)生短鏈脂肪酸；均能調(diào)節(jié)腸道微生物，刺激有益菌的增殖，抑制有害菌生長。