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近日，加工理论与技术研究室对比研究了不同来源果胶的精细结构和体外肠道微生物酵解特性。相关研究成果发表在国际知名学术期刊《International Journal of Biological Macromolecules》（中科院1区期刊，IF：8.2）。研究室“远大学者”博士后赵圆圆为论文第一作者，导师赵晓燕研究员为共同作者。

果胶广泛存在于各种水果蔬菜细胞壁中，经人体胃和小肠消化后结构通常较为稳定，其肠道益生作用与其在肠道中的微生物发酵过程关系密切。以往对果胶肠道酵解特性的研究，大多以不同来源商业果胶或粗提果胶为试验材料，直接探讨果胶肠道酵解特性的差异，忽略了果胶大分子中不同结构特征之间的相互干扰。从研究内容上，本文利用体外模拟肠道发酵体系，先研究了不同来源和不同提取方式对果胶结构及其肠道菌群酵解特性的影响，筛选出影响果胶在肠道中发酵特性的关键结构特征，探究果胶关键结构特征与其肠道酵解特性的构效关系，阐明果胶结构调控其肠道酵解特性的作用机理。从研究方法上，该研究采用16S rRNA测序进行多角度微生物组学分析，除了常规的微生物多样性和物种组成分析外，着重探究了果胶精细结构对肠道中果胶降解菌和短链脂肪酸产生菌的影响，通过LEfSe多级物种差异判别分析筛选不同果胶结构诱导的优势特征菌属，从而明确果胶精细结构对肠道微生物多样性和关键差异物种的影响，建立果胶－肠道菌群－代谢产物的相关性。

研究通过建立体外模拟肠道发酵体系，研究了不同来源对果胶精细结构和肠道酵解特性的影响，明确了影响肠道酵解特性的关键结构特征。发现苹果果胶和山楂果胶富含半乳糖醛酸聚糖和鼠李半乳糖醛酸聚糖-I（RG-I），胡萝卜、西兰花和番茄果胶富含分支度较高的RG-I结构域，具有较紧凑和弯曲的构象。发酵24 h后， 以HG结构域和RG-I结构域为主的果胶，如山楂果胶、桃果胶、草莓果胶和南瓜果胶，体外模拟肠道发酵后产生更多乙酸。而具有分支度较大的侧链且分子链呈现较高卷曲程度的果胶，如番茄果胶，发酵后产生更多丁酸。此外，番茄果胶促进了梭菌和瘤胃球菌的生长；山楂果胶促进了真杆菌和梭状芽孢杆菌的生长，以上均为丁酸产生菌。

综上，富含RG-I结构域且构象紧密的果胶在肠道中易于被多糖分解菌利用，通过促进短链脂肪酸产生菌的生长产生较多的短链脂肪酸，具有较好的肠道菌群酵解特性。本研究发展了对果胶肠道益生功能的理解，促进了功能性可溶性膳食纤维的设计。这将为进一步优化多糖结构和开发新型功能材料提供一定的指导。未来有可能发现更多来源果胶及改性制备不同结构的果胶多糖，通过肠道微生物组学和代谢组学进一步拓展果胶多糖的应用潜力。

原文链接：//doi.org/10.1016/j.foodhyd.2024.109730