应用Illumina NovaSeq测序技术比较3 种杂粮对大鼠肠道菌群的影响

为探究燕麦、荞麦和小米对健康大鼠肠道结构、肠道菌群及肠道中短链脂肪酸（short-chain fatty acids,SCFAs）含量的影响,本实验将48 只SPF级雄性SD大鼠随机分为4 组（空白对照组（饲喂标准维持饲料）、燕麦组（饲喂含22%（质量分数,下同）燕麦的饲料）、荞麦组（饲喂含22%荞麦的饲料）和小米组（饲喂含22%小米的饲料））,每周测定大鼠体质量,12 周后处死大鼠,取肝脏、结肠组织及结肠内容物,对大鼠肝脏和结肠组织进行病理学检测;应用Illumina NovaSeq高通量测序技术检测大鼠肠道菌群变化;利用液相色谱-质谱联用仪检测大鼠结肠内容物SCFAs含量。结果表明,燕麦可增加大鼠肠道菌群多样性,提高大鼠结肠乳杆菌属（Lactobacillus）和阿克曼氏菌属（Akkermansia）丰度;荞麦和小米可增加厚壁菌门（Firmicutes）相对丰度,降低疣微菌门（Verrucomicrobia）和拟杆菌门（Bacteroidetes）相对丰度;燕麦、荞麦和小米均可降低拟杆菌属（Bacteroides）丰度;燕麦和小米可显著提高大鼠结肠内乙酸和总SCFAs含量（P＜0.05）,小米可显著提高丙酸和异丁酸含量（P＜0.05）。综上,燕麦对大鼠肠道菌群具有一定的改善作用,荞麦和小米对肠道菌群的影响相似度较高,相关研究结果可为谷物功能食品的开发提供科学依据。     

酶法制备瓜尔胶水解物的体外酵解特性分析

为研究不同分子量的瓜尔胶（guar gum,GG）水解物对肠道菌群的影响,以瓜尔胶为原料,通过酶解法制备3 种不同分子量的瓜尔胶水解物（guar gum hydrolysate,GGH）,其分子量分别为32.41 kDa（GGH-1）、10.15 kDa（GGH-2）和5.89 kDa（GGH-3）,采用猪结肠消化物构建体外酵解模型,研究GG 及其水解产物的体外酵解特性。结果表明：在酵解过程中,GG 和3 种GGH 的分子量逐渐降低,总糖含量显著降低,还原糖含量先增后减。酵解体系的pH 值均显著降低（P＜0.05）,GGH-1 显著促进总短链脂肪酸、乙酸、丁酸的生成,GGH-3 显著促进丙酸的生成。GG 和不同分子量的GGH 均可以提高乳杆菌属和梭菌属的相对丰度,抑制链球菌属的增长,其中GGH-3 对肠道菌群组成的影响最为显著。     

微生态制剂调节便秘、腹泻人群肠道菌群结构与产短链脂肪酸关键菌属的相关性

为探究微生态制剂对健康、便秘和腹泻人群肠道菌群结构的调节能力。本研究以健康、便秘和腹泻人群 为对象,令其定时、定量摄入水苏糖（stachyose tetrahydrate,Sta）、益生菌纯粉（probiotics power,PP）、益生 菌剂（probotic preparations,PPrs）3 种微生态制剂,共6 周,采集新鲜粪便样本并提取DNA,利用Ion torrent PGM 二代测序技术进行16S rRNA V3区扩增子测序,并用气相色谱检测粪便中的短链脂肪酸（short-chain fatty acids, SCFAs）表达水平,最后联合多变量统计学分析方法对测序数据进行多样性分析。结果表明：绝大多数序列属 于硬壁菌门（Firmicutes）和拟杆菌门（Bacteroidetes）,约占总序列数的94.37%。随着微生态制剂的摄入,受 试人群肠道菌群的群落结构多样性明显增加,毛螺菌科（Lachnospiraceae）中的Blautia、Lachnospira以及瘤胃菌 科（Ruminococcaceae）中的Faecalibacterium、Oscillospir等与产SCFAs相关的菌属都明显地增长,其中Blautia和 Faecalibacterium与SCFAs含量呈显著正相关。SCFAs的含量以及肠道中相应菌群的增长与减少都与微生态制剂的成 分相关,在3 组受试人群中,服用Sta组,丙酸含量显著增加,乙酸与丁酸含量也在2 周左右有所增加,并伴随产 SCFAs的菌属快速且大量增长;PP组肠道中只有乙酸含量有所增加,丙酸和丁酸含量呈现降低的趋势,而产SCFAs 的菌属增长较明显;服用PPrs组,乙酸和丁酸含量明显增加,且便秘和腹泻人群在停止服用后,其SCFAs的含量 接近于健康人群,常见的Bifidobacterium、Lactobacillus、Parabacteroides等外源性益生菌均明显增长,可能性致病 菌相对丰度降低,表明服用PPrs对肠道菌群结构的调节作用以及影响更大。此外,根据肠型的分析,Bacteroides和 Prevotella在饮食的共同驱动下会调整并改变肠型,而仅通过所选择的微生态制剂的作用,在驱动肠型改变方面不 显著。综上所述,肠道疾病状态的人群服用微生态制剂后,肠道菌群结构向正常人群的状态调整,菌群多样性和 SCFAs表达水平提高,表现出持续抑制肠道有害细菌生长,促进有益菌的增殖,以此来维持肠道菌群结构的稳态。 经扩增子测序分析获得初步结论为：微生态制剂有改变腹泻、便秘人群肠道菌群整体结构的功效,并且PPrs要比单 一的Sta或PP调整肠道菌群的能力更突出。     

黑米花色苷的酰基化及产物对肠道菌群的益生作用

该研究以癸酸为酰基供体，对黑米矢车菊素-3-O-葡萄糖苷（C3G）酶法修饰。半制备型高效液相色谱（Semi-HPLC）用于纯化产物，质谱（MS）用于鉴定产物的结构。结果表明，酰化反应发生在C3G的葡萄糖苷上，单酰化产物为矢车菊素-3-O-(6”癸酰)葡萄糖苷（ACD）。通过体外模拟消化试验分析ACD在消化过程中的稳定性。并在体外发酵中，研究它对肠道菌群的调节作用及对短链脂肪酸（SCFAs）和乳酸产生的影响。结果表明，ACD在模拟唾液、胃和小肠液中几乎不被消化。体外发酵24 h后，ACD的总含量从96.83 mg/L降至23.20 mg/L。ACD显著增加了双歧杆菌属和阿里松氏菌属的相对丰度，降低了普氏菌属、小类杆菌属、巨单胞菌属和梭状芽孢杆菌属的相对丰度，而且促进了SCFAs的产生。它不仅对肠道菌群表现出比C3G更好的动态和多重调节作用，而且在促进SCFAs（乙酸、丙酸和丁酸）的产生方面表现出与菊粉相似的作用，为酰化花色苷作为益生元在食品中的应用提供理论依据。     

菠萝蜜多糖对小鼠肠道菌群的调节作用

为探究菠萝蜜多糖（JFP-Ps）对小鼠肠道菌群多样性及其结构的影响,将24只雄性昆明小鼠随机分为四组:对照组、JFP-Ps（50 mg/kg BW）组、JFP-Ps（100 mg/kg BW）组和JFP-Ps（200 mg/kg BW）组,连续灌喂2周后,收集新鲜小鼠粪便,提取粪便DNA扩增肠道菌群16S rRNA基因的V3~V4区,通过Illumina高通量测序技术研究菠萝蜜多糖对小鼠肠道菌群的调节作用。结果表明,JFP-Ps可通过调节拟杆菌门（Bacteroidetes）和厚壁菌门（Firmicutes）等肠道优势菌群的组成和结构,增加肠道菌群的多样性。通过属水平分析发现,JFP-Ps可增加拟杆菌属（Bacteroides）、异杆菌属（Allobaculum）、乳酸杆菌属（Lactobacillus）和副拟杆菌（Parabacteroides）等产SCFAs菌属的丰度,减少普雷沃菌属（Prevotella）等菌属丰度,发挥肠道微生物调节作用,改善宿主肠道微生态健康,研究结果为JFP-Ps在肠道益生产品的研发应用奠定理论基础。     

酵母甘露糖蛋白体外发酵及其代谢产物的抗炎活性

通过体外肠道菌群厌氧发酵技术研究酵母甘露糖蛋白（mannoprotein,MP）的益生活性。结果表明,MP可调节肠道菌群结构,在门水平增加了拟杆菌门（Bacteroidetes）的相对丰度,降低了厚壁菌门（Firmicutes）、变形菌门（Proteobacteria）的相对丰度,降低了Firmicutes/Bacteroidetes比值。MP显著提高了发酵液中短链脂肪酸尤其是乙酸和丙酸的含量。MP与菊粉具有相似的益生菌活性,菊粉可促进双歧杆菌属（Bifidobacterium）的增殖,而MP可选择性促进拟杆菌属（Bacteroides）、韦荣球菌属（Veillonella）、Clostridium＿sensu＿srticto、布劳特氏菌属（Blautia）、粪杆菌属（Faecalibacterium）、纺锤链杆属（Fusicatenibacter）和产丁酸球菌属（Butyricicoccus）的生长。脂多糖诱导RAW 264.7巨噬细胞模型结果表明MP对炎症没有显著调节作用（P>0.05）,而其发酵液具有显著抗炎活性,且其活性与菊粉组相似,均优于空白组。因此,MP有望成为通过调...     

铁皮石斛低聚糖分离纯化及其益生活性

为了探究铁皮石斛低聚糖组成及其益生活性，利用DEAE-52阴离子纤维素和Sephadex G-10葡聚糖凝胶色谱柱分离纯化得到铁皮石斛低聚糖DOO1-1组分，评价了该低聚糖对干酪乳杆菌、嗜酸乳杆菌、两歧双歧杆菌和肠道菌群的益生作用。结果表明，铁皮石斛低聚糖DOO1-1含量为81.37%,其相对分子质量为2 270,主要由葡萄糖和甘露糖组成，还有少量葡萄糖醛酸、半乳糖和阿拉伯糖，DOO1-1具有较强的抗消化能力。铁皮石斛低聚糖DOO1-1能促进干酪乳杆菌、嗜酸乳杆菌、两歧双歧杆菌和肠道菌群等微生物的增殖，其效果好于低聚果糖。DOO1-1能被这些益生菌利用产生短链脂肪酸，其中乳酸和乙酸含量较多，而丙酸和丁酸含量较少。试验结果表明，铁皮石斛低聚糖DOO1-1是一种良好的益生元，具有潜在的开发价值。     

凝固型苦荞酸奶对小鼠肠道菌群的调节作用

通过动物实验,利用实时荧光定量聚合酶链式反应方法、气相色谱-质谱、Illumina高通量测序技术,对小鼠肠道菌群数量和种类,以及主要代谢产物——短链脂肪酸（乙酸、丙酸、丁酸、乳酸）的含量进行分析,探究凝固型苦荞酸奶对小鼠肠道菌群的调节作用。结果表明：与对照组相比,凝固型苦荞酸奶使肠道中3 种有益菌（乳酸杆菌、双歧杆菌、柔嫩梭菌）的数量分别增加了523.81、911.01、12.18 倍,3 种有害菌（肠杆菌、肠球菌、拟杆菌）的数量分别减少了99.89%、97.31%、99.02%。同时,凝固型苦荞酸奶组小鼠粪便中的乙酸、丙酸、丁酸、乳酸的含量分别增加了36.87%、75.59%、56.26%、92.36%,且效果优于普通酸奶组。高通量测序结果表明,凝固型苦荞酸奶较普通酸奶可以显著增加小鼠肠道菌群多样性,在门水平上显著降低厚壁菌门和疣微菌门的丰度,显著提高拟杆菌门的丰度（P＜0.05）;且在属水平上显著提高norank_f__Bacteroidales_S24-7_group、Faecalibaculum菌属的相对丰度,显著降低Ruminococcaceae_UCG-014、unclassified_f__Lachnospiraceae、Lachnospiraceae_UCG-006菌属的相对丰度（P＜0.05）,提高肠道菌群优势菌属的地位。综上所述,凝固型苦荞酸奶相较于普通酸奶,可以更好地促进小鼠肠道内有益菌的增殖并抑制有害菌的增殖,促进短链脂肪酸的生成,增加肠道菌群多样性,优化菌群结构。     

黄精多糖体外消化特性及对Ⅱ型糖尿病小鼠肠道菌群的调节作用

本研究探讨黄精多糖体外消化特性、体外降血糖活性及对Ⅱ型糖尿病鼠肠道菌群的调节作用。以空白作对照,对黄精多糖进行体外消化,采用DNS法和凝胶色谱法测定黄精多糖在消化过程中还原糖含量和分子量的变化;对黄精多糖进行体外酵解实验,对酵解物进行16S rDNA分析,研究黄精多糖对糖尿病鼠肠道菌群的影响。研究结果表明,在胃部消化模拟阶段,黄精多糖相对分子质量从24.19 ku降低到20.39 ku,在肠道消化模拟级阶段,相对分子质量从28.85 ku降低至24.35 ku,说明黄精多糖经过消化过程后大部分能够到达肠道末端被肠道菌群利用,少量被直接消化吸收。通过对酵解液细菌16S rDNA的测序分析结果进行α多样性分析和β多样性分析,黄精多糖显著提高肠道菌群的丰富度和多样性,改变菌群物种组成结构;在门水平上,黄精多糖显著改变优势菌门厚壁菌门、变形菌门和拟杆菌门的相对丰度;在属水平上,黄精多糖显著改变乳酸菌属、韦荣氏球菌属、埃希氏菌属、克雷伯氏菌属等优势菌属的相对丰度,结果表明,黄精多糖可以通过对糖尿病鼠的肠道菌群进行调节进而起到一定的改善病情作用。     

荞麦蜂花粉多糖对人体粪便菌群代谢的影响

本文主要研究荞麦蜂花粉多糖（WFPP）在体外发酵过程中对人体粪便菌群代谢产物的影响。通过建立体外发酵模型,测定发酵液中pH值、总糖含量、NH3-N含量及短链脂肪酸含量,分析WFPP体外酵解规律,探究WFPP对人体肠道菌群的有益作用。随着发酵时间的延长,发酵液中pH值和总糖含量不断降低,发酵24 h后,WFPP-H组pH值由7.26降至4.64,多糖组总糖消耗量均在80%以上。添加WFPP能明显减少培养液中NH3-N的积累,且添加量越高效果越明显。乙酸、丙酸、正丁酸是发酵液中主要的短链脂肪酸（SCFAs）,在发酵过程中其含量都显著增加,各组发酵产物中短链脂肪酸含量高低排序为WFPP-H>WFPP-M>WFPP-L。结论：荞麦蜂花粉多糖能被人体肠道菌群酵解,在产生短链脂肪酸的同时降低培养液中pH值,减少NH3-N的积累,并具有一定的剂量关系。荞麦蜂花粉多糖具有潜在的益生元作用。