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β-葡聚糖是一类存在于真菌和植物细胞壁中、以及细菌代谢产物中的天然高聚物。其中,β-(1,3)-D-葡聚糖因具有控制体重、降低胆固醇水平、调节免疫、抗氧化、抗肿瘤等独特的生物活性而受到人们最多的关注。索拉胶是本实验室自主发现的一种结构新颖的β-(1,3)-D-葡聚糖,其化学结构由以下重复单元构成：→3)-β-D-Glcp-(1→3)-[β-D-Glcp-(1→3)-β-D-Glcp-(1→3)]3-α-D-Glcp-(1→÷3)-α-D-Glcp-(1→。早期实验结果指出,索拉胶安全无毒,拥有优良的流变学特性和多种生物活性,包括控制餐后血糖的上升、抑制淀粉酶的活性、以及保护由酒精和四氯化碳引起的急性肝损伤。这些结果表明,索拉胶在食品和饲料等领域具有应用潜力。作为食物与代谢活动相互联系的界面,肠道是开发功能性食物的首要研究目标。因此,评价索拉胶对肠道生理和病理的调节作用对于开发其应用就显得尤为重要和有意义。给小鼠喂含21%脂肪和0.15%胆固醇的西方式高脂食物21天,结果显示合并3%和6%索拉胶喂养显著改善了高脂食物引起的一系列生理特征,其中6%索拉胶合并高脂食物喂养小鼠的体重、体脂百分含量、腹部白色脂肪组织重量、血浆中TG、TC、HDL-C含量以及肝脏内TG、TC含量较纯高脂喂养小鼠分别显著性地下降了11.17%、53.12%、57.89%、30.74%、27.99%、43.50%、52.47%和44.03%。每日食物摄取量的数据统计显示,索拉胶控制了小鼠的食物摄取量,表现为3%、6%索拉胶合并高脂食物喂养小鼠的每日食物摄取量较纯高脂食物喂养小鼠分别显著减少了22.31%和35.29%。同时我们还发现,比起纯高脂喂养小鼠,3%、6%索拉胶合并高脂食物喂养小鼠每日随粪便排出的总甘油三酯量明显上升,分别增加了1.31倍和0.46倍。这些数据表明,索拉胶通过控制食物摄取量和促进脂质随粪便排出体外,减少了小肠对高脂食物中脂质的吸收,进而削弱了脂肪在体内的堆积,减轻了小鼠的肥胖程度。索拉胶这一功能为预防高脂饮食诱发的肥胖症提供了一个潜在的手段。考察索拉胶的物理性质后发现,2%浓度索拉胶水溶液的粘度就达9500mPa·s;索拉胶还拥有优良的保水能力,能够吸收自身重量9.7倍的水。体内实验结果显示,单次灌胃300mg/kg索拉胶后小鼠8h排便的数量和重量分别显著增加了32.97%和26.83%,但不引起腹泻。通过5mg/kg剂量洛哌丁胺诱导的痊挛型便秘小鼠模型和200μg/kg剂量可乐定诱导的松弛型便秘小鼠模型证实,索拉胶以剂量依赖的方式促进了便秘小鼠的排便,其中300mg/kg索拉胶将痉挛型便秘小鼠8h排便的数量和重量分别显著提高到了5.00倍和16.33倍,以及将松弛型便秘小鼠8h排便的数量和重量分别显著提高了124.89%和79.17%。洛哌丁胺会显著影响小鼠粪便的含水率,但可乐定不会。300mg/kg索拉胶能使洛哌丁胺诱导的便秘小鼠粪便的含水率显著升高10.39%。进一步研究发现,索拉胶对这两种便秘小鼠的胃排空没有改善作用,但显著刺激了小肠的推进速度,特别是300mg/kg剂量索拉胶将这两种便秘小鼠的小肠推进速度分别提高了88.29%和108.51%。这些实验结果表明,索拉胶凭借其优良的保水能力和膨胀作用,对小肠蠕动产生刺激作用,进而促进排便。索拉胶有望成为一种新的、安全的、有效的、廉价的亲水型通便剂。让3周龄幼鼠分别连续摄取含8%纤维素或索拉胶的食物4周后发现,与摄取纤维素的小鼠相比,摄取索拉胶小鼠的体重多增加了22.98%、盲肠组织壁和内容物的重量分别升高了77.78%和45.56%、以及盲肠和结肠内丁酸的浓度分别提高了132.84%和179.74%。PCR-DGGE指纹图谱反映出,索拉胶改变了小鼠肠道微生物菌群的结构。经qPCR证实,摄取索拉胶后小鼠盲肠内Lactobacillus和Bifidobacterium的相对数量分别增加了3.12倍和6.18倍。以上实验结果表明,索拉胶通过刺激有益菌的增殖和增加肠道内短链脂肪酸(特别是丁酸)的含量而有利于机体肠道健康。这些数据对索拉胶作为益生元类膳食补充剂供人食用具有参考价值。让摄取标准食物或含4%、8%索拉胶食物21天的小鼠改饮用4%葡聚糖硫酸钠(DSS)水溶液5天建立溃疡性结肠炎(UC)小鼠模型。结果显示,索拉胶以剂量依赖性的方式削弱了DSS诱导的UC症状,表现为比起UC模型对照组小鼠,摄取含8%索拉胶食物的UC小鼠其疾病活动指数下降了52.38%,其血液中RBC值、Hgb值和Hct值分别升高了67.65%、66.80%和61.51%,其结肠长度增加了17.15%,其结肠粘膜层内隐窝结构损坏程度、杯状细胞丢失程度和中性粒细胞浸润程度明显减轻,以及其结肠内髓过氧化物酶活力降低了46.94%。qPCR结果表明,索拉胶以剂量依赖性的方式下调了UC小鼠结肠组织内重要促炎因子TNF-a mRNA的表达水平,表现为4%和8%浓度的索拉胶将其分别下调了28.59%和56.36%。同时研究发现,索拉胶以剂量依赖性的方式上调了UC小鼠结肠组织内β-葡聚糖受体Dectin-1mRNA的表达水平,表现为4%和8%浓度的索拉胶分别将其上调了1.49倍和3.18倍。这些数据表明,索拉胶通过上调Dectin-1的水平来抑制TNF-a水平的升高,从而减轻了DSS对小鼠结肠粘膜层引起的损伤程度和炎症程度,缓解了UC程度。索拉胶有望成为炎症性肠病的一种新的、有效的、廉价的营养补充剂。综上所述,索拉胶在肠道的生理和病理方面表现出了有益的调节作用,我们的研究结果对其在食品和饲料方面的应用具有参考价值。