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非消化性低聚糖由于其特殊的结构,可“逃脱”胃和小肠分泌的消化液的水解,到达结肠,被栖息在结肠中的微生物利用,从而影响肠道菌群结构,对人体健康产生有益功效。在非消化性低聚糖的构效关系研究中,单糖组成、聚合度和糖苷键的类型是影响低聚糖功能的重要因素。大量研究也表明,不同聚合度的低聚糖以及低聚糖单糖组成的改变均影响其对人肠道菌群的调节,而目前尚缺乏糖苷键键型对低聚糖调节肠道菌群的影响研究。因此,本实验以两分子葡萄糖分别通过α-1,1,α-1,2,α-1,4和α-1,6糖苷键结合构成的海藻糖、曲二糖、麦芽糖和异麦芽糖为研究对象,通过人肠道菌群的体外发酵实验,研究糖苷键类型对低聚糖调节人肠道菌群结构及肠道微生物代谢物的影响。研究结果表明:(1)通过α-1,1,α-1,2,α-1,4和α-1,6糖苷键结合的海藻糖、曲二糖、麦芽糖和异麦芽糖均可以显著改变肠道菌群结构,但是受肠道菌群供体差异的影响,相同键型的底物对不同来源肠道菌群结构的影响不同,不同键型的底物对同一来源肠道菌群的调节也存在差异。(2)海藻糖、曲二糖、麦芽糖和异麦芽糖对三个样本发酵液菌群结构的调节作用不同。在样本A肠道菌群的发酵过程中,不同糖苷键构成的二糖均显著增加双歧杆菌bifidobacterium的相对丰度,表明四种二糖均具有良好的促进双歧杆菌增殖的能力。同时,海藻糖显著增加Streptococcus的相对丰度,同时显著降低变形菌门Proteobacteria的相对丰度;麦芽糖促进双歧杆菌增殖的效果最明显,同时麦芽糖显著增加放线菌门Actinobacteria的相对丰度,显著降低厚壁菌门Firmicutes和变形菌门Proteobacteria的相对丰度。此外,曲二糖和异麦芽糖并未引起样本A其他菌门相对丰度的显著变化。而在样本B肠道菌群的发酵过程中,海藻糖显著增加Faecalibacterium和Parabacteroides的相对丰度,显著降低Bacteroides的相对丰度;曲二糖显著增加Bacteroides的相对丰度;麦芽糖显著增加Prevotella的相对丰度;异麦芽糖显著增加Prevotella和Blautia的相对丰度,显著降低Bacteroides的相对丰度。在样本C肠道菌群的发酵过程中,海藻糖显著增加Blautia的相对丰度,显著降低Bacteroides和Megamonas的相对丰度;麦芽糖显著增加Bacteroides的相对丰度;异麦芽糖显著增加Megamonas的相对丰度,同时显著降低Bacteroides的相对丰度;曲二糖并未引起样本C各菌门相对丰度的显著变化。(3)海藻糖、曲二糖、麦芽糖和异麦芽糖均显著提高发酵液中短链脂肪酸的含量。在样本A肠道菌群的发酵过程中,海藻糖显著增加短链脂肪酸的含量,其中丁酸比例最高;麦芽糖显著增加短链脂肪酸的含量,此时乙酸比例最高;异麦芽糖显著增加短链脂肪酸的含量,此时样本A产酸量最高,为81 m M;曲二糖并未显著增加短链脂肪酸的含量。在样本B肠道菌群的发酵过程中,海藻糖显著增加短链脂肪酸的含量,此时样本B产酸量最高,为57 m M;麦芽糖显著增加短链脂肪酸产量,其中乙酸比例最高;异麦芽糖显著增加短链脂肪酸产量,此时丙酸比例最高;曲二糖并未显著增加样本B产酸量。在样本C肠道菌群的发酵过程中,海藻糖显著增加短链脂肪酸含量,高达94 m M;麦芽糖和异麦芽糖均显著增加短链脂肪酸的含量,丙酸比例均最高;曲二糖并未显著增加短链脂肪酸的含量。上述实验结果表明:肠道菌群结构受低聚糖糖苷键键型的影响,海藻糖、麦芽糖和异麦芽糖均具有良好的发酵特性,并显著增加短链脂肪酸的产量。