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多糖是许多天然产物的主要活性成分,具有免疫调节,抗肿瘤,抗氧化等功能。其中食源性多糖是近年来的研究热点,包括动物多糖,植物多糖,以及真菌多糖等。然而作为一种高分子聚合物,大多数多糖口服后不能够被人体细胞直接降解利用,而是通过肠道微生物分解代谢,并调节肠道菌群组成,且与其生理功能的发挥密切相关。本研究以猴头菇多糖(HEP)、枸杞多糖(LBP)以及透明质酸(HA)为代表,利用体外胃肠道消化模型、粪菌发酵模型以及16S r RNA基因扩增子测序分析,探究不同食源性多糖的消化特性及其与肠道菌群的相互作用。具体的研究结果如下:(1)HEP纯化及结构表征。利用AKTA蛋白纯化系统从猴头菌丝体粗提物中分离纯化得到HEP,通过高效凝胶渗透色谱(HPGPC)测得重均分子量为16 k Da左右,刚果红实验推测其在溶液中呈现三螺旋结构,单糖组成质量百分比为葡萄糖84.36%,半乳糖7.11%,甘露糖0.91%,岩藻糖0.85%,阿拉伯糖5.11%,木糖1.05%,鼠李糖0.62%。红外光谱显示HEP是具有吡喃糖。(2)食源性多糖体外胃肠道模拟消化。HEP经人工胃液模拟消化后,重均分子量由16 k Da降低到了5 k Da,还原糖含量由0.084±0.017 mg/m L升高到0.256±0.051 mg/m L;经人工小肠液模拟消化后HEP的重均分子量降低至480 Da,而还原糖含量则进一步升高至0.360±0.072 mg/m L。表明纯化的HEP经过胃肠道体外消化之后发生糖链断裂,分子量减小,变成一系列小分子寡糖片断。分离纯化得到了HEP消化后产物(HEP-D)进行后续实验。而LBP经体外胃肠道消化后分子量无明显变化,仍为20k Da左右,5种不同的HA(HA-1、HA-2、HA-3、HA-4、HA-5)经体外胃肠道消化后分子量也保持稳定,分别为2.5k Da、120 k Da、240 k Da、480 k Da和1000 k Da左右,推测LBP和HA在体外模拟胃肠道中难以被消化。(3)食源性多糖体外抗氧化能力测定。HEP经消化之后得到的HEP-D体外抗氧化总还原力显著增强(P<0.05),ABTS自由基和超氧阴离子自由基清除活性显著增强(P<0.05),而羟自由基清除活性几乎无变化,DPPH自由基清除活性减弱。LBP的总还原力、ABTS、DPPH、超氧阴离子和羟自由基清除活性皆随着HEP浓度升高而增强(P<0.05),呈现浓度依赖性。实验中HA的抗氧化能力与分子量有关,低分子量的HA抗氧化能力相对较强。(4)食源性多糖与肠道菌群相互作用。通过对来自6个健康志愿者的粪便微生物进行单独与混合的体外厌氧发酵,利用16S r RNA基因测序技术分析不同食源性多糖对肠道微生物结构及功能的影响。加入HEP-D能够显著提高肠道菌群的丰富度与多样性,利用Lef Se(Linear discriminant analysis Effect Size)分析发现HEP-D影响肠道菌群的特征微生物为乳酸杆菌属与双歧杆菌属,并利用PICRUSt2对肠道菌群进行功能预测,发现HEP-D可以上调肠道菌群脂质代谢、消化系统、能量代谢等与糖代谢有关的通路。LBP则可以明显改变人肠道微生物结构与功能,提高肠道菌群中乳酸杆菌属、双歧杆菌属与拟杆菌属等益生菌的相对丰度,上调脂质代谢和消化系统的相关通路。不同分子量的HA对肠道菌群的影响不同,主要上调的微生物菌属为乳酸杆菌属与双歧杆菌属。并且发现瘤胃球菌属和布劳特氏菌属的相对丰度与透明质酸分子量呈现正相关,而巨单胞菌属的相对丰度则呈现负相关。不同分子量的HA普遍上调的菌群功能差异是消化系统(Digestive system)。此外,利用超高效液相色谱对体外厌氧发酵液的短链脂肪酸(SCFAs)进行测定,结果发现HEP-D、LBP及HA均促进了SCFAs的生成。