我校在新型抗性淀粉调控肠道菌群方面取得新进展

近日，我校食品营养与安全国家重点实验室王书军教授和南开大学王硕教授团队在淀粉-脂质复合物（RS5）调控肠道发酵过程短链脂肪酸生成及肠道菌群结构方面取得突破，研究成果以封面论文《RS5 produced more butyric acid through regulating themicrobial community of human gut microbiota》发表在农林科学领域Top期刊Journal of Agricultural and Food chemistry上。天津科技大学博士秦仁炳、南开大学医学院讲师王津为论文共同第一作者，王书军教授、王硕教授为共同通讯作者，天津科技大学为第一署名单位。

淀粉作为人们日常饮食中最主要的碳水化合物来源（占每日摄入能量的50~60%），其在热加工过程中与脂质相互作用及复合物的形成对于食品品质和营养特性起着至关重要的作用。前期研究表明淀粉-脂质复合物具有较高的酶抗性，并且热加工可以进一步降低其在小肠中的消化性，被认为是一种极具开发潜力和应用价值的新型抗性淀粉（JAFC, 2018, 66, 1872-1880; 2019, 67, 1530–1536）。然而，关于RS5在大肠中发酵代谢特性的研究还十分有限，尤其是其主要代谢产物（短链脂肪酸）及对肠道菌群结构的影响仍不清楚。

针对这一基础科学问题，研究人员首次通过人类粪便接种及体外模拟大肠发酵模型对高直链玉米淀粉和棕榈酸制备的RS5的发酵代谢特性展开研究，并以高直链玉米淀粉（RS2）和其回生淀粉（RS3）作为对照，阐释三者在体外发酵期间多尺度结构、代谢产物以及肠道菌群结构的变化和区别。

研究发现虽然三种抗性淀粉在体外发酵过程中长程及短程有序性变化不大，但都很大程度上促进了短链脂肪酸的生成。其中RS5能够更好的促进对人体肠道健康及免疫系统调节起着关键作用的丁酸的生成，而RS3则在促进乳酸生成方面更加突出。因此，RS3和RS5相比于RS2更大程度上降低了发酵体系pH，为肠道有益菌的增殖提供了适宜的微生态环境。在改善肠道菌群组成方面，RS5相比于其它两类抗性淀粉促进了多种与丁酸生成有关菌群的增值，尤其是双歧杆菌属Bifidobacterium、罗姆布茨菌属Romboutsia等，揭示了其在促进丁酸生成方面的关键作用机制。

这些研究结果表明RS5作为一种新型抗性淀粉，其在调控肠道微生物组成及代谢产物生成方面具有独特的功能和作用，主要受其种类及结构的影响。研究结果对于食品加工过程中淀粉营养品质的精准调控具有重要理论指导意义。该研究得到了国家自然科学基金重点项目（32030084）、面上项目（31772095）以及国家重点研发计划（2017YFD0400200）等项目的资助。