不同单糖组成的低聚糖对人肠道菌群的调节作用

庞敏

山东龙力生物科技股份有限公司 山东禹城 251200

1 低聚糖的定义

低聚糖（oligosaccharides）也可以称之为寡糖，又或者可以称它为益生元（Prebiotics），它是不能被消化系统和病菌体所利用的一个有选择性的刺激结肠生长的只接受肠道中益生菌的增殖因子，能够有效的促进宿主的消化功能的一种非消化性的物质。低聚糖中也含有3-10个糖基的碳水化合物，在人体的消化生理系统中分为可消化性和非消化性的低聚糖。而非消化性低聚糖它是不能被人体自身的淀粉酶水解的单糖链接键型，直接从肠道到达结肠中被微生物发酵利用。选择性促进有益菌的增殖，并被肠道微生物代谢产生短链脂肪酸，从而被认为是典型的益生元[1]。

1.1 低聚糖的作用

目前，低聚糖的怎样使用，越来越受到国内外消费者的熟知，尤其是现在人们对于自己的饮食健康和养生方面越来越重视，在保健品和食品当中所添加的物质更为看重。就比如大豆低聚糖、低聚果糖等。就目前的研究统计，低聚糖的产量已经达到数十万吨了，在医疗保健和食品行业等方面尤为突出，并且应用的发展也十分的开阔和优越。

（1）在食品行业中，低聚糖的热、酸稳定性达到符合的标准会用于饮品当中去，或者是需要高温灭菌处理酸性软罐头等食品中来代替部分蔗糖，使得产品的质量能够保持平衡[2]。而在日本，有学者专门针对当下女性减肥塑性的热情，研制出了一种添加了大豆低聚糖的健美饮料，长期使用可以让身体更加紧致，使皮肤更水润。

（2）在医药保健行业，产品中添加大豆低聚糖可有助于调整人体肠道菌群的保健作用。对于当下患有糖尿病、肥胖病的患者而言，低聚糖是可以替代一些含有甜味的一种健康物质，因为它的能量低，不被人体吸收甜味的特点。每日食用10克大豆低聚糖粉可明显减少腐败产物，同时还可抑制那些与肠内生成致癌物质有关的β-葡萄甙酸酶和偶氮还原酶。

2 肠道菌群的含义

肠道菌群是指定植在人体肠道内并长期与人体相互依存的细菌群，包括40多个菌属，400到500种菌种，数量达100万亿之多，是人体细胞的10倍，重量上相当于一个人的肝脏，占健康成人每日排出粪便的1/3到2/5[3]。

3 调节肠道菌群的方法

根据人体的胃肠道模拟系统，分别对葡萄糖、半乳糖和甘露糖构成的聚葡萄糖、聚半乳糖和聚甘露糖三种聚糖进行研究，分析它们对人体肠道菌群的调节和被微生物代谢产生短链脂肪酸的情况。

3.1 材料与试剂

乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、乙酸乙酯、蛋白胨，阿拉丁试剂（上海）有限公司；盐酸、氢氧化钠、浓硫酸均为分析纯级，国药集团化学试剂有限公司；Ezup柱式细菌基因组DNA抽提试剂盒，上海生工生物股份有限公司；阿拉伯半乳聚糖、果胶、木聚糖、淀粉、酵母粉、蛋白胨、半胱氨酸、粘蛋白，北京索莱宝科技有限公司；葡萄糖、半乳糖、甘露糖，国药集团化学试剂有限公司。

3.2 仪器和设备

胃肠道模拟系统，Agilent7890A气相色谱，美国安捷伦公司；高速离心机，YXQ-LS-50G立式压力蒸汽灭菌锅.分别来自于无锡瑞控物联网科技有限公司、美国安捷伦公司、湖南可成仪器设备有限公司、上海博讯实业有限公司。

3.3 发酵菌群的来源

以健康成人的粪便作为发酵菌源，要求愿意参加试验的志愿者3个月内不能服用抗生素，并且该参加实验的志愿者没有肠胃病史。

3.4 低聚糖合成和肠道菌群发酵

发酵系统（如图所示），结肠模拟罐中加入培养基270mL，粪菌液30mL，低聚糖6g。37℃恒温水浴，磁力搅拌器搅拌。结肠模拟器的参数条件：温度（37±0.5）℃，pH6.15-6.4，保护气体为高纯氮气，发酵时间24h，每12h取发酵液测定短链脂肪酸（SCFA）含量和发酵液菌群总DNA测序，发酵液pH通过在线检测系统实时监控。

3.5 结果与分析

葡萄糖、半乳糖和甘露糖构成的聚葡萄糖、聚半乳糖和聚甘露糖三种聚糖都分别被肠道微生物代谢产生短链脂肪酸，其中产生短链脂肪酸含量最高的是聚半乳糖，第二高产量的是聚葡萄糖，最少产量的则是聚甘露糖。研究结果表明，能够抵制有害菌群体，并且有利于代谢产生的乙酸和丙酸是由半乳糖构成的聚半乳糖。由葡萄糖构成聚葡萄糖更有利代谢产丁酸和戊酸，抑制柯林斯菌属生长，促进双歧杆菌属、副拟杆菌属和链球菌属增殖。

4 结语

综上所述，目前，许多疾病的发生都是与人体的肠道菌群息息相关，而肠怎样调节好人体的肠道菌群，就成为了研究治疗的重要对象。在研究的结果当中，三种聚糖都具有调节人体肠道菌群的功效，能够促进有益生菌的增长繁殖，对有害的菌群的生长能够有效的克制。因此，低聚糖是能够润滑人体的肠道，达到可以促进通便的效果，长期服用不会对身体造成伤害。