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为探究苦荞康普茶(CBK)的特性,研究人员分析其微生物群落和有机化合物组成,并评估食用安全性。结果发现 CBK 含多种真菌、细菌、有机酸和酚类化合物,有抗氧化和抗菌功效。该研究为功能性食品开发提供参考。
在健康饮食的潮流中,发酵饮品越来越受到人们的关注,康普茶(Kombucha)便是其中之一。它是一种传统发酵饮料,由细菌和酵母的共生培养物(SCOBY)发酵甜茶制成。最初,康普茶多以黑茶或绿茶为原料,不过近年来,人们开始尝试用非传统原料制作,像咖啡、水果、草药等。这些新原料不仅能带来独特风味,还可能改变康普茶的微生物组成和健康益处。但目前,对于以苦荞为原料发酵的康普茶,人们了解还很少。
苦荞是一种伪谷物,富含多糖、膳食纤维、氨基酸、维生素和有机酸等营养成分,还含有芦丁(Rutin)和槲皮素(Quercetin)等生物活性化合物,具有抗氧化特性,且其低血糖指数使其适合高血糖人群。基于此,研究苦荞发酵制成的康普茶,对开发新型功能性食品意义重大。
为了深入了解苦荞康普茶(Common Buckwheat Kombucha,CBK),研究人员开展了一系列研究。他们从微生物群落结构、有机成分(有机酸和酚类化合物等)分析,到评估其抗菌活性和食用安全性,进行了全面探究。研究成果发表在《Food Chemistry: Molecular Sciences》上,为该领域的发展提供了重要参考。
在研究方法上,研究人员主要运用了以下关键技术:首先是高通量测序技术,通过 16S 和 ITS rRNA 基因测序分析细菌和真菌组成;其次是利用 PICRUSt 软件结合 KEGG 数据库评估微生物群落的功能;另外,采用 HPLC(高效液相色谱)分析有机酸、酚类化合物和多糖的浓度;还用 SYTO 9/PI 活死细菌双染试剂盒测定抗菌活性;通过对喂食 CBK 的小鼠关键器官进行苏木精 - 伊红(H&E)染色进行组织学评估。
下面来看具体的研究结果:
- 测序深度分析:对 CBK 样本的细菌 16S rRNA 和真菌 ITS 基因进行高通量测序,通过 Coverage 和 Shannon 指数绘制的稀疏曲线表明,样本数量提供了具有代表性和充足的数据集,最终 16S rRNA 和真菌 ITS 基因序列分别聚类为 540 个和 136 个操作分类单元(OTU)。
- 真菌和细菌组成:在 CBK 中检测到 7 个真菌门,其中子囊菌门(Ascomycota)占主导。共鉴定出 25 种真菌,优势种有双孢接合酵母(Zygosaccharomyces_bisporus)等。细菌方面,变形菌门(Proteobacteria)在 CBK 中从初始的 5% 增加到 80%,厚壁菌门(Firmicutes)从 30% 降至 2%。共鉴定出 9 种细菌,未分类的 g_Komagataeibacter 含量最高。通过线性判别分析效应大小(LEfSe)分析,进一步明确了初始康普茶和 CBK 中细菌和真菌群落的显著差异。
- 微生物群功能评估:CBK 微生物群中与免疫系统、碳水化合物和脂质代谢相关的基因相对丰度显著高于初始康普茶,而与神经退行性、内分泌、代谢和免疫疾病相关的基因丰度较低。
- 有机酸和多酚化合物:通过 HPLC 分析,确定了 CBK 中 6 种有机酸和 6 种酚类化合物。L - 乳酸(L-lactic acid)含量最高,酚类化合物中儿茶素(Catechin)浓度最高。
- CBKP 单糖成分:CBK 多糖(CBKP)由甘露糖、核糖、葡萄糖、半乳糖、阿拉伯糖和葡萄糖醛酸组成。HPLC 方法的回收率在 94.6% - 108.0%,表明该方法准确可靠。
- 组织学切片:对感染阪崎克罗诺杆菌(Cronobacter sakazakii)的小鼠进行组织学检查,发现小鼠的小肠、大肠、肝脏、脾脏和胃组织结构正常,表明 CBK 对主要器官有保护作用。
综合研究结果和讨论部分,这项研究意义重大。它首次全面分析了 CBK 的微生物群落结构、化学组成和功能特性,证实苦荞是康普茶发酵的优质新底物。CBK 富含有益微生物和生理活性物质,其与免疫系统及碳水化合物、脂质代谢相关基因的高丰度,表明其具有增强的功能特性。此外,CBK 的抗菌性和对器官的保护作用,为其在功能性食品开发中的应用提供了有力支持,也为其他谷物在该领域的应用开辟了道路。