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为解决低收入国家 5 岁以下儿童功能性胃肠疾病（如腹泻）问题，研究人员开展乌干达常见作物（粟、芝麻等）低聚糖的益生元潜力研究，发现其可促进益生菌（如 Lactiplantibacillus plantarum、Lacticaseibacillus rhamnosus）生长、产短链脂肪酸（SCFA）及抑制病原菌（Salmonella、Shigella），为开发合生素食品提供依据。
腹泻等功能性胃肠疾病在撒哈拉以南非洲等低收入地区严重威胁 5 岁以下儿童健康，乌干达 2022 年该年龄段儿童腹泻患病率达 69%，主要病原体包括沙门氏菌（Salmonella）和志贺氏菌（Shigella）。尽管改善水、 sanitation 和 hygiene（WASH）等措施有所推进，但腹泻相关死亡仍存，亟需饮食干预手段。益生元可调节肠道菌群、抑制病原菌，其与益生菌协同作用的合生素食品成为研究热点。然而，针对乌干达常见作物如粟、芝麻、大豆和高粱中低聚糖的益生元潜力研究较少，因此开展相关研究具有重要现实意义。
来自乌干达古卢大学等机构的研究人员，对改良品种粟（Seremi 2、Naromil 2）、芝麻（Sesim 2、Sesim 3）、大豆（Maksoy 3N、Maksoy 6N）、高粱（Narosorg 2、Narosorg 4）及对应的本土品种进行研究，分析其低聚糖提取物对益生菌生长、短链脂肪酸（SCFA）产生及肠道病原菌抑制的影响，相关成果发表在《BMC Microbiology》。
研究主要采用以下关键技术方法：通过乙醇提取法从作物中提取低聚糖，利用紫外 - 可见分光光度计测定总低聚糖含量并标准化为 2%（w/v）浓度；采用光学密度测量和菌落计数法评估益生菌（Lactiplantibacillus plantarum ATCC 14917、Lacticaseibacillus rhamnosus ATCC 7469）在低聚糖提取物中的生长情况；运用高效液相色谱（HPLC）检测短链脂肪酸（乙酸、丙酸、丁酸）含量；通过共培养实验测定益生菌对病原菌（Salmonella enterica subsp. enterica ATCC 13076、Shigella flexneri ATCC 12022）的抑制作用，采用单因素方差分析（ANOVA）进行统计分析。
低聚糖含量分析
不同作物品种低聚糖含量差异显著，大豆本土品种含量最高（9.03% w/v），其次为 Maksoy 3N 大豆（8.08% w/v），粟和高粱品种含量较低。改良品种中，Sesim 2 芝麻（3.16% w/v）、Narosorg 2 高粱（0.7% w/v）等表现出较高含量，为后续研究提供基础。
益生菌生长特性
在 24 小时培养期内，所有低聚糖提取物均使益生菌细胞密度超过 6 log CFU/ml 的最低推荐值，其中 Sesim 2 芝麻、Maksoy 3N 大豆、Narosorg 2 高粱和本土粟品种提取物促进作用显著，细胞密度增加 68%-84%。Lactiplantibacillus plantarum 在 Narosorg 2 高粱提取物中达 9.24 log CFU/ml，Lacticaseibacillus rhamnosus 在本土粟提取物中增长 79.4%，显示不同益生菌对低聚糖的利用差异。
短链脂肪酸（SCFA）产生
大豆低聚糖提取物与 Lactiplantibacillus plantarum 共培养时，SCFA 浓度显著更高（p<0.05），其乙酸、丙酸、丁酸摩尔比例（67:18:14）接近推荐范围（60:20:20）。芝麻提取物在 48 小时培养后 SCFA 总量增加，而 Lacticaseibacillus rhamnosus 组合的 SCFA 浓度普遍较低，表明 Lactiplantibacillus plantarum 在代谢低聚糖产 SCFA 方面更具优势。
病原菌抑制能力
Sesim 2 芝麻、Maksoy 3N 大豆、Narosorg 2 高粱和本土粟品种的低聚糖提取物，可使益生菌对沙门氏菌和志贺氏菌的抑制率超过 40%。其中，Lactiplantibacillus plantarum 对志贺氏菌的抑制效果显著，菌落计数低于可检测水平，且益生菌细胞密度维持在推荐阈值以上，显示出良好的协同抑菌作用。
研究表明，乌干达改良粟、芝麻、大豆和高粱品种的低聚糖提取物具有显著益生元潜力，可促进益生菌生长、增加 SCFA 产量并有效抑制肠道病原菌。特别是改良品种 Maksoy 3N 大豆、Narosorg 2 高粱和 Sesim 2 芝麻，与益生菌 Lactiplantibacillus plantarum 的组合表现突出，为开发合生素食品提供了优质候选原料。这些发现有助于利用当地常见作物改善儿童肠道健康，降低腹泻等疾病发生率，尤其为资源有限地区的营养干预提供了新方向。未来需进一步通过体外粪便微生物发酵和体内研究，验证低聚糖的益生元功效及对肠道菌群的具体影响。
