美拉德反应增强鲢鱼水解产物的益生元潜力：基于短链脂肪酸、微生物组与代谢组学的多维度解析

本研究针对鲢鱼蛋白利用率低及功能特性不足的问题，通过美拉德反应（Maillard Reaction）修饰鲢鱼水解产物（SCH），结合体外发酵模型、16S rRNA测序和代谢组学技术，系统评估其益生元潜力。研究发现，SCH-MRPs显著提升短链脂肪酸（SCFAs）产量16.29%，促进肠道有益菌群（如Bacteroides）增殖264.24%，并调控色氨酸代谢和胆汁分泌通路。该研究为开发靶向肠道菌群的功能性食品提供了新策略，同时推动低值鱼资源的高值化利用。

　　

研究背景与意义
肠道菌群被誉为人体“第二器官”，其失衡与多种疾病密切相关。短链脂肪酸（SCFAs）作为肠道菌群代谢的核心产物，在免疫调节和肠道屏障维护中发挥关键作用。然而，如何通过膳食干预精准调控菌群仍是挑战。鲢鱼（Hypophthalmichthys molitrix）虽富含蛋白质，却因风味缺陷和功能开发不足长期被低估。此前研究证实鲢鱼水解产物（SCH）具有改善慢性疾病的潜力，但如何通过加工技术提升其益生元特性尚未深入探索。

中国农业科学院等机构的研究人员创新性地将美拉德反应（Maillard Reaction）应用于SCH与低聚木糖（XOS）的复合修饰，通过体外发酵模型结合多组学技术，揭示了SCH-MRPs对肠道菌群结构和代谢功能的调控机制。相关成果发表于《Food Bioscience》，为功能性食品开发提供了理论依据。

关键技术方法
研究采用体外胃肠道模拟消化（INFOGEST 2.0）和厌氧发酵系统，整合16S rRNA基因测序（分析菌群组成）和非靶向代谢组学（鉴定差异代谢物）。实验以健康人粪便为菌群来源，对比SCH与SCH-MRPs的发酵特性，重点监测SCFAs产量、pH动态及菌群-代谢物关联。

研究结果

1. pH与SCFAs动态变化
   发酵初期pH为8.8（源于碳酸氢钠缓冲体系），随反应进行显著下降。SCH-MRPs组（MXA-1/MXP-1）的SCFAs总产量提升16.29%（p < 0.05），其中乙酸、丙酸和丁酸增幅显著，后者对肠道免疫调节尤为重要。

2. 微生物组多样性提升
   美拉德反应使Shannon指数上升41.44%，Simpson指数提高18.30%。Bacteroides相对丰度激增264.24%，而Fusobacterium和unidentified_Clostridiales与色氨酸代谢产物（如吲哚-3-甲醛）呈强正相关。

3. 代谢通路调控
   代谢组学发现SCH-MRPs组特异性富集于色氨酸代谢（indole-3-carboxaldehyde、indolepropionate）和胆汁分泌（glycochenodeoxycholic acid 3-glucuronide）通路，提示其可能通过菌群-宿主互作影响系统性代谢。

结论与展望
该研究首次证实美拉德反应可协同增强SCH的感官特性与益生元功能：通过糖肽共价结合形成的MRPs（如类黑精）抵抗消化，选择性促进有益菌增殖并激活SCFAs合成。从应用角度看，SCH-MRPs为开发“菌群靶向食品”提供了新思路，同时解决了低值鱼资源高值化转化的技术瓶颈。未来需进一步验证其在动物模型或临床中的功效，并优化反应条件以平衡风味与功能活性。