南瓜多糖体外消化发酵特性及其对人体肠道菌群的调控机制研究

为探究南瓜多糖(PPs)的益生元潜力及其与肠道菌群的互作机制，研究人员通过体外模拟消化（唾液-胃-小肠）和粪便发酵实验，发现PPs（分子量2.93×102?kDa）能稳定通过上消化道，并在结肠发酵中显著促进短链脂肪酸(SCFAs)生成，优化菌群结构（提升乳杆菌属，抑制大肠杆菌-志贺菌属）。该研究为功能性食品开发提供理论依据，论文发表于《Food Chemistry》。

　　

研究背景
肠道菌群如同人体“第二基因组”，其平衡与多种代谢疾病（如糖尿病、炎症性肠病）密切相关。然而，现代生活方式和饮食变化常导致菌群失调。南瓜多糖（PPs）作为天然活性成分，虽已知具有抗氧化、免疫调节等功效，但其在消化过程中的稳定性及对菌群的具体调控机制尚不明确。这限制了其作为功能性成分的应用潜力。

研究设计与方法
中国研究人员通过水提醇沉法从山东蜜本南瓜中提取PPs，采用体外三步消化模型（唾液-胃-小肠）结合健康人粪便微生物体外发酵技术，结合高效液相色谱(HPLC)、气相色谱(GC)和PICRUSt功能预测分析，系统评估PPs的消化特性、短链脂肪酸(SCFAs)产量及菌群结构变化。

研究结果

1. 化学组分分析
   PPs为酸性杂多糖（总糖含量55.26%，糖醛酸52.89%），主成分为葡萄糖(Glc)和D-半乳糖醛酸(GalA)，分子量2.93×10²?kDa，蛋白质残留仅1.36%。

2. 体外消化稳定性
   PPs在唾液和胃液中几乎不降解，小肠阶段仅降解0.2%，表明其能有效抵达结肠发挥益生元作用。

3. 发酵特性与SCFAs生成
   发酵24小时后，PPs组总SCFAs产量显著增加，其中乙酸占比最高（pH降至5.21），证实其可被菌群高效利用为碳源。

4. 菌群调控作用
   PPs显著提升乳杆菌属(Lactobacillus)等有益菌丰度，同时抑制Escherichia-Shigella和Phascolarctobacterium等潜在致病菌。PICRUSt分析显示，PPs可能通过氨基酸生物合成和代谢通路（如糖酵解）调节菌群功能。

结论与意义
该研究首次阐明PPs在消化过程中的稳定性及其通过SCFAs-菌群轴发挥益生作用的机制，为开发基于PPs的肠道微生态调节剂提供理论支撑。其低毒性、高安全性特点尤其适合作为糖尿病等代谢性疾病的辅助干预策略。未来需进一步开展体内实验验证其临床转化价值。