黑比诺葡萄渣可溶性与不溶性膳食纤维结合多酚的体外消化发酵特性及其益生元潜力研究

本研究针对葡萄渣中膳食纤维(DF)结合多酚(DFP)的生物活性机制不明问题，通过体外模拟消化和结肠发酵实验，系统分析了黑比诺葡萄渣可溶性膳食纤维(SDF)与不溶性膳食纤维(IDF)的多酚释放规律及其益生效应。研究发现DFP主要在结肠发酵阶段释放，SDF在总酚/黄酮释放量、ABTS/羟基自由基清除能力、α-葡萄糖苷酶/脂肪酶抑制活性等方面显著优于IDF，而IDF更显著提升肠道菌群α多样性。两者协同降低Firmicutes/Bacteroidetes比值，促进双歧杆菌增殖，激活维生素B6代谢和脂多糖合成通路，为开发功能性食品提供了理论依据。

　　

葡萄酒产业的副产品葡萄渣富含膳食纤维(DF)和结合态多酚(DFP)，这些物质在肠道中的生物转化机制及其健康效应尚不明确。现有研究多聚焦于其他植物材料的DFP，对葡萄渣尤其是黑比诺品种的系统研究罕见。更关键的是，可溶性(SDF)与不溶性膳食纤维(IDF)在消化过程中如何差异化释放多酚、调节菌群及代谢通路，仍是亟待破解的科学问题。

西北农林科技大学的研究团队通过体外模拟消化-发酵体系，首次揭示了黑比诺葡萄渣DFP的动态释放规律与益生机制。研究发现，DFP在结肠发酵阶段的释放量是胃肠消化的3-10倍，其中SDF表现出更高效的多酚释放效率，其总酚(TPC)和总黄酮(TFC)累计释放量分别达512.77 μg/g和86.29 μg/g。抗氧化实验显示SDF的ABTS^·+清除率比IDF高38%，羟基自由基清除能力高1.9倍。酶抑制实验中，SDF对α-葡萄糖苷酶和脂肪酶的抑制率分别达到74.5%和68.3%，显著高于IDF。

研究采用的主要技术包括：体外INFOGEST 2.0消化模型模拟口腔-胃-肠三段消化；厌氧发酵系统结合健康志愿者粪便菌群进行24小时结肠发酵；UHPLC定量14种单体酚类；GC测定短链脂肪酸；16S rRNA测序分析菌群结构；PICRUSt2预测代谢功能。

在菌群调节方面，IDF使肠道菌群α多样性指数(Chao1)提升2.1倍，而SDF显著促进产SCFAs菌群（如酸氨基球菌属Acidaminococcus和Dialister）增殖。两者协同将Firmicutes/Bacteroidetes比值降低29.4%-43%，双歧杆菌(Bifidobacterium)丰度提升3.8倍。功能预测发现DFP共同激活维生素B₆代谢、抗坏血酸途径和脂多糖生物合成，其中SDF特异性上调糖胺聚糖代谢通路。

环境参数关联分析揭示，表儿茶素(epicatechin)与产SCFAs菌群呈强正相关(r=0.82)，而丁香酸(syringic acid)与有害菌Eggerthella存在显著共现。值得注意的是，SDF组产生的丙酸(propionic acid)占总SCFAs的53.1%，其浓度是对照组的2.9倍，这种特异性可能与Acidaminococcus菌的富集直接相关。

该研究创新性地阐明了葡萄渣DFP的"纤维类型-多酚释放-菌群调节"三级作用网络，证实SDF在抗氧化和代谢调控方面的优势，以及IDF在维持菌群生态平衡中的独特价值。研究成果为精准开发葡萄渣基功能性食品提供了理论支撑，尤其对代谢综合征患者的膳食干预策略具有重要指导意义。论文发表于《Food Chemistry: X》，为农产品加工副产物的高值化利用开辟了新路径。