白芷源抗性淀粉3型的制备及其通过肠道菌群调控改善肥胖小鼠代谢紊乱的作用机制

本研究针对传统白芷淀粉(AS)提取率低、资源浪费等问题，采用响应面法优化提取工艺(得率44.72%)，通过酶解-重结晶制备白芷抗性淀粉3型(Ad-RS3)。该淀粉具有高结晶度(55.94%)和抗消化性(RS含量82.16%)，能显著提升肥胖小鼠肠道SCFAs水平，调节Firmicutes/Bacteroidetes比值，改善肝脏损伤。为药食同源植物功能化应用提供新思路。

　　

随着全球肥胖率持续攀升，寻找安全有效的干预策略成为研究热点。肥胖不仅是能量失衡的结果，更与肠道菌群失调密切相关。传统抗性淀粉(RS)原料如玉米、马铃薯存在加工稳定性差等问题，而药食同源植物白芷(Angelica dahurica)富含淀粉却常被作为药渣废弃。更棘手的是，现有白芷淀粉(AS)提取方法得率不足且污染环境，其功能特性研究几乎空白。

四川省科技厅重大科技项目支持下，成都中医药大学团队在《International Journal of Biological Macromolecules》发表研究。研究人员首先采用响应面法(RSM)优化AS提取工艺，通过四因素三水平实验建立二次多项式模型，使提取率提升至44.72%。随后通过酶解-重结晶制备白芷抗性淀粉3型(Ad-RS3)，利用X射线衍射(XRD)、差示扫描量热仪(DSC)等技术表征结构特性。建立体外三阶段消化模型(口腔-胃-小肠)模拟人体环境，结合肥胖小鼠模型评估代谢改善效果。

材料与方法
研究选用四川产白芷，经成都中医药大学马运通教授鉴定。关键技术包括：响应面法优化提取参数、体外动态消化系统模拟、16S rRNA测序分析肠道菌群、气相色谱检测短链脂肪酸(SCFAs)、组织病理学评估肝脏损伤。

主要结果

1. 结构特性：Ad-RS3较AS呈现更高结晶度(55.94% vs 32.15%)和有序度(2.684 vs 1.952)，糊化温度提升至72-74°C，粒径分布更广(0.564-563.7μm)。

2. 消化特性：经体外三阶段消化后，Ad-RS3仍保持82.16%的RS含量，显著高于AS的23.45%。

3. 肠道调节：肥胖小鼠干预实验显示，Ad-RS3组乙酸、丙酸、丁酸分别增加1.8倍、2.1倍和3.3倍，有益菌Muribaculum和Dubosiella丰度提升，Firmicutes/Bacteroidetes比值降低42%。

4. 代谢改善：Ad-RS3有效缓解高脂饮食诱导的体重增长(降低27%)，改善血脂异常(TC降低34%，TG降低41%)，减轻肝脏脂肪变性。

结论与意义
该研究首次将白芷淀粉转化为高稳定性Ad-RS3，阐明其通过"结构屏障-菌群调控-代谢改善"的三重作用机制。创新性体现在：开发环境友好型提取工艺，证实药食同源植物淀粉的功能可塑性，为抗肥胖功能食品开发提供新型原料。特别值得注意的是，Ad-RS3兼具传统RS的生理功能和药用植物活性成分的协同效应，其"医食同源"属性更易被消费者接受，在健康食品领域具有差异化竞争优势。研究结果对中药资源高值化利用和代谢性疾病干预策略具有双重启示意义。