益生菌共培养通过肠-肌轴调控改善猪肉品质与风味的机制研究

本研究针对猪肉品质与风味提升需求，探索了由乳酸杆菌（Lactobacillus acidophilus）和枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）组成的益生菌复合物（FAM）通过重塑肠道菌群（如富集Prevotella copri和Phascolarctobacterium）调控肠-肌轴的作用机制。研究发现FAM显著增加背最长肌中鲜味氨基酸（如谷氨酸Glu）和风味核苷酸（IMP）含量，降低滴水损失，并通过CAZymes（碳水化合物活性酶）介导的代谢通路改善肉质。该成果为通过微生态干预提升肉类品质提供了新策略，发表于《Journal of Animal Science and Biotechnology》。

　　

当美食遇见科学：肠道微生物如何塑造猪肉的终极风味？
在追求高品质生活的今天，消费者对猪肉的要求早已超越"吃饱"的范畴，转而追求细腻的口感和丰富的风味。然而，传统育种和饲养方式对肉质的提升已接近瓶颈，科学家们开始将目光投向一个意想不到的领域——肠道微生物组。越来越多的证据表明，肠道菌群与肌肉代谢之间存在神秘对话，这种被称为"肠-肌轴"（gut-muscle axis）的机制，可能正是解锁肉质改良新途径的关键。

浙江大学的研究团队在《Journal of Animal Science and Biotechnology》发表的最新研究，首次揭示了益生菌干预如何通过重塑猪只肠道微生态，显著提升猪肉品质。研究人员设计了一项为期49天的饲养实验，将120头育肥猪随机分为对照组和实验组，后者在基础日粮中添加0.1%的益生菌复合物FAM（含Lactobacillus acidophilus≥1×10⁹ CFU/g和Bacillus subtilis≥1×10⁶ CFU/g）。通过多组学联用技术，系统解析了肠道菌群结构变化与肌肉代谢产物的关联。

关键技术方法
研究采用Illumina平台进行肠道菌群宏基因组测序，结合MEGAHIT组装和KEGG/COG功能注释；通过氨基酸分析仪和UPLC-MS/MS定量肌肉风味物质；利用HE染色和免疫荧光分析肌纤维形态；采用Soxhlet法测定肌内脂肪含量。所有数据经SPSS 26.0进行ANOVA和Duncan多重比较检验。

猪肉品质改善
FAM组猪肉滴水损失显著降低7.55% vs 8.22%（P<0.05），肌纤维直径和面积减小而密度增加。虽然pH值、肉色和肌内脂肪含量无显著变化，但这一结果提示益生菌可能通过优化肌肉组织结构提升保水性。

风味物质富集
最具突破性的发现在于风味物质的改变：鲜味氨基酸天冬氨酸（Asp）和谷氨酸（Glu）含量分别增加12.4%和12.9%（P<0.01）；甜味氨基酸如赖氨酸（Lys）提升13.3%（P<0.01）；关键风味核苷酸肌苷酸（IMP）显著积累。这些物质正是产生"鲜味"（umami）和"回甘"的核心成分，其协同效应可放大味觉感知。

肠道菌群重塑
宏基因组分析显示，FAM组结肠菌群中Prevotella copri（与糖代谢相关）和Phascolarctobacterium succinatutens（产丙酸菌）显著富集。LEfSe分析鉴定出29个标志性物种，包括产短链脂肪酸（SCFAs）的Ruminococcus。值得注意的是，这些菌株携带的GH20（β-N-乙酰葡糖胺酶）和GH92（α-甘露糖苷酶）等CAZymes可能通过降解复杂多糖产生代谢前体。

功能通路激活
COG分析显示氨基酸转运（E类）和无机离子代谢（P类）功能增强；KEGG通路中聚糖降解（ko00500）和丙酸代谢（ko00640）显著上调。特别的是，Prevotella copri丰度与肌肉氨基酸含量呈强正相关（r>0.6，P<0.05），暗示其可能通过微生物-宿主共代谢影响肉质。

安全性评估
FAM干预还展现出潜在的卫生学优势：抗生素抗性基因（如链霉素抗性基因）和毒力因子（如鞭毛蛋白和RTX毒素）丰度显著降低，这为减少养殖业抗生素使用提供了新思路。

结论与展望
该研究首次系统阐明了益生菌通过"肠-肌轴"调控猪肉品质的多层次机制：FAM诱导的菌群重塑→CAZymes介导的糖代谢→SCFAs产生→肌肉氨基酸/核苷酸合成→风味物质积累。这一发现不仅为开发无抗养殖技术提供了理论依据，更开创了通过精准微生态调控改善肉品品质的新范式。未来研究可进一步解析特定菌株（如Prevotella copri）与宿主肌肉组织的分子对话机制，推动个性化饲粮配方的发展。

（注：文中所有数据均引自原文，实验动物使用经浙江大学动物伦理委员会批准，许可号ZJU20230042）