酵母菌株的胃肠道耐受性及代谢特性研究：揭示其作为精神益生菌的潜力与机制

本研究针对酵母菌作为精神益生菌(psychobiotics)的研究空白，系统评估了10株酵母菌的胃肠道耐受性、自聚集能力和疏水性等益生特性，并筛选出Wickerhamomyces anomalus GY4、Lachancea fermentati 9Y和Saccharomyces cerevisiae KFAY3三株高耐受性菌株。通过表型微阵列技术解析其碳氮代谢特征，发现这些菌株能高效产生短链脂肪酸(SCFAs)和γ-氨基丁酸(GABA)，并能显著提升草莓基质中酚类化合物的生物利用度。研究为开发靶向肠-脑轴调控的酵母基精神益生菌提供了重要理论依据。

　　

心理健康问题已成为全球公共卫生挑战，抑郁症影响着全球超过3.5亿人，而新冠疫情更使焦虑症和抑郁症发病率激增26-28%。在这一背景下，靶向肠-脑轴的精神益生菌(psychobiotics)研究备受关注。然而，现有研究主要集中于乳酸菌等细菌，而对具有悠久发酵食品应用历史的酵母菌关注不足。酵母菌能否像细菌一样通过代谢产物调控神经系统？哪些酵母菌株具备成为精神益生菌的潜力？这些问题亟待解答。

意大利博尔扎诺自由大学农业、环境与食品科学学院的研究团队开展了开创性研究，系统评估了10株酵母菌的胃肠道耐受性和代谢特性。研究人员采用模拟胃肠液处理筛选高耐受性菌株，通过表型微阵列(OmniLog PM)分析碳氮代谢特征，结合HPLC和LC-MS技术定量SCFAs、GABA和酚类代谢物，并运用生物信息学预测酚类化合物的血脑屏障穿透性。相关成果发表在《Applied Food Research》上。

研究首先通过模拟胃肠液处理筛选出三株高耐受性酵母：Wickerhamomyces anomalus GY4、Lachancea fermentati 9Y和Saccharomyces cerevisiae KFAY3。这些菌株表现出优异的自聚集能力(97.97-98.80%)和表面疏水性(40.74-75.73%)，其中W. anomalus GY4显示出最高的β-葡萄糖苷酶(0.20 U)和植酸酶活性(0.57 U/mg)。

碳代谢分析揭示菌株特异性底物利用模式。S. cerevisiae KFAY3对D-葡萄糖等单糖利用效率最高，而W. anomalus GY4在含0.5%车前草的合成培养基中产生最高水平的乙酸(178.66 mM)和丁酸(29.09 mM)。氮代谢方面，L. fermentati 9Y能利用50种氮源，包括色氨酸和酪胺等神经递质前体。分子检测证实所有菌株均携带谷氨酸脱羧酶(GAD)基因，其中W. anomalus GY4在YPD培养基中GABA产量最高(101.07 mg/L)。

在草莓基质发酵实验中，酵母菌显著改变了酚类物质谱。W. anomalus GY4使没食子酸含量从24.69增至63.02 mg/kg DW，L. fermentati 9Y则使p-香豆酸从17.39增至62.41 mg/kg DW。生物信息学预测显示p-香豆酸、氢化咖啡酸和水杨酸具有穿透血脑屏障的潜力。

主成分分析(PCA)表明W. anomalus GY4因高产SCFAs和GABA而独具特色，L. fermentati 9Y和S. cerevisiae KFAY3则在酚类转化和酶活性方面各有所长。这些发现揭示了酵母菌通过三条关键通路影响肠-脑轴：碳代谢产生SCFAs增强肠道屏障和抗炎作用；氮代谢生成GABA等神经递质；酚类代谢产生具有神经活性的代谢物。

该研究首次系统阐明了酵母菌作为精神益生菌的多重作用机制，突破了该领域长期以细菌为中心的研究范式。特别值得注意的是W. anomalus GY4菌株，其同时具备高产SCFAs、GABA和转化酚类物质的能力，展现出开发为多功能精神益生菌的巨大潜力。研究为基于酵母菌的神经精神疾病干预策略提供了新思路，也为功能性发酵食品开发奠定了理论基础。未来研究需在动物模型和临床试验中验证这些发现，并深入解析特定代谢产物与神经效应的剂量效应关系。