高压锅处理诱导谷物蛋白氧化对肠道菌群的扰动效应及健康风险研究

针对高温高压烹饪导致的谷物蛋白氧化问题，研究人员通过体外发酵模型系统评估了六种谷物经压力锅处理后蛋白结构变化（β-折叠转化、AGEs积累）及其对肠道菌群（促炎菌Escherichia-Shigella增加，抗炎菌Bacteroides减少）的影响，为全谷物食品加工工艺优化提供科学依据。

　　

随着全谷物食品的全球普及和快节奏生活需求，高压锅作为典型的高温高压（HTHP）烹饪方式因其高效便捷被广泛使用。然而，这种处理可能引发谷物蛋白氧化，产生高级糖基化终末产物（AGEs）等有害物质。更值得关注的是，这些氧化蛋白进入肠道后可能扰乱菌群平衡——已有研究表明，肠道菌群失调与肥胖、糖尿病等慢性疾病密切相关。但目前关于HTHP处理对不同谷物蛋白氧化的特异性影响及其与肠道菌群的互作机制尚属空白。

河南工业大学（原通讯地址中"Henan University of Technology"）的研究团队在《Food Research International》发表研究，首次系统揭示了压力锅处理对六种谷物（玉米、小麦、燕麦等）蛋白氧化的差异化影响及其肠道菌群扰动效应。研究人员采用体外厌氧发酵模型（接种人类粪便菌群），结合光谱分析（傅里叶变换红外光谱FTIR）、氧化标志物检测（羰基、游离巯基SH测定）和16S rRNA测序等技术，发现HTHP处理导致谷物蛋白二级结构从无规卷曲向β-折叠转化，同时显著增加促炎菌Escherichia-Shigella（3.2倍）而降低抗炎菌Bacteroides（41%）。更关键的是，发酵液自由基清除活性下降与菌群变化呈显著相关性，提示氧化蛋白可能通过削弱抗氧化能力加剧菌群失衡。

【主要技术方法】
研究选取六种谷物经压力锅（121°C/0.15 MPa）处理，通过SDS-PAGE和BCA法分析蛋白提取率；采用FTIR解析二级结构变化；定量AGEs、羰基等氧化标志物；建立体外消化-发酵模型（接种健康人粪便菌群），结合16S测序和DPPH自由基清除实验评估功能影响。

【研究结果】

1. 表面形态与蛋白结构：HTHP处理导致所有谷物出现明显褐变（L*值降低）和淀粉颗粒聚集，蛋白提取率下降12-34%，β-折叠含量增加1.8-2.6倍。
2. 氧化标志物变化：AGEs最高增加3.1倍（燕麦），游离氨基减少28-53%，特征氨基酸氧化产物双酪氨酸（dityrosine）在玉米中增幅达217%。
3. 菌群扰动：促炎菌属Escherichia-Shigella、Enterococcus相对丰度提升1.5-3.2倍，而产短链脂肪酸菌Lachnoclostridium降低52%。
4. 功能关联：发酵液DPPH清除率与Bacteroides丰度呈正相关（r=0.73），提示抗氧化能力下降可能驱动菌群失调。

【结论与意义】
该研究首次阐明压力锅处理通过诱导谷物蛋白氧化（β-折叠转化、AGEs积累）和削弱抗氧化活性，选择性促进促炎菌增殖而抑制有益菌，这种菌群紊乱模式与多种代谢疾病特征高度吻合。成果不仅为优化全谷物加工工艺（如控制HTHP参数）提供理论依据，更开创性地建立了食品热加工-蛋白氧化-肠道菌群-健康风险的完整研究链条，对预防饮食相关慢性疾病具有重要指导价值。