超声波改性金花藏茶多糖的理化特性及其体外消化与结肠发酵功能研究

研究人员针对金花藏茶多糖（GFTPS）因高分子量和低生物利用度限制应用的问题，通过超声波处理（120-200 W）系统研究其结构修饰效应。结果表明，200 W处理使分子量从16,036.94 Da降至10,642.35 Da，尿苷酸含量提升至274.28 mg/g，并显著增强抗氧化活性（DPPH和ABTS自由基清除率分别提高10.2%和18.8%）及α-葡萄糖苷酶抑制能力（IC50 77.16 μg/mL）。体外模拟消化显示改性GFTPS（UGFTPS）抗酶解能力增强，结肠发酵后短链脂肪酸（SCFAs）产量提升，富集了Bacteroides和Lachnospira等有益菌群。该研究为超声技术优化多糖功能提供了新策略。

　　

藏茶作为青藏高原特有的后发酵茶，富含多糖、多酚等活性成分，其中金花藏茶多糖（Golden Flower Tibetan Tea Polysaccharides, GFTPS）因其独特的健康功效备受关注。然而，天然GFTPS存在分子量高、溶解性差、生物利用度低等问题，严重限制了其实际应用。如何通过绿色高效的方法改造GFTPS结构，提升其功能特性，成为当前研究的关键挑战。

针对这一科学问题，四川省农业科学院农产品加工研究所和食品营养与健康研究所的研究团队开展了一项创新性研究。他们采用超声波处理（120-200 W）对GFTPS进行物理改性，系统探究了超声功率对多糖结构、生物活性及消化代谢特性的影响，相关成果发表在食品科学领域权威期刊《LWT》上。

研究团队首先通过高效凝胶渗透色谱（HPLC）和傅里叶变换红外光谱（FT-IR）分析超声处理后的结构变化，随后采用体外模拟消化-发酵模型评估其胃肠稳定性及肠道菌群调控作用，并结合气相色谱-质谱（GC-MS）和16S rRNA测序技术解析短链脂肪酸（SCFAs）产生与微生物群落演替关系。

3.1 超声处理对GFTPS组成和结构的影响
研究发现，200 W超声处理使GFTPS分子量显著降低32.3%（从16,036.94 Da至10,642.35 Da），尿苷酸含量提升18.9%（达274.28 mg/g）。FT-IR显示1740 cm^-1处羰基峰增强，表明超声空化效应导致糖苷键断裂和糖蛋白复合物解离。单糖组成分析显示，160 W处理显著增加L-鼠李糖（Rha）和L-阿拉伯糖（Ara）含量，而200 W处理则促进葡萄糖（D-Glu）和半乳糖（D-Gal）释放。

3.2 超声处理对GFTPS体外生物活性的影响
160 W处理的GFTPS表现出最佳抗氧化性能，DPPH和ABTS自由基清除IC₅₀值分别降低10.2%和18.8%。200 W处理则使α-葡萄糖苷酶抑制活性提升16.8%（IC₅₀ 77.16 μg/mL），研究者认为这与低分子量片段改善酶可及性有关。

3.3 体外消化与发酵特性
改性GFTPS（UGFTPS）在肠道阶段仍保持276.89 mg/g尿苷酸，显示更强的抗酶解能力。结肠发酵48小时后，UGFTPS组总SCFAs产量达14.33 mM，显著高于空白组（8.89 mM），其中丁酸含量达7.63 mg/g。16S rRNA分析发现UGFTPS特异性富集Bacteroides（相对丰度38.41%）和Lachnospira，这些菌群与SCFAs产生呈正相关。

3.4 微生物群落与SCFAs的关联
Spearman分析表明，Bifidobacterium和Enterococcus的丰度与乙酸、丙酸产量显著正相关（p<0.05）。LEfSe分析鉴定出UGFTPS组独有的26个差异物种，包括产丁酸盐的Bacteroides vulgatus。

这项研究创新性地证明，200 W超声处理能通过"结构修饰-功能增强-菌群调控"的级联效应，使GFTPS获得理想的生物活性与肠道益生特性。该成果不仅为藏茶多糖的高值化利用提供了技术支撑，也为功能性多糖的绿色改性提供了理论依据。未来研究可进一步探索UGFTPS在代谢综合征干预中的实际应用价值。