不同分子量青稞β-葡聚糖的体外发酵研究：揭示其益生元效应及肠道菌群调控机制

本研究通过体外发酵模型，系统评估了不同分子量青稞β-葡聚糖（QBG）对肠道菌群组成、短链脂肪酸（SCFAs）生成及多糖降解的影响。研究发现低分子量QBG（155-280 kDa）更易被菌群降解并促进SCFAs合成，关键功能基因（pta/ackA/ACSS等）调控乙酸/丙酸代谢，而ptb/buk/atoA基因主导丁酸合成。该成果为基于多糖分子量的靶向肠道菌群药物开发提供了理论依据。

　　

Highlight

材料

青稞β-葡聚糖（QBG）通过双酶法从青稞粉中提取，并采用酸水解获得不同分子量片段（QBG510/280/190/155）。经SEC-MALLS-RI测定，其分子量分别为510±18、280±15、190±11和155±12 kDa，β-葡聚糖含量均超过82%。

多糖含量与pH在发酵中的变化

发酵24小时后，低分子量QBG155降解率最高（69.39%），显著高于高分子量QBG510（60.88%）。发酵液pH随SCFAs积累而降低，其中QBG155组pH降幅最大，与SCFAs产量呈负相关。

结论

体外实验证实，QBG能选择性促进拟杆菌门（Bacteroidota）和氨基酸球菌科（Acidaminococcaceae）增殖。SCFAs合成关键基因分析显示：乙酸/丙酸代谢由pta、ackA和ACSS基因主导，丁酸合成则依赖ptb、buk和atoA基因。分子量效应表明，低分子量QBG更易被菌群利用并产生更高SCFAs，为功能性食品开发提供了分子量选择依据。