食物基质对鼠李糖乳杆菌CRL1505胃肠道存活率的影响：一项随机对照交叉研究揭示发酵乳与燕麦饮的递送优势

本研究通过随机对照交叉试验，首次揭示乳杆菌载体形式对益生菌胃肠道存活的关键影响：相比冻干制剂（FDC），燕麦发酵饮（OFD）和牛奶发酵饮（MFD）能显著提升L. rhamnosus CRL1505的存活率（p < 0.05）和肠道滞留能力，为功能食品开发提供了基质选择的科学依据。

　　

研究背景与意义

益生菌作为活的微生物，在足量摄入时可对宿主健康产生有益作用。其功效高度依赖于益生菌在储存、加工和胃肠道传输过程中的存活能力。传统上，乳制品是益生菌最常见的载体，但随着乳糖不耐受、牛奶过敏和植物基饮食需求的上升，非乳制品益生菌替代品的需求日益增长。其中，燕麦发酵饮（OFD）因其营养价值和益生元潜力而成为有前景的替代品。本研究旨在探究不同食物基质（冻干细胞、燕麦发酵饮和牛奶发酵饮）对鼠李糖乳杆菌（Lacticaseibacillus rhamnosus）CRL1505通过人体胃肠道存活率的影响。

研究方法

研究采用随机、对照、交叉设计，招募22名健康成年人，年龄22-57岁。志愿者每日摄入至少10⁹ CFU的CRL1505，分别以冻干细胞（FDC）、燕麦发酵饮（OFD）或牛奶发酵饮（MFD）形式给药。研究分为两个部分：首先比较FDC与OFD，其次比较FDC与MFD，每组交叉间隔2周洗脱期。粪便样本在干预前、中、后及随访期收集，通过培养法和分子技术（qPCR）定量CRL1505的存活率。qPCR采用菌株特异性引物（LRH-24aTOP-F/R），靶向拓扑异构酶基因，检测限为4 log₁₀ cells/g粪便。同时，通过16S rRNA测序分析肠道菌群组成。

食物基质中的益生菌计数

OFD和MFD中的CRL1505计数显示，每日摄入50 mL OFD或MFD平均提供9.33和9.65 log₁₀ CFU/剂，而FDC为9.33 log₁₀ CFU/剂。MFD中的活菌数略高，产品在消费周期内微生物学和pH稳定性良好。

胃肠道存活率评估

培养法结果显示，OFD组在干预中期（3-4次消费后）有94%志愿者粪便中检出存活CRL1505，显著高于FDC组的55%。干预结束时，OFD组88%志愿者粪便菌数≥4 log₁₀ eCFU/g，而FDC组为77%。MFD组表现更优，干预中期89%志愿者阳性，结束时全部志愿者均检出，菌数中位数达7.1 log₁₀ eCFU/g，显著高于FDC。qPCR定量证实了这些趋势，OFD和MFD组粪便中的总CRL1505细胞数显著高于FDC组。

肠道滞留与随访

洗脱期后，部分志愿者粪便中仍可检出CRL1505，表明该菌株具有一定持久性。OFD消费后，17%志愿者在1周随访中阳性；MFD消费后，21%志愿者阳性。这表明食物基质可能增强益生菌的肠道定植能力。

排便频率与粪便性状

布里斯托粪便量表评估显示，益生菌消费未对排便频率或粪便性状产生显著影响，所有组别均无胃肠道不适报告。

肠道菌群组成分析

16S rRNA测序显示，各组间α和β多样性无显著差异，表明益生菌干预未扰动健康志愿者的肠道菌群整体结构。然而，在OFD和MFD组中，乳酸杆菌属（Lactobacillus）和鼠李糖乳杆菌物种的相对丰度有所增加，而FDC组仅引起乳酸杆菌属的非显著变化。LEfSe分析进一步证实了基质特异性变化，如OFD组中Christensenellaceae科减少。

讨论

本研究表明，食物基质显著影响CRL1505的胃肠道存活率。OFD和MFD的保护效应可能源于基质成分（如燕麦β-葡聚糖、牛奶蛋白质和脂质）的物理化学保护作用，以及益生菌在发酵饮低pH环境中的交叉适应增强胃酸抗性。这与先前研究一致，即基质可提升益生菌在胃肠条件下的存活率。尽管FDC无基质保护，CRL1505仍显示较好存活率，凸显其固有韧性。菌群分析表明，干预未引起健康肠道微生物组的显著扰动，符合预期。

结论

食物基质形式（尤其是燕麦和牛奶发酵饮）可显著提高鼠李糖乳杆菌CRL1505通过人体胃肠道的存活率和肠道滞留能力。这为开发更有效的益生菌递送系统提供了重要依据，特别是针对乳制品替代品需求日益增长的市场。CRL1505菌株本身也展现出强大的胃肠道存活特性，支持其作为益生菌的应用潜力。