《Foods》：Influence of Barley Grain Architecture on Colonic Fermentation and Metabolism: A Narrative Review
编辑推荐：
大麦对人体健康的影响被认为主要源于其未消化的碳水化合物，然而籽粒组成如何转化为生理效应尚未完全阐明。多数研究聚焦于总膳食纤维含量，而非碳水化合物在籽粒内的排列方式，这使得大麦籽粒结构如何影响结肠内发酵的问题仍未得到解答。细胞壁、淀粉颗粒及周围非淀粉多糖的组织方
大麦对人体健康的影响被认为主要源于其未消化的碳水化合物，然而籽粒组成如何转化为生理效应尚未完全阐明。多数研究聚焦于总膳食纤维含量，而非碳水化合物在籽粒内的排列方式，这使得大麦籽粒结构如何影响结肠内发酵的问题仍未得到解答。细胞壁、淀粉颗粒及周围非淀粉多糖的组织方式决定了何种成分能逃过胃肠道消化，从而在结肠发酵过程中被肠道微生物利用。本叙述性综述探讨了大麦籽粒形态学可能如何影响肠道发酵的起始、持续时间和发生部位，以及这可能如何影响代谢通路。因此，研究人员提出了将加工方式与发酵模式和宿主信号传导相联系的研究假说，旨在填补该领域现存的理解空白。填补这些空白可使加工策略能够调节结肠发酵动力学，并靶向特定的结肠反应。
1. 引言
大麦（*Hordeum vulgare*）的消费通常与人体健康益处相关，例如改善心血管健康，但这些效应背后的机制尚不完全清楚。多数研究考察了大麦的非淀粉多糖（non-starch polysaccharides, NSPs），尤其是β-葡聚糖，及其在葡萄糖稳态、胃肠道饱腹感激素信号传导和肠道微生物群变化中的作用。研究表明，β-葡聚糖的粘度和含量是餐后血糖和发酵结果的关键因素。然而，大多数工作集中在分离或溶解的纤维上，而未关注籽粒形态学是否会影响β-葡聚糖是被封闭在细胞壁内还是易于释放。大麦的结构可以在三个层面上描述：籽粒的层次、细胞壁基质以及其多糖的分子构成。这些层面上的差异可能影响发酵在结肠中发生的位置和时间，而与大麦总膳食纤维含量无关。
短链脂肪酸（short-chain fatty acids, SCFAs）暴露的持续时间和时机尤为重要，因为这些化学物质影响涉及食欲和能量平衡的肠道激素及神经通路。以往的综述考察了食物结构（特别是小麦和高原大麦）如何影响微生物对碳水化合物的利用，描述了SCFA产生途径及其与宿主受体的相互作用，并将其产生与疾病联系起来。此外，近期一个框架提出，发酵的时机和肠道转运速率都可能影响发酵沿结肠发生的位置，从而可能影响宿主生理。这是一个令人振奋的概念，但迄今为止，研究人员使用的是分离纤维，而未聚焦于籽粒形态学或其对肠道激素和宿主信号传导的影响。
2. 检索策略
研究人员使用PubMed、Scopus和Google Scholar进行了叙述性文献综述。基于综述的概念路径，研究人员将检索条目分为三个主题：1. 大麦结构及加工影响（即大麦β-葡聚糖、抗性淀粉（resistant starch, RS）、籽粒形态学、细胞壁封装、制粉、糊化）；2. 微生物发酵（即肠道微生物群、结肠发酵、SCFAs、交叉互养、发酵动力学、结肠转运时间）；3. 宿主信号传导（即GLP-1、PYY、INSL5、肠内分泌细胞、L细胞、FFAR2、FFAR3、饱腹感、食欲调节）。研究人员使用布尔运算符组合这些组别的术语。例如（"barley" OR "β-glucan" OR "resistant starch"）AND（"colonic fermentation" OR "SCFA"）AND（"GLP-1" OR "enteroendocrine"）。
研究人员聚焦于2010年至2026年3月间发表的同行评审原创研究文章和系统综述。如果早期基础性工作提供了近期研究中未发现的重要机制见解，研究人员也将其纳入。本综述涵盖人体干预试验、动物模型和体外发酵研究，以构建机制框架。研究人员以全谷物和最低程度加工的谷物基质为重点，以大麦为主要模型。
研究人员在结构和加工部分排除了使用分离或合成纤维的研究，但在提供微生物利用通路证据时保留了使用纯化底物的机制研究。研究人员也排除了非英文发表的研究。由于研究采用了各种实验模型和大麦制备方法，进行正式的荟萃分析不可行。相反，研究人员采用叙述性综合方法，结合来自结构、微生物学和生理学研究中的机制证据，突出知识空白，为第8节中的可检验假说提供依据。
3. 大麦籽粒结构：可发酵底物
大麦是研究不同结构层次如何影响谷物中碳水化合物的可及性以及它们何时可用于结肠中微生物发酵的有用模型。淀粉质胚乳约占籽粒干重（dry mass, DM）的77%至82%，是储存淀粉（占DM的51–65%）和β-葡聚糖（占DM的3.7–6.5%）的主要区域。β-葡聚糖约占胚乳细胞壁的75%。外层，即麸皮、果皮和糊粉层，约占籽粒质量的10–15%，富含非淀粉多糖。糊粉层细胞壁以阿拉伯木聚糖为主：对分离的大麦糊粉层细胞壁进行单糖分析得出，阿拉伯糖加木糖占重量百分比67% w/w，葡萄糖占29% w/w，其中91%为混合连接β-葡聚糖，这与淀粉质胚乳细胞壁相反。这些结构差异充当屏障，限制消化酶和肠道微生物对碳水化合物的可及性，这可能影响发酵在结肠中发生的时间和位置（对位置和时间的影响在第5节和第6节详细讨论）。
图1. 成熟大麦籽粒纵切面示意图显示从外层颖壳到淀粉质胚乳的层次结构。葡萄糖占淀粉质胚乳细胞壁单糖的75–79% w/w，阿拉伯糖加木糖占19–22% w/w。插图（面板A）突出显示了参与碳水化合物封装的组
