人体肠道菌群通过发酵上胃肠道中未消化的饮食成分所产生的代谢物显著影响人类健康 (Chambers, Morrison, & Frost, 2015)。具有高结构致密性和与客体分子强相互作用的淀粉基复合物可以延缓淀粉水解，并减缓胃肠道消化过程中客体成分的释放 (Zheng et al., 2026)。在结肠环境中，这些结构特征进一步决定了淀粉和客体质底被肠道菌群利用的程度 (Zheng et al., 2026)。因此，淀粉复合物的发酵行为受其不同的多尺度结构和客体分子的释放特性调节 (Ahmmed et al., 2026)。
蛋白酶解肽作为肠道菌群的重要氮源，可被特定的细菌群落利用以支持生物活性代谢物的产生。蛋白酶解肽可以通过非共价相互作用与淀粉基质结合或嵌入其中，形成淀粉 - 肽复合物 (Shi et al., 2025)。根据肽的分子特征和采用的处理方法，肽与淀粉之间的相互作用可导致具有不同结构的复合物。肽可以被包裹在直链淀粉的螺旋空腔中形成 V 型包合物，或者可以结合到淀粉链表面形成无定形聚集物 (Huang, Hu, Li, Zhu, & Huang, 2026)。该复合物在发酵过程中的肽释放行为取决于其结构致密性和淀粉与肽分子之间相互作用的强度。Zhang 等人 (2025) 报告称，淀粉复合物中的花青素促进了发酵过程中粪杆菌属和巨球菌属的增殖。Li 等人 (2023) 观察到，肥胖大鼠体内淀粉 - 月桂酸复合物中的月桂酸与拟杆菌门和双歧杆菌属相对丰度的增加以及厚壁菌门和脱硫弧菌属的减少有关。这些发现表明，客体分子可以通过在发酵过程中作为质底来影响肠道菌群。然而，目前关于淀粉复合物的体外发酵研究主要集中在多酚和脂质作为客体成分。淀粉复合物中作为含氮客体质底的蛋白酶解肽的释放动力学对肠道微生物群落结构和代谢产出的影响尚未得到系统阐明。
淀粉复合物的多尺度结构是决定其结肠发酵行为和 SCFAs 产生的主要因素 (Chambers, Viardot, et al., 2015; Wang et al., 2025)。Zhou 等人 (2021) 发现，淀粉 - 脂质复合物的发酵结果更依赖于淀粉的结构组装而非脂质类型，其中 V 型晶体结构促进了罗氏菌属和普雷沃菌属的富集。Wang 等人 (2025) 证明，RS5 型淀粉增强的晶体稳定性改善了肠道菌群对其的发酵利用，从而增加了丁酸的产生。这些研究表明，淀粉复合物的晶体结构和分子有序度影响肠道菌群组成和 SCFAs 的产生。淀粉 - 肽复合物的结构差异决定了淀粉基质的降解和肽成分的释放，从而改变了可用于肠道菌群的可发酵质底的供应。不同淀粉 - 肽复合物之间的结构 - 功能关系及其对肠道微生物群落和 SCFAs 产生的调节作用尚不清楚，值得进一步研究。
我们假设淀粉 - 肽复合物中的结构差异，包括晶体结构、层状厚度、短程有序度和热力学性质，决定了结肠发酵过程中淀粉基质的降解和肽的释放。这随后影响肠道菌群对淀粉和肽的利用，最终调节微生物群落组成和 SCFAs 的产生。为了验证这一假设，使用三种不同的加工处理从玉米淀粉中生成了具有不同多尺度结构的淀粉 - 肽复合物。使用 XRD、SAXS、FT-IR 和 DSC 表征了结构特征，并通过体外模拟消化评估了它们的消化性。随后，将未消化残留物与人粪便菌群进行体外发酵，并分析了微生物群落组成和 SCFAs 的产生。本研究为淀粉 - 肽复合物结构与结肠发酵行为之间的结构 - 功能关系提供了机理见解。
