聚葡萄糖驱动的合生元酸奶通过体外动态结肠模拟系统xGIbiomics?调控肠道菌群：与菊粉的等效性研究

本研究通过xGIbiomics?体外动态结肠模拟系统，首次对比了含聚葡萄糖（PDX）与菊粉（inulin）的合生元酸奶对肠道菌群的调控作用。结果显示，两种配方均能显著提升丙酸、丁酸等短链脂肪酸（SCFAs）产量，降低铵离子浓度，并促进益生菌Bifidobacterium animalis subsp. lactis BB-12?的定植，其中聚葡萄糖组表现出更高的双歧杆菌丰度（29.4% vs 20.8%）和更均衡的菌群分布，证实其作为菊粉替代物的潜力。

　　

引言

肠道菌群在宿主健康中扮演核心角色，而合生元（synbiotic）干预作为调控菌群的有效策略备受关注。菊粉（inulin）是经典益生元，但聚葡萄糖（polydextrose, PDX）因其独特的发酵特性和功能优势成为新兴替代品。本研究通过xGIbiomics^?体外动态多室结肠模拟系统，对比了含BB-12^?益生菌的两种合生元酸奶（分别添加菊粉或聚葡萄糖）对菌群组成及代谢产物的影响。

研究方法

实验采用健康成人粪便菌群接种，分阶段进行：14天菌群稳定期、7天对照期及14天干预期（先单独给予BB-12^?酸奶，再分别添加菊粉或聚葡萄糖）。通过气相色谱（GC）和高效液相色谱（HPLC）定量短链脂肪酸（SCFAs）、乳酸及铵离子；qPCR和16S rRNA测序分析菌群变化；预生指数（PI）评估菌群功能。

代谢活性结果

两种合生元配方均显著提升丙酸（propionate）和乳酸（lactate）产量（p<0.05），聚葡萄糖组丁酸（butyrate）增幅更显著。两组均降低铵离子浓度，表明糖酵解发酵优于蛋白水解途径。值得注意的是，聚葡萄糖组丁酸水平与菊粉组无统计学差异，但前者在维持菌群代谢平衡上表现更优。

菌群组成分析

α/β多样性指数显示菌群整体结构稳定，但属水平变化显著：

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  双歧杆菌：聚葡萄糖组丰度达29.4%，高于菊粉组（20.8%），证实其对益生菌的协同增效作用。

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  潜在致病菌：Klebsiella spp.在干预后锐减至0.1%-0.2%，体现合生元的竞争性抑制。

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  菌群平衡：聚葡萄糖组促进Lactobacillus、Bifidobacterium和Streptococcus的均衡分布，Simpson指数略高（+12.5%），提示生态稳定性增强。

讨论与展望

聚葡萄糖的缓慢全结肠发酵特性使其能持续提供底物，尤其促进远端结肠丁酸生成，这对肠道屏障修复和抗炎至关重要。其与BB-12^?的协同作用可能通过降低pH值和抑制病原体定植实现。尽管体外模型无法完全模拟宿主-菌群互作，但本研究为聚葡萄糖替代菊粉提供了功能等效性证据。未来需开展临床研究验证其对代谢性疾病（如糖尿病）和肠道炎症的干预潜力。

结论

聚葡萄糖在合生元配方中展现出与菊粉相当的益生元效应，且在促进双歧杆菌增殖和菌群平衡方面更具优势。这一发现为功能性食品开发提供了新思路，尤其适合需长期肠道健康管理的人群。