不消化性葡聚糖(Indigestible glucans,IGs)是一类典型的膳食纤维,来源广泛、结构复杂,已被证明具有降低餐后血糖、降低胆固醇、免疫调节、抗炎和抗肿瘤等丰富的生理活性功能。目前已有一些研究针对IGs的益生功效和对肠道微生物的调节作用进行了分析调查。然而,IGs的结构和性质对其在肠道酵解过程的变化、对肠道菌群结构的调节以及对肠道健康作用的影响尚不清晰。因此,本文以大麦β-葡聚糖(BG)、海带多糖(L)、酵母β-葡聚糖(BY)、茯苓多糖(PAC)、抗性淀粉(R)和聚葡萄糖(Lit)为研究对象,基于体外厌氧发酵模型,分析不同理化性质的IGs的酵解特性,同时对肠道菌群的变化进行研究,全面探究不同IGs与肠道菌群相互作用,解析IGs关键理化因子。此外,通过细胞培养技术,进一步探讨了IGs的肠道酵解液SCH772984生产商对肠道免疫调节的活性作用,探究主要活性成分,以期对IGs的肠道生理作用方式提供见解。主要研究内容与结论归纳如下:(1)利用体外厌氧发酵模型分析selleck不同理化性质的IG的酵解度、单寡糖释放量、p H变化、产气量和SCFAs产生等酵解特性。结果表明,酵解至48 h时,L几乎被完全酵解,而14%的BG、23%的BY和PAC以及35%的R和Lit未被酵解。相比于难溶或糖链结构复杂的PAC、R和Lit,溶解度更高、糖链结构更简单的BG和L的初始酵解速率更快、酵解结束时的酵解度更高、p H更低、产气量和SCFAs生成量更高。此外,BG和L在酵解过程中能够更快地释放单、寡糖,含量最高时分别为3.1±0.1、2.19±0.2 mmol/L,而在与L糖苷键连接方式相似的高粘度的BY和不溶性的PAC酵解过程中单糖积累更少,含量最高时分别为0.5±0.1和0.11±0 mmol/L。IGs酵解均产生了SCFAs,相比于其余IGs组,L产生了更多的丙酸,PAC产生了更多的丁酸。以上结果表明,所有IGs均能为肠道菌群所利用,但溶解度和糖苷键连接方式等理化性质对IGs的肠道酵解特性有重要影响,溶解度越大、糖链结构越简单的多糖在肠道中酵解速率越大,酵解度越高,p H、产气量和SCFAs含量等变化越大。(2)基于16S rRNA基因测序和荧光定量PCR技术分析不同理化性质non-primary infection的IGs对肠道菌群的影响。除难溶性的PAC外,IGs酵解24 h后普遍降低了肠道菌群的物种多样性。在菌群组成结构上,除L和Lit组较为相似外,其余各组间均存在显著性差异。在肠道菌总量上,除了具有复杂糖苷键结构的Lit外,IGs酵解均显著性地提高了肠道总菌的丰度,此外各IG至少显著性提高了一种肠道有益菌的丰度。相关性分析表明,SCFAs和乳酸等羧酸的大量产生与IGs酵解干预的肠道菌群密切相关。以上结果表明,IGs的酵解会大量富集肠道有益菌,且不同IGs酵解产生的羧酸种类和含量的差异与它所富集的肠道菌群组成有关。(3)通过细胞培养技术,分析IGs肠道菌发酵液的细胞免疫活性。结果表明,IGs的肠道菌发酵液普遍地增强了RAW 264.7巨噬细胞的免疫调节活性,其酵解过程的产物能够显著提高RAW 264.7巨噬细胞的增值率,促进NO的释放、ROS的产生,以及细胞因子TNF-α、IL-1β和IL-6的分泌。多粘菌素B的处理结果表明,酵解液的细胞免疫调节作用主要来自于IGs酵解产物而不是来自肠道菌裂解的LPS。本研究的结果表明,不同IGs可有效地与肠道菌群互作,但溶解度、糖苷键连接类型和支链复杂度等理化性质对其肠道酵解过程中酵解速率、酵解度和代谢产物产生等酵解特性有重要影响。不同理化性质的IG酵解影响了肠道菌群组成结构的变化,不同程度地提高了肠道有益菌的丰度,从而决定了不同IG组羧酸产生的类型和含量。此外,RAW 264.7细胞实验表明,IGs肠道菌群酵解产物能够显著地提高细胞免疫调节活性。这些发现为揭示不同理化性质的IGs在肠道菌群作用下的肠道酵解特性和肠道功能作用的差异提供了科学依据,为IGs的功能性食品开发提供了理论参考。