近年来，由于作息与饮食的不规律，炎症性肠病(inflammatory bowel disease，IBD)、便秘等肠道疾病在人群中越来越频发。研究表明，肠道疾病的发生与肠道菌群代谢失调密切相关，肠道菌群失衡时会导致代谢紊乱，增加肠道患病风险。益生元[2]作为不可消化的食物成分，可对肠道菌群进行调节，使其重新达到平衡状态，且可选择性地刺激结肠中部分有益微生物的生长代谢从而维持机体健康。难以消化的多糖被认为是潜在的益生元，可被肠道微生物群利用，进而导致肠腔环境、微生物组成及代谢活动[3]发生变化。
天然多糖作为一种高分子碳水化合物，难被小肠消化，直接到达结肠被微生物发酵，可作为益生元对肠道菌群进行调节[4-5]。黄酒多糖是一类由10个以上的单糖通过糖苷键连接而成的生物大分子，具有抗氧化、抗肿瘤、降血脂、增强机体免疫、调节肠道微生态环境等多种活性功能[6]，主要来源于原料多糖的溶解(如小麦淀粉，大米淀粉，小麦麸皮中阿拉伯木聚糖、木聚糖、葡苷葡聚糖等)、微生物的分泌(如酵母多糖、甘露聚糖等)及原料的酶解(如麦芽多糖及糊精等)。在黄酒酿造过程中，随着酒精含量的增长，酵母菌的生长与代谢受到抑制，发酵减弱甚至停止，对糖分的消耗减少，一部分糖类可残留在黄酒中[6]。黄酒多糖含量丰富，种类繁多，已证明可平衡肠道菌群，维持机体健康。体外消化实验表明，黄酒多糖可抵抗胃酸与α-淀粉酶的水解，可到达结肠中被结肠微生物酵解[6]，这表明黄酒多糖可作为益生元来平衡肠道菌群，达到治疗肠道疾病的目的。
目前，针对黄酒多糖的功能研究主要集中于调节肠道菌群，对其他肠道疾病的影响及其作用机制尚未明确。本文论述了黄酒多糖的来源、提取工艺、结构分析及黄酒多糖与膳食多糖对受损肠屏障的修复、对机体便秘症状的治疗、对机体IBD的治疗机理，为黄酒多糖的后续功能研究提供理论支撑。
1 黄酒多糖简介
多糖是一类由10个以上单糖通过糖苷键连接而成的生物大分子,是构成生物机体的四大基本物质之一,具有免疫调节、抗肿瘤、抗病毒、降血脂等多种功能[6],在食品、药品、化妆品等领域均得到广泛应用。
黄酒是以粮食谷物(稻米、黍米、玉米、小米、小麦等)为原料,利用酒母、麦曲中含有的多种微生物与原料之间的相互作用,经过谷物蒸煮、添加麦曲酒母、糖化、发酵、压榨、勾调、过滤、煎酒、贮存而成的发酵原酒[7]。在黄酒生产过程中,酒母和麦曲可作为发酵剂起糖化与发酵的作用，其中含有丰富的微生物,通过代谢产生丰富的酶系,此酶系与黄酒原料相互作用,产生具有独特功效的黄酒多糖。
2 黄酒多糖的来源
如图1所示，在黄酒发酵过程中,当酒精增长至一定含量时,酵母菌的生长与代谢受到抑制,对糖分的消耗减少,最终黄酒中可残存部分多糖。不同黄酒中多糖含量存在差异[8],主要归因于3点：酿造原料的不同、酿造工艺的不同与黄酒产区的不同。
从原料分析,在发酵过程中,在酒母与麦曲微生物分泌的水解酶作用下,原料中淀粉被水解,产生分子质量较小的糖链,不同分子质量的糖链聚合在一起形成黄酒多糖；小麦中含有部分阿拉伯木聚糖[9]、β-葡聚糖、阿拉伯半乳聚糖和葡苷葡聚糖[10],可随麦曲进入发酵体系；酒母和麦曲中的微生物也可直接分泌多糖进入发酵体系,如黄酒酵母多糖,其主要成分为葡聚糖和甘露聚糖。微生物组成分析表明[11],曲药中含有曲霉属,芽孢杆菌属,根霉属和木霉属等多种微生物,这些菌株产生的多糖具有良好的生物活性。
图1 黄酒酿造过程中黄酒多糖生成途径
Fig.1 Production pathway of polysaccharide in Huangjiu during the brewing process
从酿造工艺分析,黄酒可分为干型黄酒、半干型黄酒、半甜型黄酒与甜型黄酒。如表1所示,干型黄酒总糖含量≤15 g/L,半干型黄酒总糖含量在15～40 g/L,半甜型黄酒总糖含量在40.1～100 g/L,甜型黄酒总糖含量>100 g/L。干型与半干型黄酒制作工艺为：①原料米浸泡3～4 d后,浸米结束后排净米浆水;②利用蒸饭机对大米进行蒸煮熟化,随后鼓风冷却;③晾凉的米饭与水、麦曲、酒母混匀后泵入前酵罐,前酵初始温度在28 ℃左右,前酵期间定时开耙通气降温;④前酵液通过管路泵入后酵罐,进行低温发酵,温度约为15 ℃;⑤后酵结束后,将发酵醪液通过管路泵入压榨车间进行压榨;⑥压榨完成后辅以适量焦糖色调配,经过滤、煎酒后灌坛贮存。与半干型黄酒相比,干型黄酒发酵时间更长,体系糖类物质被微生物充分利用,导致干型黄酒中糖含量较低。半干型黄酒因发酵时间相对较短,体系中可残留部分糖。半甜型黄酒与半干型黄酒酿造工艺区别为半甜型黄酒在压榨后以适量香雪酒(甜型黄酒)进行勾调,使体系糖含量达到40.1～100 g/L。甜型黄酒要求酒内总糖含量较高,生产时采用糟烧酒替代部分水,上调酿造初始体系中酒精含量以抑制酵母菌代谢,降低体系发酵速度,将淀粉糖化形成的糖部分残留在体系中,黄酒多糖的含量随之增加。陈传平等[12]通过蒽酮-硫酸法测定不同甜型的黄酒样品中多糖含量,结果表明所测样品中半干型黄酒多糖含量为0.018 2%～0.164 4%,半甜型黄酒多糖含量为0.145 7%～0.146 3%,甜型黄酒多糖含量为0.036 1%～0.241 2%,进一步证明了黄酒多糖含量与黄酒酿造工艺之间存在联系。据文献报道,干型黄酒多糖含量多集中于1～5 g/L,半干型黄酒中多糖含量多集中于10～15 g/L[6],半甜型黄酒多糖提取量可达28.64～30.49 g/L[8],甜型黄酒多糖提取量可达41.60～54.70 g/L[13]。
以产区划分,可分为东北产区、华北产区、华东产区、华中产区、华南产区、西北产区、西南产区等(表1)。不同产区所用原料的淀粉含量不同,直支链淀粉的比例不同,导致原料在体系酶的作用下产生的多糖种类存在差异。麦曲在自然条件下制备而成,其微生物源于当地自然环境,产生的酶系存在差异,最终产生不同种类与数量的黄酒多糖。不同产地黄酒的酿造工艺相近,细节略有差异：华东地区在前酵阶段增加开耙工艺以控制发酵温度与体系溶氧量,华南地区因全年温度较高,因此选择冬季进行黄酒酿造。山东即墨老酒主要以北方大米或黍米为原料酿造而成,江浙沪与华南地区主要选择糯米进行黄酒酿造。目前对黄酒多糖的研究主要集中于华东地区(浙江、福建等)与华南地区(广东)。华东地区黄酒多糖提取量可达28.64～30.49 g/L[8],华南地区黄酒多糖提取量可达41.6～54.7 g/L[13]。
表1 不同甜型与产区黄酒分类表
Table 1 Classification of Huangjiu by sugar content or regions
黄酒分类黄酒分类典型代表以甜型划分干型黄酒(总糖含量小于等于15 g/L)绍兴元红酒、上虞越红酒、无锡老廒黄酒、太仓优黄等半干型黄酒(总糖含量在15～40 g/L)绍兴加饭酒、沙洲优黄、上海老酒、绍兴花雕酒等半甜型黄酒(总糖含量在40.1～100 g/L)绍兴善酿酒、即墨老酒、兰陵美酒、福建红曲酒等甜型黄酒(总糖含量高于100 g/L)绍兴香雪酒、梅州客家娘酒、糯米封缸酒、无锡二泉酒等以产区划分东北产区长春特制老酒、大连黄酒等华北产区羊羔酒、北宗黄酒、北芪黄酒、瑞晶红黄酒等华东产区绍兴加饭酒、绍兴花雕酒、绍兴女儿红、金华寿生酒等华中产区原味小米黄酒、光照黄酒、衡阳湖之酒、张飞醐酒等华南产区客家黄酒、小曲糯米酒、重阳酒、东兰墨米黄酒等西北产区谢村黄酒、糜子黄酒、黄关黄酒、崆峒黄酒等西南产区银明黄酒、刺梨糯米酒、墨江紫米花雕黄酒、盈江紫糯米酒等
3 黄酒多糖的提取方法
多糖提取方法主要有溶剂提取法[6]、膜分离法、酸碱提取法、酶提取法、微波辅助提取法、超声辅助提取法等。如表2所示,对比多糖提取系列方法可知，水提醇沉法适用于提取黄酒多糖,其主要步骤为黄酒原液浓缩、醇沉、Sevage试剂去除蛋白质、透析及冷冻干燥得到粗多糖。粗多糖经离子交换柱、凝胶色谱柱分离得到单一组分多糖。
表2 多糖提取方法对比表
Table 2 Comparison of polysaccharide extraction methods
多糖提取方法原理优点适用对象水提醇沉法利用多糖在水与醇中溶解度的差异,加入醇后,多糖析出 操作简单易行,经济实惠,对设备要求不高绝大多数物质膜分离法利用特殊薄膜选择性透过体系中多糖无相变,能耗低,可大批量生产需进行分子级分离的物质酸碱提取法某些多糖在酸液或碱液中具有更高的提取效率提高提取效率,时间短酸溶性植物多糖、酸性多糖及含有糖醛酸的多糖酶提取法酶解组织细胞壁与细胞膜,使胞内多糖溶出条件温和,特异性强,回收率高,节能环保植物、微生物等微波辅助提取法细胞内分子吸收微波产热,使细胞膨胀破壁,多糖溶出操作简便,快速高效,节省溶剂天然植物、矿物或动物组织超声辅助提取法超声波作用下介质细胞机械破碎,多糖溶出,增加提取效率提取效率高,时间短,温度低,操作简便不耐热、易水解、易氧化的植物组织
目前,已有研究人员对黄酒多糖进行提取。彭金龙等[14]经减压浓缩、乙醇沉淀、冷冻干燥、Sevage除蛋白、透析除杂、减压浓缩、冷冻干燥等步骤分离绍兴黄酒,得到精制黄酒多糖；孟祥勇等[8]利用水提醇沉法提取绍兴黄酒粗多糖,经DEAE-Sepharose FF色谱柱分离中性与酸性黄酒多糖,葡聚糖凝胶G75色谱柱分离中性多糖得到纯度较高黄酒多糖组分CRWP1；王光强等[15]利用溶剂提取法提取上海金枫黄酒中黄酒多糖,黄酒原液经三氯乙酸除蛋白、酒液浓缩、乙醇提取、透析、冷冻干燥、DEDA-Sepharose 离子交换柱纯化、Sepharose CL-6B 凝胶柱纯化,提取得到单一较纯组分黄酒多糖LCP1(中性糖含量为89.6%、糖醛酸含量为0.48%、蛋白质含量为4%)；刘晓艳等[13]利用水提醇沉法,黄酒经减压浓缩、醇沉、Sevage试剂去除蛋白质、透析及冷冻干燥得到粗多糖后,经DEAE Sepharose Fast Flow离子交换层析分离、Sephadex G75凝胶柱分离纯化,成功分离得到客家黄酒多糖G1。
黄酒多糖提取工艺中仍存在改进空间：①黄酒多糖中存在少量杂质(如蛋白、糖醛酸、糊精等),后续可尝试对除杂工艺进行优化,得到高纯黄酒多糖；②黄酒多糖为混合中性多糖,可尝试分离特定黄酒多糖进行功能的靶向研究。
4 黄酒多糖的结构分析
黄酒多糖主要为中性多糖混合物,其含量可达90%以上。分析多糖结构的几种手段包括：①亲水相互作用色谱测定黄酒多糖分子质量;②紫外-可见光光谱分析黄酒多糖纯度;③红外光谱分析黄酒多糖的官能团;④核磁共振分析黄酒多糖的糖苷键构型与单糖残基构型等。
已有研究人员对黄酒多糖的结构进行分析。孟祥勇等[8]从绍兴黄酒中提取到相对分子质量为7 850的中性多糖CRPW1,经高效阴离子色谱测定,CRWP1主要由阿拉伯糖、葡萄糖、木糖、岩藻糖、半乳糖和甘露糖等组成。紫外光谱、红外光谱及核磁共振波谱对黄酒多糖组分CRWP1的分析表明,所得多糖组分CRWP1含有α糖苷键构型,其单糖残基为吡喃型,在l,3糖苷键主链上连接有1,4糖苷键支链的杂多糖；刘晓艳等[13]利用气相色谱-质谱联用仪与高效液相色谱-蒸发激光散射检测法测定客家黄酒中性多糖G1组分,表明G1含有α型、β型糖苷及吡喃糖环构型,是一种由17种糖组成的杂多糖,其主要成分为葡萄糖,且含有少量甘露糖、半乳糖、核糖、阿拉伯糖、木糖、异麦芽糖、麦芽三糖、异麦芽三糖等；陈传平等[12]对黄酒多糖进行柱前衍生,结合毛细管电泳技术,测定了不同黄酒的单糖组成及比例,证明不同甜型的黄酒单糖组成及比例存在差异。
此外,还可通过扫描电子显微镜、原子力显微镜观测黄酒多糖的形貌结构,通过甲基化技术测定黄酒多糖的糖苷键组成及比例,通过热重分析法分析黄酒多糖的热稳定性,利用拉曼光谱法研究黄酒多糖的分子结构稳定性及利用激光衍射粒度分析仪测定黄酒多糖粒度分布情况等,后续通过以上技术对黄酒多糖结构进行深入解析。
5 黄酒多糖及膳食多糖对肠道疾病的作用机理研究
数以万亿计的微生物定居在机体肠道中,统称为肠道微生物群。肠道微生物与机体形成了既相互依存又相互制约的统一体,其结构与活性与人类健康密切相关,在肠道内发挥着营养吸收、屏障修复、代谢调节等重要作用[16]。研究表明,肠道菌群的失衡常导致各种肠道疾病的发生[17]。
黄酒多糖等膳食多糖可作为益生元对肠道菌群进行调节[4]。多糖被机体消化吸收后,可改善肠道的生理状态,增强肠道物理屏障[18]；可增加肠道有益菌的丰度,降低肠道内腐败菌的丰度,平衡肠道菌群；可调节肠腔内短链脂肪酸(short-chain fatty acids,SCFAs)与关键维生素的合成,对机体生命活动进行调节,发挥着包括治疗便秘、降低患结肠癌风险、调节胆固醇及甘油三酯水平、调节血糖含量、降低冠心病发病机率[19]等生理作用。
5.1 黄酒多糖对受损肠屏障的修复作用
肠道屏障主要由肠道上皮细胞组成的物理屏障,富含黏蛋白、糖蛋白、抗菌肽与免疫球蛋白的生化屏障和由组织化结构组成的免疫屏障构成[18]，可将消化道与机体内环境分隔开,阻止内毒素、污染物、病原体与水解酶等物质穿越肠黏膜,进入机体其他组织器官及血液循环中引起机体代谢紊乱,从而保持内环境的相对稳定。肠道屏障的长期受损会引发包括肠易激综合征、IBD、肥胖、糖尿病和癌症[20]在内的疾病。
黄酒多糖主要由葡萄糖、阿拉伯糖、木糖、岩藻糖、半乳糖与甘露糖等单糖组成。体外消化实验表明,大部分黄酒多糖可抵抗胃酸与α-淀粉酶的水解,到达结肠被肠道菌群酵解,具有良好的稳定性[6]。报道指出,葡萄糖可抑制胰岛素生长因子含量的降低[21],胰岛素生长因子通过与位于肠上皮细胞受体的相互作用,促进肠黏膜增生,维护肠屏障的完整性；岩藻糖可作为信号分子上调肠内紧密连接蛋白的表达[22],同时可黏附沙门氏菌等致病菌,降低肠屏障受损风险；甘露糖可增加肠内闭合蛋白的表达,降低肠粘膜的通透性[23],增强肠道屏障,降低急性胰腺炎大鼠血液中内毒素及D-乳酸水平；L-阿拉伯糖可作为益生元,不会被小肠吸收[24],可被结肠微生物分解为有益代谢产物,降低肠道pH,抑制有害菌的增殖,维护肠道屏障；木糖可抑制鼠伤寒沙门氏菌的增殖并抑制其在肠道上皮细胞的黏附[25],降低肠黏膜受损风险。人在摄入黄酒后,黄酒多糖经胃肠道消化,其中未被吸收的多糖或单糖在结肠被微生物分解利用,微生物及其相关代谢产物可以影响肠道屏障功能。
黄酒等膳食多糖保护肠道屏障的作用机制主要包括以下几方面,一方面多糖可通过形成亲水凝胶层以维护肠道屏障[16]。多糖可在肠道上皮细胞表面形成与肠道屏障黏液层相似亲水凝胶层,以维护肠道屏障结构的完整性。如嗜热链球菌胞外多糖可通过在肠上皮细胞表面形成亲水凝胶层以降低肠道通透性,保护肠道屏障[26]。
第二,多糖可通过形成疏水黏液层以维护肠道屏障[16]。多糖可促进肠道上皮杯状细胞分泌黏蛋白,在上皮细胞表面形成疏水黏液层,以减少有害物质对肠道上皮细胞的侵害。霍山石斛多糖作用于小鼠后,增加了小鼠的肠道长度与肠道上皮细胞排列的紧密度,显著上调了肠道黏蛋白、闭合蛋白与紧密连接蛋白的表达水平,增强了肠道屏障[18]。
第三,多糖可通过上调肠道上皮细胞紧密连接蛋白的表达,修复肠道屏障[16]。作为典型的跨膜蛋白,紧密连接蛋白与闭合蛋白均分布于肠外上皮膜中,可对跨细胞途径和细胞旁途径进行调节。红枣多糖作用于环磷酰胺诱导的小鼠肠道屏障受损模型后,可上调小鼠空肠中闭合蛋白与紧密连接蛋白表达水平,增强肠道屏障[27]；冬虫夏草多糖作用于环磷酰胺诱导的小鼠后,小鼠肠道紧密连接蛋白与闭合蛋白的表达上调[28]；黑灵芝多糖可通过上调肠黏膜紧密功能来改善肠黏膜功能障碍[29]；麸皮多糖可明显逆转人结直肠腺癌细胞(Caco-2)屏障功能障碍模型中肿瘤坏死因子诱导的闭合蛋白表达下调[30]。以上研究表明,膳食多糖可有效修护肠道物理屏障的损害,有利于肠道屏障的恢复。由表3可知,黄酒多糖与部分膳食多糖具有高度相似的单糖组成,从而形成凝胶层或黏液层体系而保护肠道屏障免受损伤。同时,由于黄酒多糖种类丰富,可能具有其他保护机制而有待进一步研究。
表3 黄酒多糖与部分膳食多糖的单糖组成对比
Table 3 Comparison of Huangjiu polysaccharide and dietary
polysaccharides in the monosaccharide composition
多糖种类单糖组成嗜热链球菌胞外多糖葡萄糖、半乳糖、甘露糖、鼠李糖、果糖等霍山石斛多糖阿拉伯糖、葡萄糖、半乳糖、甘露糖等红枣多糖阿拉伯糖、半乳糖、葡萄糖等冬虫夏草多糖甘露糖、葡萄糖、半乳糖等黑灵芝多糖甘露糖、鼠李糖、半乳糖、葡萄糖、岩藻糖等麸皮多糖葡萄糖、阿拉伯糖、木糖等黄酒多糖葡萄糖、阿拉伯糖、木糖、岩藻糖、半乳糖、甘露糖等
5.2 黄酒多糖对便秘症状的缓解作用
便秘作为一种与肠道相关的慢性疾病,表现为排便困难、排便频率低、排便不尽等症状。随着生活节奏的加快,便秘的发病率越来越高。据统计,世界便秘发病率达14%,老年群体发病率达36%[31]。长期便秘存在潜在健康风险,增加了机体患肠易激综合征、结肠直肠癌甚至帕金森病[32]的可能。
研究表明,顽固性便秘患者粪样中双歧杆菌属、乳酸杆菌属、拟杆菌属、梭菌属、链球菌属等优势菌群数量显著下降,SCFAs的含量也显著减少,且便秘程度越高,SCFAs的含量越低[33]。SCFAs主要通过以下几方面改善机体便秘：①SCFAs可产生胆碱能促动力作用,加快结肠运输。在丁酸的作用下,组蛋白去乙酰化酶活性受到抑制,从而促进乙酰胆碱转移酶(choline acetyl transferase,ChAT)基因的表达。作为胆碱能神经递质乙酰胆碱合成的关键酶,ChAT可促进胆碱能神经元内胆碱的合成,从而对肠内神经元表型进行调控,可产生胆碱能促动力作用,促进结肠传输,增加排便次数；②刺激5-羟色胺(5-hydroxytryptamine,5-HT)分泌,调节5-HT作用通路。作为SCFAs的受体,短链脂肪酸受体(G protein-coupled receptor43,GPR43)可在含5-HT的肥大细胞中表达。SCFAs作用于GPR43,直接促进5-HT的分泌,从而调节结肠运动。作为脑-肠轴的关键神经递质,5-HT可促进肠蠕动和分泌[34]。作为一种跨膜转运蛋白,5-HT转运体(serotonin transporter,SERT)存在于肠道上皮细胞膜和突触前膜,可作为5-HT转运体对聚集在效应部位过多的5-HT进行快速摄取从而终止其继续作用,以维持胃肠功能正常运行。刘响等[34]证实了慢性便秘患者肠道菌群能够上调SERT表达,从而降低肠道内5-HT水平,导致机体便秘。
黄酒多糖的单糖组成复杂,其中富含的木糖、阿拉伯糖和岩藻糖等成分可在结肠内分解释放,其中木糖可促进机体肠道蠕动,加速小肠推进[35]；阿拉伯糖可增加肠黏膜的蠕动反射[24],促进肠道蠕动,降低肠内水分吸收,软化粪便,促进排便；岩藻糖可被肠内益生菌分解[36],为其提供能量来源,从而促进肠内益生菌群数量；葡萄糖可促进肌层与肠黏膜粘连,促进组织间隙纤维化[37],起黏连固定作用,改善出口梗阻型便秘；甘露糖可促进菌体产生乙酸[38],改善肠内环境,优化肠菌群结构。黄酒多糖单糖组成与功能性膳食多糖的单糖组成具有一定共性,并且多种功能性膳食多糖对机体便秘有一定的治疗作用。机体摄入膳食多糖后,粪便含水量增加,肠内SCFAs含量增加,肠道转运率增加,便秘症状得到改善。
研究表明黄酒等膳食多糖缓解机体便秘的机制包括：一方面,调节肠内菌群比例,改善菌群代谢特征。多糖在肠内可定向增加有益菌的丰度,增加其种间竞争力,从而促进肠内微生物发酵,加快肠内内容物的分解,促进肠道蠕动,软化粪便,达到缓解便秘的效果。牛英颖[39]提取垂丝海棠花多糖并将其施于盐酸洛哌丁胺处理的大鼠,通过测定大鼠的排便量、粪便含水率、胃肠调节肽、结肠切片、SCFAs、菌群分析等指标,证明了不同剂量的垂丝海棠花多糖均可增加大鼠肠内有益菌的丰度,改善大鼠的功能性便秘；金针菇多糖可增加大鼠粪便中SCFAs含量,增加肠内有益菌的丰度,有效改善了盐酸洛哌丁胺引起的大鼠功能性便秘[40]。
另一方面,通过上调机体SCFAs产量,调控代谢通路。多糖可刺激肠内益生菌产生SCFAs,从而降低肠道环境pH,抑制肠内腐败菌的生长,增加肠内有益菌的丰度,平衡肠道菌群,达到治疗机体便秘的目的[41]。SCFAs还可通过产生胆碱能促动力作用与调节5-HT代谢通路治疗机体便秘。榴莲皮多糖增加了肠道内有益菌群的丰度,缓解了大鼠便秘症状[42]；铁皮石斛多糖可平衡肠道菌群,调节机体肠道酶活力,从而改善大鼠便秘症状[43]。
因此,黄酒多糖可能通过调节肠内菌群种类竞争,促进小鼠肠道内双歧杆菌、乳杆菌等有益菌的增殖,抑制肠杆菌、肠球菌和产气荚膜梭菌等有害菌的生长。黄酒多糖被肠道微生物分解后,可上调机体SCFAs产量,降低肠道内pH,可抑制外源致病菌与肠内腐败菌的生长,并通过上述作用通路缓解机体便秘[11]。
5.3 黄酒多糖及膳食多糖对炎症性肠病的治疗作用
IBD是影响胃肠道的炎症性疾病,临床表现为腹痛、腹泻、稀水便或黏液脓血便[44]。目前主要通过抗炎药物来增加肠道黏膜免疫力,促进结肠组织恢复,达到治疗IBD的目的。研究表明,肠道微生物群在维持肠道内环境稳定和治疗IBD方面发挥着重要作用[17]。多糖被肠道微生物酵解后产生SCFAs,降低肠道pH,可抑制外源致病菌和肠内固有腐败菌的生长,平衡肠道菌群,修护肠道屏障,最终达到治疗机体炎症的目的。
目前,黄酒等膳食多糖预防和治疗IBD的作用机制主要包括：一方面,IBD的肠道微生态处于紊乱状态,多糖可通过改善肠内菌群比例进而缓解肠炎症状[45]。肠道菌群失衡定义为微生物多样性和丰富度的降低。正常人群粪便中肠道微生物群落的丰富度和多样性高于IBD患病人群[17]。多糖因其复杂的结构以致难以在消化道分解,结肠中存在大量肠道微生物,可编码产生消化道缺乏的碳水化合物酶,将多糖分解利用。多糖发酵后可产生SCFAs,降低肠道pH,抑制外源致病菌和肠内固有腐败菌的生长,减少有害代谢产物积累,增加部分肠内有益菌的丰度,平衡肠道菌群以治疗机体炎症。茶花多糖作用于IBD患者后,肠腔内短链脂肪酸的水平上调,肠内pH降低,其粪便微生物群中肠球菌、乳杆菌和双歧杆菌等有益菌群的相对丰度显著增加,肠杆菌、链球菌、类杆菌、梭菌、巨球菌、玫瑰菌、颗粒菌、克曼菌和梭杆菌等有害菌群的丰度降低,IBD症状得到缓解群[17]；葛根多糖可增加正常小鼠中包括颤螺旋菌属与厌氧棍状菌属在内的肠道有益细菌的丰度,也可通过平衡肠道菌群来治疗抗生素引起的小鼠结肠病变[46]；紫薯多糖可增加小鼠肠道菌群数量与α多样性指数,增强免疫功能,改善肠道菌群结构,达到治疗IBD的目的[47]。
另一方面,通过免疫调节和相关蛋白表达以改善炎症性肠病症状。肠道屏障受损是易患IBD的关键因素。肠道微生物可通过调节紧密连接蛋白的表达或分布来影响肠道屏障,也可通过调节黏液分泌和黏蛋白糖基化来影响肠道屏障。海藻硫酸多糖可通过抑制促炎细胞因子的产生与上调肠道紧密连接蛋白的表达来治疗2,4,6-三硝基苯磺酸诱导的大鼠炎症性肠病[48]；金针菇多糖可通过调节肠道微生物菌群组成及代谢,上调小鼠肠组织中紧密连接蛋白与闭合蛋白的表达水平,增强肠道屏障,恢复代谢能力,减轻葡聚糖硫酸钠诱导的小鼠溃疡性结肠炎症状[49]；黑木耳多糖可通过增强肠屏障,调节细胞因子水平和肠道微生物群组成等方面来治疗葡聚糖硫酸钠盐诱导的小鼠肠道炎症,小鼠体重与结肠长度均显著增加,结肠损伤程度减轻[50]。
目前,IBD主要的治疗方式为药物治疗。药物治疗虽然有较好的治疗效果,但长期服用药物仍不可避免地产生一些毒副作用。近年来,膳食治疗成为治疗IBD的新手段,通过食物或食药同源的方式治疗病症,具有更高的安全性。黄酒多糖及相关膳食多糖作为潜在益生元,不仅可以促进有益菌的增殖代谢、积累有益代谢产物,还可能通过刺激肠黏膜再生、上调肠道闭合蛋白的表达及抑制致病菌对肠黏膜的损害增强肠道屏障,抵御潜在免疫风险。黄酒多糖和已报道的功能性多糖具有相似单糖组成,并且种类丰富,因此在潜在益生元开发和IBD预防治疗方面具有广阔的市场前景。
6 结论与展望
多糖作为一种毒副作用小、疗效显著的食品成分成为研究热点,而黄酒多糖因其微生物酿造来源且种类丰富,具有潜在的益生元功能。本文对黄酒多糖的来源、提取方式、结构分析与对肠屏障受损、炎症性肠病、便秘的作用机制进行了研究。黄酒多糖来源于原料米、小麦与酒母、麦曲微生物的相互作用,主要生成途径为原料多糖的溶解、原料被微生物酶解与微生物自身代谢。不同甜型与产区的黄酒多糖含量与种类存在差异。目前，主要通过水提醇沉法提取黄酒多糖,但此方法提取的黄酒多糖仍存在纯度较低、混合多糖难以分离等问题。当前可利用亲水相互作用色谱、紫外-可见光光谱、红外光谱、核磁共振等仪器对黄酒多糖结构进行分析,但仍存在结构分析不够全面、研究不够深入等问题。黄酒多糖主要通过增强上皮细胞表面黏液层厚度与上调肠屏障组成蛋白等途径修复受损肠屏障,通过调节肠内菌群比例、改善菌群代谢特征及上调机体SCFAs含量调节代谢通路治疗便秘,通过改善肠内菌群比例、调节免疫与相关蛋白表达以改善炎症性肠病症状。
本文对黄酒多糖的来源、提取方式、结构分析与黄酒多糖对肠屏障受损、炎症性肠病、便秘的作用机制进行了综述,后续可对黄酒多糖纯化、中性多糖混合物分离、黄酒多糖结构深度分析、黄酒多糖对肠道疾病的靶向作用等方面进行深入探究：①优化黄酒多糖除杂方式以提高其纯度,并尝试分离中性混合多糖以进行肠道疾病靶向实验,对其信号通路及构效关系进行探究；②进行黄酒多糖对常见肠道疾病进行剂量依赖研究,可进行动物实验或人体实验研究其作用机制；③通过电镜扫描技术、粒度分析法、拉曼光谱法、热重分析法、甲基化等深入研究黄酒多糖结构,以探究黄酒多糖结构与生物活性的对应关系。
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