黃酒多糖對(duì)炎癥性腸病及便秘作用機(jī)制的研究進(jìn)展

史瑛,馮欣靜,周志磊,姬中偉,徐岳正,毛健*

1(糧食發(fā)酵工藝與技術(shù)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室(江南大學(xué)),江蘇 無(wú)錫,214122) 2(江南大學(xué) 食品學(xué)院,江蘇 無(wú)錫,214122)3(國(guó)家黃酒工程技術(shù)研究中心,浙江 紹興,312000)

近年來(lái)，由于作息與飲食的不規(guī)律，炎癥性腸病(inflammatory bowel disease，IBD)、便秘等腸道疾病在人群中越來(lái)越頻發(fā)。研究表明，腸道疾病的發(fā)生與腸道菌群代謝失調(diào)密切相關(guān)，腸道菌群失衡時(shí)會(huì)導(dǎo)致代謝紊亂，增加腸道患病風(fēng)險(xiǎn)。益生元[2]作為不可消化的食物成分，可對(duì)腸道菌群進(jìn)行調(diào)節(jié)，使其重新達(dá)到平衡狀態(tài)，且可選擇性地刺激結(jié)腸中部分有益微生物的生長(zhǎng)代謝從而維持機(jī)體健康。難以消化的多糖被認(rèn)為是潛在的益生元，可被腸道微生物群利用，進(jìn)而導(dǎo)致腸腔環(huán)境、微生物組成及代謝活動(dòng)[3]發(fā)生變化。

天然多糖作為一種高分子碳水化合物，難被小腸消化，直接到達(dá)結(jié)腸被微生物發(fā)酵，可作為益生元對(duì)腸道菌群進(jìn)行調(diào)節(jié)[4-5]。黃酒多糖是一類(lèi)由10個(gè)以上的單糖通過(guò)糖苷鍵連接而成的生物大分子，具有抗氧化、抗腫瘤、降血脂、增強(qiáng)機(jī)體免疫、調(diào)節(jié)腸道微生態(tài)環(huán)境等多種活性功能[6]，主要來(lái)源于原料多糖的溶解(如小麥淀粉，大米淀粉，小麥麩皮中阿拉伯木聚糖、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(如麥芽多糖及糊精等)。在黃酒釀造過(guò)程中，隨著酒精含量的增長(zhǎng)，酵母菌的生長(zhǎng)與代謝受到抑制，發(fā)酵減弱甚至停止，對(duì)糖分的消耗減少，一部分糖類(lèi)可殘留在黃酒中[6]。黃酒多糖含量豐富，種類(lèi)繁多，已證明可平衡腸道菌群，維持機(jī)體健康。體外消化實(shí)驗(yàn)表明，黃酒多糖可抵抗胃酸與α-淀粉酶的水解，可到達(dá)結(jié)腸中被結(jié)腸微生物酵解[6]，這表明黃酒多糖可作為益生元來(lái)平衡腸道菌群，達(dá)到治療腸道疾病的目的。

目前，針對(duì)黃酒多糖的功能研究主要集中于調(diào)節(jié)腸道菌群，對(duì)其他腸道疾病的影響及其作用機(jī)制尚未明確。本文論述了黃酒多糖的來(lái)源、提取工藝、結(jié)構(gòu)分析及黃酒多糖與膳食多糖對(duì)受損腸屏障的修復(fù)、對(duì)機(jī)體便秘癥狀的治療、對(duì)機(jī)體IBD的治療機(jī)理，為黃酒多糖的后續(xù)功能研究提供理論支撐。

1 黃酒多糖簡(jiǎn)介

多糖是一類(lèi)由10個(gè)以上單糖通過(guò)糖苷鍵連接而成的生物大分子,是構(gòu)成生物機(jī)體的四大基本物質(zhì)之一,具有免疫調(diào)節(jié)、抗腫瘤、抗病毒、降血脂等多種功能[6],在食品、藥品、化妝品等領(lǐng)域均得到廣泛應(yīng)用。

黃酒是以糧食谷物(稻米、黍米、玉米、小米、小麥等)為原料,利用酒母、麥曲中含有的多種微生物與原料之間的相互作用,經(jīng)過(guò)谷物蒸煮、添加麥曲酒母、糖化、發(fā)酵、壓榨、勾調(diào)、過(guò)濾、煎酒、貯存而成的發(fā)酵原酒[7]。在黃酒生產(chǎn)過(guò)程中,酒母和麥曲可作為發(fā)酵劑起糖化與發(fā)酵的作用，其中含有豐富的微生物,通過(guò)代謝產(chǎn)生豐富的酶系,此酶系與黃酒原料相互作用,產(chǎn)生具有獨(dú)特功效的黃酒多糖。

2 黃酒多糖的來(lái)源

如圖1所示，在黃酒發(fā)酵過(guò)程中,當(dāng)酒精增長(zhǎng)至一定含量時(shí),酵母菌的生長(zhǎng)與代謝受到抑制,對(duì)糖分的消耗減少,最終黃酒中可殘存部分多糖。不同黃酒中多糖含量存在差異[8],主要?dú)w因于3點(diǎn)：釀造原料的不同、釀造工藝的不同與黃酒產(chǎn)區(qū)的不同。

從原料分析,在發(fā)酵過(guò)程中,在酒母與麥曲微生物分泌的水解酶作用下,原料中淀粉被水解,產(chǎn)生分子質(zhì)量較小的糖鏈,不同分子質(zhì)量的糖鏈聚合在一起形成黃酒多糖；小麥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],可隨麥曲進(jìn)入發(fā)酵體系；酒母和麥曲中的微生物也可直接分泌多糖進(jìn)入發(fā)酵體系,如黃酒酵母多糖,其主要成分為葡聚糖和甘露聚糖。微生物組成分析表明[11],曲藥中含有曲霉屬,芽孢桿菌屬,根霉屬和木霉屬等多種微生物,這些菌株產(chǎn)生的多糖具有良好的生物活性。

圖1 黃酒釀造過(guò)程中黃酒多糖生成途徑Fig.1 Production pathway of polysaccharide in Huangjiu during the brewing process

從釀造工藝分析,黃酒可分為干型黃酒、半干型黃酒、半甜型黃酒與甜型黃酒。如表1所示,干型黃酒總糖含量≤15 g/L,半干型黃酒總糖含量在15～40 g/L,半甜型黃酒總糖含量在40.1～100 g/L,甜型黃酒總糖含量>100 g/L。干型與半干型黃酒制作工藝為：①原料米浸泡3～4 d后,浸米結(jié)束后排凈米漿水;②利用蒸飯機(jī)對(duì)大米進(jìn)行蒸煮熟化,隨后鼓風(fēng)冷卻;③晾涼的米飯與水、麥曲、酒母混勻后泵入前酵罐,前酵初始溫度在28 ℃左右,前酵期間定時(shí)開(kāi)耙通氣降溫;④前酵液通過(guò)管路泵入后酵罐,進(jìn)行低溫發(fā)酵,溫度約為15 ℃;⑤后酵結(jié)束后,將發(fā)酵醪液通過(guò)管路泵入壓榨車(chē)間進(jìn)行壓榨;⑥壓榨完成后輔以適量焦糖色調(diào)配,經(jīng)過(guò)濾、煎酒后灌壇貯存。與半干型黃酒相比,干型黃酒發(fā)酵時(shí)間更長(zhǎng),體系糖類(lèi)物質(zhì)被微生物充分利用,導(dǎo)致干型黃酒中糖含量較低。半干型黃酒因發(fā)酵時(shí)間相對(duì)較短,體系中可殘留部分糖。半甜型黃酒與半干型黃酒釀造工藝區(qū)別為半甜型黃酒在壓榨后以適量香雪酒(甜型黃酒)進(jìn)行勾調(diào),使體系糖含量達(dá)到40.1～100 g/L。甜型黃酒要求酒內(nèi)總糖含量較高,生產(chǎn)時(shí)采用糟燒酒替代部分水,上調(diào)釀造初始體系中酒精含量以抑制酵母菌代謝,降低體系發(fā)酵速度,將淀粉糖化形成的糖部分殘留在體系中,黃酒多糖的含量隨之增加。陳傳平等[12]通過(guò)蒽酮-硫酸法測(cè)定不同甜型的黃酒樣品中多糖含量,結(jié)果表明所測(cè)樣品中半干型黃酒多糖含量為0.018 2%～0.164 4%,半甜型黃酒多糖含量為0.145 7%～0.146 3%,甜型黃酒多糖含量為0.036 1%～0.241 2%,進(jìn)一步證明了黃酒多糖含量與黃酒釀造工藝之間存在聯(lián)系。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道,干型黃酒多糖含量多集中于1～5 g/L,半干型黃酒中多糖含量多集中于10～15 g/L[6],半甜型黃酒多糖提取量可達(dá)28.64～30.49 g/L[8],甜型黃酒多糖提取量可達(dá)41.60～54.70 g/L[13]。

以產(chǎn)區(qū)劃分,可分為東北產(chǎn)區(qū)、華北產(chǎn)區(qū)、華東產(chǎn)區(qū)、華中產(chǎn)區(qū)、華南產(chǎn)區(qū)、西北產(chǎn)區(qū)、西南產(chǎn)區(qū)等(表1)。不同產(chǎn)區(qū)所用原料的淀粉含量不同,直支鏈淀粉的比例不同,導(dǎo)致原料在體系酶的作用下產(chǎn)生的多糖種類(lèi)存在差異。麥曲在自然條件下制備而成,其微生物源于當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境,產(chǎn)生的酶系存在差異,最終產(chǎn)生不同種類(lèi)與數(shù)量的黃酒多糖。不同產(chǎn)地黃酒的釀造工藝相近,細(xì)節(jié)略有差異：華東地區(qū)在前酵階段增加開(kāi)耙工藝以控制發(fā)酵溫度與體系溶氧量,華南地區(qū)因全年溫度較高,因此選擇冬季進(jìn)行黃酒釀造。山東即墨老酒主要以北方大米或黍米為原料釀造而成,江浙滬與華南地區(qū)主要選擇糯米進(jìn)行黃酒釀造。目前對(duì)黃酒多糖的研究主要集中于華東地區(qū)(浙江、福建等)與華南地區(qū)(廣東)。華東地區(qū)黃酒多糖提取量可達(dá)28.64～30.49 g/L[8],華南地區(qū)黃酒多糖提取量可達(dá)41.6～54.7 g/L[13]。

表1 不同甜型與產(chǎn)區(qū)黃酒分類(lèi)表Table 1 Classification of Huangjiu by sugar content or regions

3 黃酒多糖的提取方法

多糖提取方法主要有溶劑提取法[6]、膜分離法、酸堿提取法、酶提取法、微波輔助提取法、超聲輔助提取法等。如表2所示,對(duì)比多糖提取系列方法可知，水提醇沉法適用于提取黃酒多糖,其主要步驟為黃酒原液濃縮、醇沉、Sevage試劑去除蛋白質(zhì)、透析及冷凍干燥得到粗多糖。粗多糖經(jīng)離子交換柱、凝膠色譜柱分離得到單一組分多糖。

表2 多糖提取方法對(duì)比表Table 2 Comparison of polysaccharide extraction methods

目前,已有研究人員對(duì)黃酒多糖進(jìn)行提取。彭金龍等[14]經(jīng)減壓濃縮、乙醇沉淀、冷凍干燥、Sevage除蛋白、透析除雜、減壓濃縮、冷凍干燥等步驟分離紹興黃酒,得到精制黃酒多糖；孟祥勇等[8]利用水提醇沉法提取紹興黃酒粗多糖,經(jīng)DEAE-Sepharose FF色譜柱分離中性與酸性黃酒多糖,葡聚糖凝膠G75色譜柱分離中性多糖得到純度較高黃酒多糖組分CRWP1；王光強(qiáng)等[15]利用溶劑提取法提取上海金楓黃酒中黃酒多糖,黃酒原液經(jīng)三氯乙酸除蛋白、酒液濃縮、乙醇提取、透析、冷凍干燥、DEDA-Sepharose 離子交換柱純化、Sepharose CL-6B 凝膠柱純化,提取得到單一較純組分黃酒多糖LCP1(中性糖含量為89.6%、糖醛酸含量為0.48%、蛋白質(zhì)含量為4%)；劉曉艷等[13]利用水提醇沉法,黃酒經(jīng)減壓濃縮、醇沉、Sevage試劑去除蛋白質(zhì)、透析及冷凍干燥得到粗多糖后,經(jīng)DEAE Sepharose Fast Flow離子交換層析分離、Sephadex G75凝膠柱分離純化,成功分離得到客家黃酒多糖G1。

黃酒多糖提取工藝中仍存在改進(jìn)空間：①黃酒多糖中存在少量雜質(zhì)(如蛋白、糖醛酸、糊精等),后續(xù)可嘗試對(duì)除雜工藝進(jìn)行優(yōu)化,得到高純黃酒多糖；②黃酒多糖為混合中性多糖,可嘗試分離特定黃酒多糖進(jìn)行功能的靶向研究。

4 黃酒多糖的結(jié)構(gòu)分析

黃酒多糖主要為中性多糖混合物,其含量可達(dá)90%以上。分析多糖結(jié)構(gòu)的幾種手段包括：①親水相互作用色譜測(cè)定黃酒多糖分子質(zhì)量;②紫外-可見(jiàn)光光譜分析黃酒多糖純度;③紅外光譜分析黃酒多糖的官能團(tuán);④核磁共振分析黃酒多糖的糖苷鍵構(gòu)型與單糖殘基構(gòu)型等。

已有研究人員對(duì)黃酒多糖的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。孟祥勇等[8]從紹興黃酒中提取到相對(duì)分子質(zhì)量為7 850的中性多糖CRPW1,經(jīng)高效陰離子色譜測(cè)定,CRWP1主要由阿拉伯糖、葡萄糖、木糖、巖藻糖、半乳糖和甘露糖等組成。紫外光譜、紅外光譜及核磁共振波譜對(duì)黃酒多糖組分CRWP1的分析表明,所得多糖組分CRWP1含有α糖苷鍵構(gòu)型,其單糖殘基為吡喃型,在l,3糖苷鍵主鏈上連接有1,4糖苷鍵支鏈的雜多糖；劉曉艷等[13]利用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀與高效液相色譜-蒸發(fā)激光散射檢測(cè)法測(cè)定客家黃酒中性多糖G1組分,表明G1含有α型、β型糖苷及吡喃糖環(huán)構(gòu)型,是一種由17種糖組成的雜多糖,其主要成分為葡萄糖,且含有少量甘露糖、半乳糖、核糖、阿拉伯糖、木糖、異麥芽糖、麥芽三糖、異麥芽三糖等；陳傳平等[12]對(duì)黃酒多糖進(jìn)行柱前衍生,結(jié)合毛細(xì)管電泳技術(shù),測(cè)定了不同黃酒的單糖組成及比例,證明不同甜型的黃酒單糖組成及比例存在差異。

此外,還可通過(guò)掃描電子顯微鏡、原子力顯微鏡觀測(cè)黃酒多糖的形貌結(jié)構(gòu),通過(guò)甲基化技術(shù)測(cè)定黃酒多糖的糖苷鍵組成及比例,通過(guò)熱重分析法分析黃酒多糖的熱穩(wěn)定性,利用拉曼光譜法研究黃酒多糖的分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性及利用激光衍射粒度分析儀測(cè)定黃酒多糖粒度分布情況等,后續(xù)通過(guò)以上技術(shù)對(duì)黃酒多糖結(jié)構(gòu)進(jìn)行深入解析。

5 黃酒多糖及膳食多糖對(duì)腸道疾病的作用機(jī)理研究

數(shù)以萬(wàn)億計(jì)的微生物定居在機(jī)體腸道中,統(tǒng)稱(chēng)為腸道微生物群。腸道微生物與機(jī)體形成了既相互依存又相互制約的統(tǒng)一體,其結(jié)構(gòu)與活性與人類(lèi)健康密切相關(guān),在腸道內(nèi)發(fā)揮著營(yíng)養(yǎng)吸收、屏障修復(fù)、代謝調(diào)節(jié)等重要作用[16]。研究表明,腸道菌群的失衡常導(dǎo)致各種腸道疾病的發(fā)生[17]。

黃酒多糖等膳食多糖可作為益生元對(duì)腸道菌群進(jìn)行調(diào)節(jié)[4]。多糖被機(jī)體消化吸收后,可改善腸道的生理狀態(tài),增強(qiáng)腸道物理屏障[18]；可增加腸道有益菌的豐度,降低腸道內(nèi)腐敗菌的豐度,平衡腸道菌群；可調(diào)節(jié)腸腔內(nèi)短鏈脂肪酸(short-chain fatty acids,SCFAs)與關(guān)鍵維生素的合成,對(duì)機(jī)體生命活動(dòng)進(jìn)行調(diào)節(jié),發(fā)揮著包括治療便秘、降低患結(jié)腸癌風(fēng)險(xiǎn)、調(diào)節(jié)膽固醇及甘油三酯水平、調(diào)節(jié)血糖含量、降低冠心病發(fā)病機(jī)率[19]等生理作用。

5.1 黃酒多糖對(duì)受損腸屏障的修復(fù)作用

腸道屏障主要由腸道上皮細(xì)胞組成的物理屏障,富含黏蛋白、糖蛋白、抗菌肽與免疫球蛋白的生化屏障和由組織化結(jié)構(gòu)組成的免疫屏障構(gòu)成[18]，可將消化道與機(jī)體內(nèi)環(huán)境分隔開(kāi),阻止內(nèi)毒素、污染物、病原體與水解酶等物質(zhì)穿越腸黏膜,進(jìn)入機(jī)體其他組織器官及血液循環(huán)中引起機(jī)體代謝紊亂,從而保持內(nèi)環(huán)境的相對(duì)穩(wěn)定。腸道屏障的長(zhǎng)期受損會(huì)引發(fā)包括腸易激綜合征、IBD、肥胖、糖尿病和癌癥[20]在內(nèi)的疾病。

黃酒多糖主要由葡萄糖、阿拉伯糖、木糖、巖藻糖、半乳糖與甘露糖等單糖組成。體外消化實(shí)驗(yàn)表明,大部分黃酒多糖可抵抗胃酸與α-淀粉酶的水解,到達(dá)結(jié)腸被腸道菌群酵解,具有良好的穩(wěn)定性[6]。報(bào)道指出,葡萄糖可抑制胰島素生長(zhǎng)因子含量的降低[21],胰島素生長(zhǎng)因子通過(guò)與位于腸上皮細(xì)胞受體的相互作用,促進(jìn)腸黏膜增生,維護(hù)腸屏障的完整性；巖藻糖可作為信號(hào)分子上調(diào)腸內(nèi)緊密連接蛋白的表達(dá)[22],同時(shí)可黏附沙門(mén)氏菌等致病菌,降低腸屏障受損風(fēng)險(xiǎn)；甘露糖可增加腸內(nèi)閉合蛋白的表達(dá),降低腸粘膜的通透性[23],增強(qiáng)腸道屏障,降低急性胰腺炎大鼠血液中內(nèi)毒素及D-乳酸水平；L-阿拉伯糖可作為益生元,不會(huì)被小腸吸收[24],可被結(jié)腸微生物分解為有益代謝產(chǎn)物,降低腸道pH,抑制有害菌的增殖,維護(hù)腸道屏障；木糖可抑制鼠傷寒沙門(mén)氏菌的增殖并抑制其在腸道上皮細(xì)胞的黏附[25],降低腸黏膜受損風(fēng)險(xiǎn)。人在攝入黃酒后,黃酒多糖經(jīng)胃腸道消化,其中未被吸收的多糖或單糖在結(jié)腸被微生物分解利用,微生物及其相關(guān)代謝產(chǎn)物可以影響腸道屏障功能。

黃酒等膳食多糖保護(hù)腸道屏障的作用機(jī)制主要包括以下幾方面,一方面多糖可通過(guò)形成親水凝膠層以維護(hù)腸道屏障[16]。多糖可在腸道上皮細(xì)胞表面形成與腸道屏障黏液層相似親水凝膠層,以維護(hù)腸道屏障結(jié)構(gòu)的完整性。如嗜熱鏈球菌胞外多糖可通過(guò)在腸上皮細(xì)胞表面形成親水凝膠層以降低腸道通透性,保護(hù)腸道屏障[26]。

第二,多糖可通過(guò)形成疏水黏液層以維護(hù)腸道屏障[16]。多糖可促進(jìn)腸道上皮杯狀細(xì)胞分泌黏蛋白,在上皮細(xì)胞表面形成疏水黏液層,以減少有害物質(zhì)對(duì)腸道上皮細(xì)胞的侵害。霍山石斛多糖作用于小鼠后,增加了小鼠的腸道長(zhǎng)度與腸道上皮細(xì)胞排列的緊密度,顯著上調(diào)了腸道黏蛋白、閉合蛋白與緊密連接蛋白的表達(dá)水平,增強(qiáng)了腸道屏障[18]。

第三,多糖可通過(guò)上調(diào)腸道上皮細(xì)胞緊密連接蛋白的表達(dá),修復(fù)腸道屏障[16]。作為典型的跨膜蛋白,緊密連接蛋白與閉合蛋白均分布于腸外上皮膜中,可對(duì)跨細(xì)胞途徑和細(xì)胞旁途徑進(jìn)行調(diào)節(jié)。紅棗多糖作用于環(huán)磷酰胺誘導(dǎo)的小鼠腸道屏障受損模型后,可上調(diào)小鼠空腸中閉合蛋白與緊密連接蛋白表達(dá)水平,增強(qiáng)腸道屏障[27]；冬蟲(chóng)夏草多糖作用于環(huán)磷酰胺誘導(dǎo)的小鼠后,小鼠腸道緊密連接蛋白與閉合蛋白的表達(dá)上調(diào)[28]；黑靈芝多糖可通過(guò)上調(diào)腸黏膜緊密功能來(lái)改善腸黏膜功能障礙[29]；麩皮多糖可明顯逆轉(zhuǎn)人結(jié)直腸腺癌細(xì)胞(Caco-2)屏障功能障礙模型中腫瘤壞死因子誘導(dǎo)的閉合蛋白表達(dá)下調(diào)[30]。以上研究表明,膳食多糖可有效修護(hù)腸道物理屏障的損害,有利于腸道屏障的恢復(fù)。由表3可知,黃酒多糖與部分膳食多糖具有高度相似的單糖組成,從而形成凝膠層或黏液層體系而保護(hù)腸道屏障免受損傷。同時(shí),由于黃酒多糖種類(lèi)豐富,可能具有其他保護(hù)機(jī)制而有待進(jìn)一步研究。

表3 黃酒多糖與部分膳食多糖的單糖組成對(duì)比Table 3 Comparison of Huangjiu polysaccharide and dietary polysaccharides in the monosaccharide composition

5.2 黃酒多糖對(duì)便秘癥狀的緩解作用

便秘作為一種與腸道相關(guān)的慢性疾病,表現(xiàn)為排便困難、排便頻率低、排便不盡等癥狀。隨著生活節(jié)奏的加快,便秘的發(fā)病率越來(lái)越高。據(jù)統(tǒng)計(jì),世界便秘發(fā)病率達(dá)14%,老年群體發(fā)病率達(dá)36%[31]。長(zhǎng)期便秘存在潛在健康風(fēng)險(xiǎn),增加了機(jī)體患腸易激綜合征、結(jié)腸直腸癌甚至帕金森病[32]的可能。

研究表明,頑固性便秘患者糞樣中雙歧桿菌屬、乳酸桿菌屬、擬桿菌屬、梭菌屬、鏈球菌屬等優(yōu)勢(shì)菌群數(shù)量顯著下降,SCFAs的含量也顯著減少,且便秘程度越高,SCFAs的含量越低[33]。SCFAs主要通過(guò)以下幾方面改善機(jī)體便秘：①SCFAs可產(chǎn)生膽堿能促動(dòng)力作用,加快結(jié)腸運(yùn)輸。在丁酸的作用下,組蛋白去乙?；富钚允艿揭种?從而促進(jìn)乙酰膽堿轉(zhuǎn)移酶(choline acetyl transferase,ChAT)基因的表達(dá)。作為膽堿能神經(jīng)遞質(zhì)乙酰膽堿合成的關(guān)鍵酶,ChAT可促進(jìn)膽堿能神經(jīng)元內(nèi)膽堿的合成,從而對(duì)腸內(nèi)神經(jīng)元表型進(jìn)行調(diào)控,可產(chǎn)生膽堿能促動(dòng)力作用,促進(jìn)結(jié)腸傳輸,增加排便次數(shù)；②刺激5-羥色胺(5-hydroxytryptamine,5-HT)分泌,調(diào)節(jié)5-HT作用通路。作為SCFAs的受體,短鏈脂肪酸受體(G protein-coupled receptor43,GPR43)可在含5-HT的肥大細(xì)胞中表達(dá)。SCFAs作用于GPR43,直接促進(jìn)5-HT的分泌,從而調(diào)節(jié)結(jié)腸運(yùn)動(dòng)。作為腦-腸軸的關(guān)鍵神經(jīng)遞質(zhì),5-HT可促進(jìn)腸蠕動(dòng)和分泌[34]。作為一種跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白,5-HT轉(zhuǎn)運(yùn)體(serotonin transporter,SERT)存在于腸道上皮細(xì)胞膜和突觸前膜,可作為5-HT轉(zhuǎn)運(yùn)體對(duì)聚集在效應(yīng)部位過(guò)多的5-HT進(jìn)行快速攝取從而終止其繼續(xù)作用,以維持胃腸功能正常運(yùn)行。劉響等[34]證實(shí)了慢性便秘患者腸道菌群能夠上調(diào)SERT表達(dá),從而降低腸道內(nèi)5-HT水平,導(dǎo)致機(jī)體便秘。

黃酒多糖的單糖組成復(fù)雜,其中富含的木糖、阿拉伯糖和巖藻糖等成分可在結(jié)腸內(nèi)分解釋放,其中木糖可促進(jìn)機(jī)體腸道蠕動(dòng),加速小腸推進(jìn)[35]；阿拉伯糖可增加腸黏膜的蠕動(dòng)反射[24],促進(jìn)腸道蠕動(dòng),降低腸內(nèi)水分吸收,軟化糞便,促進(jìn)排便；巖藻糖可被腸內(nèi)益生菌分解[36],為其提供能量來(lái)源,從而促進(jìn)腸內(nèi)益生菌群數(shù)量；葡萄糖可促進(jìn)肌層與腸黏膜粘連,促進(jìn)組織間隙纖維化[37],起黏連固定作用,改善出口梗阻型便秘；甘露糖可促進(jìn)菌體產(chǎn)生乙酸[38],改善腸內(nèi)環(huán)境,優(yōu)化腸菌群結(jié)構(gòu)。黃酒多糖單糖組成與功能性膳食多糖的單糖組成具有一定共性,并且多種功能性膳食多糖對(duì)機(jī)體便秘有一定的治療作用。機(jī)體攝入膳食多糖后,糞便含水量增加,腸內(nèi)SCFAs含量增加,腸道轉(zhuǎn)運(yùn)率增加,便秘癥狀得到改善。

研究表明黃酒等膳食多糖緩解機(jī)體便秘的機(jī)制包括：一方面,調(diào)節(jié)腸內(nèi)菌群比例,改善菌群代謝特征。多糖在腸內(nèi)可定向增加有益菌的豐度,增加其種間競(jìng)爭(zhēng)力,從而促進(jìn)腸內(nèi)微生物發(fā)酵,加快腸內(nèi)內(nèi)容物的分解,促進(jìn)腸道蠕動(dòng),軟化糞便,達(dá)到緩解便秘的效果。牛英穎[39]提取垂絲海棠花多糖并將其施于鹽酸洛哌丁胺處理的大鼠,通過(guò)測(cè)定大鼠的排便量、糞便含水率、胃腸調(diào)節(jié)肽、結(jié)腸切片、SCFAs、菌群分析等指標(biāo),證明了不同劑量的垂絲海棠花多糖均可增加大鼠腸內(nèi)有益菌的豐度,改善大鼠的功能性便秘；金針菇多糖可增加大鼠糞便中SCFAs含量,增加腸內(nèi)有益菌的豐度,有效改善了鹽酸洛哌丁胺引起的大鼠功能性便秘[40]。

另一方面,通過(guò)上調(diào)機(jī)體SCFAs產(chǎn)量,調(diào)控代謝通路。多糖可刺激腸內(nèi)益生菌產(chǎn)生SCFAs,從而降低腸道環(huán)境pH,抑制腸內(nèi)腐敗菌的生長(zhǎng),增加腸內(nèi)有益菌的豐度,平衡腸道菌群,達(dá)到治療機(jī)體便秘的目的[41]。SCFAs還可通過(guò)產(chǎn)生膽堿能促動(dòng)力作用與調(diào)節(jié)5-HT代謝通路治療機(jī)體便秘。榴蓮皮多糖增加了腸道內(nèi)有益菌群的豐度,緩解了大鼠便秘癥狀[42]；鐵皮石斛多糖可平衡腸道菌群,調(diào)節(jié)機(jī)體腸道酶活力,從而改善大鼠便秘癥狀[43]。

因此,黃酒多糖可能通過(guò)調(diào)節(jié)腸內(nèi)菌群種類(lèi)競(jìng)爭(zhēng),促進(jìn)小鼠腸道內(nèi)雙歧桿菌、乳桿菌等有益菌的增殖,抑制腸桿菌、腸球菌和產(chǎn)氣莢膜梭菌等有害菌的生長(zhǎng)。黃酒多糖被腸道微生物分解后,可上調(diào)機(jī)體SCFAs產(chǎn)量,降低腸道內(nèi)pH,可抑制外源致病菌與腸內(nèi)腐敗菌的生長(zhǎng),并通過(guò)上述作用通路緩解機(jī)體便秘[11]。

5.3 黃酒多糖及膳食多糖對(duì)炎癥性腸病的治療作用

IBD是影響胃腸道的炎癥性疾病,臨床表現(xiàn)為腹痛、腹瀉、稀水便或黏液膿血便[44]。目前主要通過(guò)抗炎藥物來(lái)增加腸道黏膜免疫力,促進(jìn)結(jié)腸組織恢復(fù),達(dá)到治療IBD的目的。研究表明,腸道微生物群在維持腸道內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定和治療IBD方面發(fā)揮著重要作用[17]。多糖被腸道微生物酵解后產(chǎn)生SCFAs,降低腸道pH,可抑制外源致病菌和腸內(nèi)固有腐敗菌的生長(zhǎng),平衡腸道菌群,修護(hù)腸道屏障,最終達(dá)到治療機(jī)體炎癥的目的。

目前,黃酒等膳食多糖預(yù)防和治療IBD的作用機(jī)制主要包括：一方面,IBD的腸道微生態(tài)處于紊亂狀態(tài),多糖可通過(guò)改善腸內(nèi)菌群比例進(jìn)而緩解腸炎癥狀[45]。腸道菌群失衡定義為微生物多樣性和豐富度的降低。正常人群糞便中腸道微生物群落的豐富度和多樣性高于IBD患病人群[17]。多糖因其復(fù)雜的結(jié)構(gòu)以致難以在消化道分解,結(jié)腸中存在大量腸道微生物,可編碼產(chǎn)生消化道缺乏的碳水化合物酶,將多糖分解利用。多糖發(fā)酵后可產(chǎn)生SCFAs,降低腸道pH,抑制外源致病菌和腸內(nèi)固有腐敗菌的生長(zhǎng),減少有害代謝產(chǎn)物積累,增加部分腸內(nèi)有益菌的豐度,平衡腸道菌群以治療機(jī)體炎癥。茶花多糖作用于IBD患者后,腸腔內(nèi)短鏈脂肪酸的水平上調(diào),腸內(nèi)pH降低,其糞便微生物群中腸球菌、乳桿菌和雙歧桿菌等有益菌群的相對(duì)豐度顯著增加,腸桿菌、鏈球菌、類(lèi)桿菌、梭菌、巨球菌、玫瑰菌、顆粒菌、克曼菌和梭桿菌等有害菌群的豐度降低,IBD癥狀得到緩解群[17]；葛根多糖可增加正常小鼠中包括顫螺旋菌屬與厭氧棍狀菌屬在內(nèi)的腸道有益細(xì)菌的豐度,也可通過(guò)平衡腸道菌群來(lái)治療抗生素引起的小鼠結(jié)腸病變[46]；紫薯多糖可增加小鼠腸道菌群數(shù)量與α多樣性指數(shù),增強(qiáng)免疫功能,改善腸道菌群結(jié)構(gòu),達(dá)到治療IBD的目的[47]。

另一方面,通過(guò)免疫調(diào)節(jié)和相關(guān)蛋白表達(dá)以改善炎癥性腸病癥狀。腸道屏障受損是易患IBD的關(guān)鍵因素。腸道微生物可通過(guò)調(diào)節(jié)緊密連接蛋白的表達(dá)或分布來(lái)影響腸道屏障,也可通過(guò)調(diào)節(jié)黏液分泌和黏蛋白糖基化來(lái)影響腸道屏障。海藻硫酸多糖可通過(guò)抑制促炎細(xì)胞因子的產(chǎn)生與上調(diào)腸道緊密連接蛋白的表達(dá)來(lái)治療2,4,6-三硝基苯磺酸誘導(dǎo)的大鼠炎癥性腸病[48]；金針菇多糖可通過(guò)調(diào)節(jié)腸道微生物菌群組成及代謝,上調(diào)小鼠腸組織中緊密連接蛋白與閉合蛋白的表達(dá)水平,增強(qiáng)腸道屏障,恢復(fù)代謝能力,減輕葡聚糖硫酸鈉誘導(dǎo)的小鼠潰瘍性結(jié)腸炎癥狀[49]；黑木耳多糖可通過(guò)增強(qiáng)腸屏障,調(diào)節(jié)細(xì)胞因子水平和腸道微生物群組成等方面來(lái)治療葡聚糖硫酸鈉鹽誘導(dǎo)的小鼠腸道炎癥,小鼠體重與結(jié)腸長(zhǎng)度均顯著增加,結(jié)腸損傷程度減輕[50]。

目前,IBD主要的治療方式為藥物治療。藥物治療雖然有較好的治療效果,但長(zhǎng)期服用藥物仍不可避免地產(chǎn)生一些毒副作用。近年來(lái),膳食治療成為治療IBD的新手段,通過(guò)食物或食藥同源的方式治療病癥,具有更高的安全性。黃酒多糖及相關(guān)膳食多糖作為潛在益生元,不僅可以促進(jìn)有益菌的增殖代謝、積累有益代謝產(chǎn)物,還可能通過(guò)刺激腸黏膜再生、上調(diào)腸道閉合蛋白的表達(dá)及抑制致病菌對(duì)腸黏膜的損害增強(qiáng)腸道屏障,抵御潛在免疫風(fēng)險(xiǎn)。黃酒多糖和已報(bào)道的功能性多糖具有相似單糖組成,并且種類(lèi)豐富,因此在潛在益生元開(kāi)發(fā)和IBD預(yù)防治療方面具有廣闊的市場(chǎng)前景。

6 結(jié)論與展望

多糖作為一種毒副作用小、療效顯著的食品成分成為研究熱點(diǎn),而黃酒多糖因其微生物釀造來(lái)源且種類(lèi)豐富,具有潛在的益生元功能。本文對(duì)黃酒多糖的來(lái)源、提取方式、結(jié)構(gòu)分析與對(duì)腸屏障受損、炎癥性腸病、便秘的作用機(jī)制進(jìn)行了研究。黃酒多糖來(lái)源于原料米、小麥與酒母、麥曲微生物的相互作用,主要生成途徑為原料多糖的溶解、原料被微生物酶解與微生物自身代謝。不同甜型與產(chǎn)區(qū)的黃酒多糖含量與種類(lèi)存在差異。目前，主要通過(guò)水提醇沉法提取黃酒多糖,但此方法提取的黃酒多糖仍存在純度較低、混合多糖難以分離等問(wèn)題。當(dāng)前可利用親水相互作用色譜、紫外-可見(jiàn)光光譜、紅外光譜、核磁共振等儀器對(duì)黃酒多糖結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析,但仍存在結(jié)構(gòu)分析不夠全面、研究不夠深入等問(wèn)題。黃酒多糖主要通過(guò)增強(qiáng)上皮細(xì)胞表面黏液層厚度與上調(diào)腸屏障組成蛋白等途徑修復(fù)受損腸屏障,通過(guò)調(diào)節(jié)腸內(nèi)菌群比例、改善菌群代謝特征及上調(diào)機(jī)體SCFAs含量調(diào)節(jié)代謝通路治療便秘,通過(guò)改善腸內(nèi)菌群比例、調(diào)節(jié)免疫與相關(guān)蛋白表達(dá)以改善炎癥性腸病癥狀。

本文對(duì)黃酒多糖的來(lái)源、提取方式、結(jié)構(gòu)分析與黃酒多糖對(duì)腸屏障受損、炎癥性腸病、便秘的作用機(jī)制進(jìn)行了綜述,后續(xù)可對(duì)黃酒多糖純化、中性多糖混合物分離、黃酒多糖結(jié)構(gòu)深度分析、黃酒多糖對(duì)腸道疾病的靶向作用等方面進(jìn)行深入探究：①優(yōu)化黃酒多糖除雜方式以提高其純度,并嘗試分離中性混合多糖以進(jìn)行腸道疾病靶向?qū)嶒?yàn),對(duì)其信號(hào)通路及構(gòu)效關(guān)系進(jìn)行探究；②進(jìn)行黃酒多糖對(duì)常見(jiàn)腸道疾病進(jìn)行劑量依賴(lài)研究,可進(jìn)行動(dòng)物實(shí)驗(yàn)或人體實(shí)驗(yàn)研究其作用機(jī)制；③通過(guò)電鏡掃描技術(shù)、粒度分析法、拉曼光譜法、熱重分析法、甲基化等深入研究黃酒多糖結(jié)構(gòu),以探究黃酒多糖結(jié)構(gòu)與生物活性的對(duì)應(yīng)關(guān)系。