大豆活性組分和腸道菌群相互作用研究進(jìn)展

吳雪嬌，趙力超，方 祥，郭穎瑜，梁文歐，馬宇昊，王 麗

（華南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，廣東 廣州 510642）

人體腸道內(nèi)存在數(shù)量超過(guò)100萬(wàn)億的微生物，腸道菌群含有的基因數(shù)量至少是人類(lèi)自身基因數(shù)量的100 倍[1]。腸道菌群是維護(hù)人體健康的一道屏障，人體腸道內(nèi)微生物群基因的多態(tài)性為人體提供了多種自身不具備的酶與生化途徑，使人體所不易消化的食物殘?jiān)靡员话l(fā)酵利用；腸道菌群的某些成員能夠合成多種蛋白質(zhì)和維生素供人體利用；腸道菌群還能生成有利于人體健康的代謝產(chǎn)物，如短鏈脂肪酸、乳酸等，維持腸道菌群平衡，有助于抑制病原微生物生長(zhǎng)[2]。在影響腸道菌群的因素中，膳食的影響最為直接[3]。膳食不僅為腸道菌群提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，幫助腸道菌群在腸道中定植、成熟，還能保持腸微生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定。因此，腸道菌群被認(rèn)為是連接膳食和人體健康的重要橋梁。

在眾多膳食中，大豆及其制品在亞洲人民飲食習(xí)慣中占重要地位，并逐漸受到西方國(guó)家人民的青睞[4]。研究表明，大豆可預(yù)防高血脂癥、更年期綜合癥、骨質(zhì)疏松等疾病發(fā)生[5]。在大豆發(fā)揮這些生理功能之前，需要依靠人體胃腸道對(duì)其進(jìn)行代謝吸收。大豆中的大分子物質(zhì)如蛋白質(zhì)在消化酶的作用下分解為小分子肽或者氨基酸，接著這些多肽進(jìn)入大腸供腸道微生物發(fā)酵利用。還有一些不能被胃腸道消化吸收的成分如大豆低聚糖、大豆異黃酮等將進(jìn)入結(jié)腸，進(jìn)一步被結(jié)腸菌群轉(zhuǎn)化為生物可利用度提高的新型微生物轉(zhuǎn)化物，促進(jìn)大豆有效組分生物活性的充分發(fā)揮，這些酶分解物或代謝產(chǎn)物對(duì)人體健康產(chǎn)生重要影響[6-7]。因此，本文對(duì)大豆有效組分與腸道菌群的相互作用及對(duì)人體健康的影響進(jìn)行綜述，以期為深入研究大豆制品及其活性成分在腸道發(fā)揮生理活性作用的機(jī)制提供參考。

1 大豆活性組分及其生理功能

大豆中活性組分種類(lèi)繁多，對(duì)大豆活性組分的研究主要集中在普通營(yíng)養(yǎng)素（如蛋白質(zhì)、碳水化合物、脂質(zhì)）、微量營(yíng)養(yǎng)素（如維生素、礦物質(zhì)）和植物化合物（如大豆異黃酮、大豆皂苷）三大類(lèi)物質(zhì)，這些物質(zhì)具有抗氧化、降血脂、調(diào)節(jié)腸道菌群平衡等生理功能，具體如表1所示。

表1 大豆主要活性組分的生理功能Table 1 Physiological functions of soybean bioactive ingredients

2 腸道菌群對(duì)大豆活性組分的影響

腸道菌群對(duì)大豆活性組分的影響主要分為以下兩種：1）腸道菌群促進(jìn)大豆活性組分的直接消化吸收；2）大豆活性組分在腸道菌群的作用下發(fā)生生物轉(zhuǎn)化，從而被機(jī)體吸收利用。

2.1 腸道菌群促進(jìn)大豆活性組分的消化吸收

人類(lèi)腸道菌群由多種微生物組成，定植在腸道中的細(xì)菌約500～1 000 種，數(shù)量高達(dá)1014。腸道內(nèi)98%以上的細(xì)菌屬于厚壁菌門(mén)（Firmicutes）和擬桿菌門(mén)（Bacteroidetes）這兩個(gè)優(yōu)勢(shì)菌門(mén)，而變形菌門(mén)（Proteobacteria）、放線菌門(mén)（Actinomyces）、梭桿菌門(mén)（Fusobacteria）和疣微球菌門(mén)（Micrococcus）的數(shù)量及種類(lèi)較為弱勢(shì)[19]。根據(jù)腸道菌群與宿主的不同關(guān)系，腸道菌群可分為以下3 類(lèi)：1）與宿主共生的生理性細(xì)菌，也稱(chēng)共生菌、有益菌，如雙歧桿菌（Bifidobacterium）、乳桿菌（Lactobacillus）等；2）與宿主共棲的條件致病菌，也稱(chēng)中性菌，如腸球菌（Enterococcus）、腸桿菌（Enterobacter）等；3）病原菌，也稱(chēng)有害菌，如變形桿菌（Proteobacteria）、假單胞菌（Pseudomonas）和金黃色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）等[20]。

大豆中的蛋白質(zhì)、油脂、維生素和礦物質(zhì)均能夠被胃腸道直接消化吸收[21-22]，而大豆膳食纖維無(wú)法被小腸消化吸收，但可被大腸部分或完全消化發(fā)酵，Anderson等[23]研究發(fā)現(xiàn)膳食纖維能被腸道菌群分解生成短鏈脂肪酸，創(chuàng)造了結(jié)腸內(nèi)吸收水合Na＋的環(huán)境，從而降低排泄物的含水量，緩解腹瀉狀況。另一種大豆中的碳水化合物——大豆低聚糖，分為普通低聚糖和功能性低聚糖，普通低聚糖可以被機(jī)體消化吸收并提供能量，而功能性低聚糖在人體的唾液和胃腸內(nèi)沒(méi)有相應(yīng)的水解酶，因此不被機(jī)體消化吸收而直接進(jìn)入大腸，在盲腸和結(jié)腸內(nèi)，厭氧菌產(chǎn)生的酶將其水解并發(fā)酵成短鏈脂肪酸后通過(guò)腸壁吸收進(jìn)入體內(nèi)[24]。

2.2 腸道菌群對(duì)大豆活性組分的生物轉(zhuǎn)化

大豆中的部分普通營(yíng)養(yǎng)素和微量營(yíng)養(yǎng)素可被胃腸道直接消化吸收，而大豆中的植物化合物如大豆異黃酮和大豆皂苷等苷類(lèi)物質(zhì)則不能被胃腸道直接消化吸收，該物質(zhì)極性較大、脂溶性小、生物利用度較低，難以直接發(fā)揮其生理作用，只有與特定結(jié)構(gòu)的腸道菌群相互作用，才能代謝產(chǎn)生更高生物活性和生物可利用度的新型微生物轉(zhuǎn)化物[7]。

大豆異黃酮主要以結(jié)合型糖苷（大部分）和游離型苷元（小部分）兩種形式存在，游離型苷元能被胃腸道直接吸收，而糖苷形式能夠抵抗胃和小腸的消化作用，生物可利用度極低，只有抵達(dá)結(jié)腸后被腸道菌群進(jìn)一步代謝才能被機(jī)體吸收利用[16]。腸道微生物對(duì)膳食中大豆異黃酮的作用主要包括兩個(gè)方面：1）大豆異黃酮結(jié)合態(tài)糖苷組分在腸道微生物的作用下實(shí)現(xiàn)游離化；2）結(jié)腸中糖苷在腸道微生物分泌酶的作用下生成生物活性顯著提高的微生物轉(zhuǎn)化物。具體過(guò)程如圖1所示[25-26]。腸道菌群對(duì)大豆異黃酮生物轉(zhuǎn)化作用的關(guān)鍵是其所分泌的酶，健康成年人腸道中菌群編碼的基因數(shù)是人體自身基因的150多倍，多樣性的基因資源及其編碼的酶系賦予腸道菌群代謝的多功能性，其中腸道中的Bacteroidetes和Firmicutes細(xì)菌，如Enterococcus、Lactobacillus、Bifidobacterium、Clostridium等含有豐富的編碼糖苷水解酶的基因，可代謝多種糖苷成分[27]。β-葡萄糖苷酶是研究最多的一種水解酶。結(jié)合型糖苷被體內(nèi)的β-葡萄糖苷酶水解得到游離苷元，游離苷元進(jìn)入結(jié)腸后，由Clostridiumsp. TM-40、Escherichia coliHGH2、Eubacterium ramulusJulong 601、Eggerthellasp.YY7918、Slackia isoflavoniconvertensDSM 22006等菌株分泌的黃豆苷元還原酶、二氫黃豆苷元還原酶和四氫黃豆苷元還原酶進(jìn)一步代謝[28-31]。

圖1 不同大豆游離型苷元在結(jié)腸的代謝轉(zhuǎn)化[25-26]Fig. 1 Metabolic transformation of different dissociative aglycones in colon[25-26]

大豆苷元經(jīng)腸道菌群作用代謝成去氧甲基安哥拉紫檀素（O-desmethylangensin，O-DMA）或雌馬酚，雌馬酚具有較強(qiáng)的抗氧化活性和抗癌活性，其體外抗氧化活性是其親本化合物大豆苷元的100 倍[32]，多年來(lái)，大量研究人員將目光轉(zhuǎn)移到雌馬酚的代謝上，由于個(gè)體腸道菌群的差異，人群中僅有30%～60%的個(gè)體能將大豆苷元轉(zhuǎn)化為雌馬酚[26]，相繼有研究從人、小鼠、豬、猴子的糞便中分離到與雌馬酚代謝相關(guān)的菌株，這些菌株在種水平上包括Adlercreutzia equolifaciens、Asaccharobacter celatus、Enterorhabdus mucosicola、Slackia isoflavoniconvertens和Slackia equolifaciens[30,33]。除從腸道中分離出雌馬酚產(chǎn)生菌外，一些研究人員從食物中也分離到了產(chǎn)雌馬酚的菌株，如臭豆腐、葛根等[34-35]，因其可食用性，此類(lèi)研究將成為一種新趨勢(shì)。染料木黃酮被轉(zhuǎn)化為對(duì)乙基苯酚和具有強(qiáng)抗氧化活性的5-OH-雌馬酚，目前僅有少數(shù)研究證實(shí)，5-OH-雌馬酚能顯著延長(zhǎng)野生型秀麗隱桿線蟲(chóng)平均壽命，并顯著抑制人肝癌細(xì)胞SMMC-7721和HepG2細(xì)胞的生長(zhǎng)、侵襲與遷移[36]；大豆黃素最終代謝為6,7,4-三羥基異黃酮，這種物質(zhì)能夠誘導(dǎo)宮頸癌細(xì)胞凋亡，抑制腫瘤細(xì)胞的增殖[37]。

大豆皂苷根據(jù)其苷元化合物不同，可分為A組大豆皂苷和B組大豆皂苷，一項(xiàng)比較大豆皂苷與其苷元生物利用度的研究表明，大豆皂苷元的生物利用度優(yōu)于相應(yīng)的大豆皂苷[38]，因此，大豆皂苷只有經(jīng)腸道菌群生物轉(zhuǎn)化為更高生物利用度的大豆皂苷元才能更好地發(fā)揮其生理功能。Chang等[39]通過(guò)液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀研究大豆皂苷I在人體腸道內(nèi)的代謝轉(zhuǎn)化過(guò)程，大豆皂苷I經(jīng)大豆皂苷III和大豆皂苷元B 3-β-D-葡糖苷酸或單獨(dú)的大豆皂苷III代謝為大豆皂苷元B。大豆皂苷元B對(duì)A549、MCF7、HeLa和HepG2細(xì)胞有較強(qiáng)的細(xì)胞毒性作用，而大豆皂苷I沒(méi)有，因此，大豆皂苷I有可能通過(guò)腸道菌群代謝為大豆皂苷元B，從而對(duì)癌癥細(xì)胞產(chǎn)生毒性作用。桑尚源等[40]考察人體腸道菌群對(duì)大豆皂苷II的體外代謝轉(zhuǎn)化作用，發(fā)現(xiàn)大豆皂苷II先被菌群酶轉(zhuǎn)化為大豆皂苷IV，48 h后被最終轉(zhuǎn)化為大豆皂苷元B。

由此可見(jiàn)，大豆活性組分中不可被胃腸道直接消化吸收的苷類(lèi)物質(zhì)能夠在腸道菌群作用下生物轉(zhuǎn)化成生物活性明顯提高的新物質(zhì)，從而促進(jìn)人體健康。

3 大豆主要活性組分對(duì)腸道菌群的調(diào)節(jié)作用

影響腸道菌群的因素很多，包括但不限于宿主基因型、健康狀況、生活方式、藥物（如抗生素）和飲食。Zhang Chenhong等[41]以小鼠為模型，評(píng)價(jià)宿主基因和飲食在改變腸道菌群結(jié)構(gòu)和調(diào)控代謝綜合征相關(guān)表型中的相對(duì)貢獻(xiàn)，發(fā)現(xiàn)飲食結(jié)構(gòu)的不同能夠解釋57%的腸道菌群的變異，而宿主基因型的不同對(duì)腸道菌群的貢獻(xiàn)不足12%，所以飲食結(jié)構(gòu)對(duì)結(jié)腸菌群結(jié)構(gòu)的影響相當(dāng)顯著。大量研究證實(shí)，大豆活性組分對(duì)腸道微生態(tài)系統(tǒng)的平衡有很好的保護(hù)作用，能直接或間接地調(diào)節(jié)腸道菌群失調(diào)。

大豆蛋白、大豆低聚糖、大豆膳食纖維等主要活性成分對(duì)腸道微生態(tài)系統(tǒng)的平衡有很好的保護(hù)作用（表2），能直接或間接地調(diào)節(jié)腸道有益菌和有害菌的組成，選擇性地抑制腸道致病菌，促進(jìn)Bifidobacterium、Faecalibacterium prausnitzii、Lactobacillus等有益菌的生長(zhǎng)，降低Firmicutes和Bacteroidetes的比例，從而優(yōu)化腸道菌群結(jié)構(gòu)。

表2 大豆主要活性組分對(duì)腸道菌群的影響Table 2 Effect of soybean bioactive components on gut microbiota

大豆蛋白是一種優(yōu)質(zhì)的完全蛋白質(zhì)，占大豆干質(zhì)量的40%～55%，可以作為微生物的氮和能量來(lái)源，對(duì)腸道菌群的組成有顯著影響[51]。Choa等[42]在Wistar大鼠模型膳食中補(bǔ)充20%大豆蛋白，干預(yù)16 d后，觀察到大鼠腸道中Firmicutes的細(xì)菌組成發(fā)生了變化，其中Enterococcus的相對(duì)豐度顯著增加，而Ruminococcus和Lactobacilli的相對(duì)豐度顯著下降。Butteiger等[43]給6～8 周齡的金色敘利亞倉(cāng)鼠模型進(jìn)行西式飲食并補(bǔ)充22%大豆蛋白，干預(yù)6 周后，觀察到Bifidobacteriaceae、Clostridiales和Deferribacteraceae相對(duì)豐度顯著增加，而B(niǎo)acteroidetes相對(duì)豐度減少。Bifidobacteriaceae為促進(jìn)人類(lèi)健康的益生菌，已被證明可以降低宿主膽固醇濃度，并減少患代謝綜合征的潛在危險(xiǎn)；因此，大豆蛋白可能通過(guò)改變腸道微生物區(qū)系來(lái)減少脂肪生成[52]。關(guān)于大豆蛋白對(duì)腸道菌群的具體變化，目前還沒(méi)有共識(shí)，不同研究結(jié)果的差異可能來(lái)源于腸道菌群特征組成的差異以及動(dòng)物模型的差異。

大豆低聚糖不能被人體消化道分解代謝，但可通過(guò)促進(jìn)益生菌的生長(zhǎng)來(lái)調(diào)節(jié)腸道菌群[10]。Li Ting等[45]給斷奶仔豬在膳食中補(bǔ)充0.5%大豆低聚糖，干預(yù)14 d后，發(fā)現(xiàn)大豆低聚糖增加了腸道菌群的多樣性，提高了Bifidobacteria、Faecalibacterium prausnitzii、Fusobacterium prausnitzii等有益菌的相對(duì)豐度，降低了有害菌如Clostridium、Streptococcus和Escherichia coli的相對(duì)豐度；此外，還提高了腸道內(nèi)短鏈脂肪酸的濃度。另有研究也表明，經(jīng)膳食大豆低聚糖干預(yù)后，受試動(dòng)物體內(nèi)Bifidobacterium、Lactobacilli相對(duì)豐度顯著增加，而Escherichia coli相對(duì)豐度顯著降低[46]。

越來(lái)越多研究表明大豆膳食纖維在菌群作用下產(chǎn)生的短鏈脂肪酸可作用于腸道以及遠(yuǎn)端部位，并具有調(diào)節(jié)通透性、誘導(dǎo)神經(jīng)發(fā)生和宿主行為的功能，而腸道菌群結(jié)構(gòu)亦受到大豆膳食纖維的影響[53]。一項(xiàng)利用從大豆皮中提取的可溶性和不溶性膳食纖維分別灌胃DSS誘導(dǎo)結(jié)腸炎小鼠的研究顯示，干預(yù)6 周后，腸道菌群中Ruminococcus、Alistipes和Barnesiella相對(duì)豐度明顯增加，而Flavonifractor相對(duì)豐度顯著降低，其中可溶性膳食纖維作用更為明顯[47]。有研究證實(shí)，Alistipes相對(duì)豐度與飲食和結(jié)腸健康有正向相關(guān)性[54]，且Barnesiella參與了免疫調(diào)節(jié)[55]。

大豆異黃酮在腸道菌群的作用下代謝成雌馬酚等生物可利用度更高的物質(zhì)，代謝物的產(chǎn)生取決于特定腸道菌群結(jié)構(gòu)及其發(fā)揮的生物轉(zhuǎn)化功能，而特定腸道菌群結(jié)構(gòu)又受到大豆異黃酮調(diào)控影響[56]。對(duì)17 名絕經(jīng)婦女的研究顯示，連續(xù)每天補(bǔ)充160 mg大豆異黃酮和1 g皂角苷1 周后，腸道菌群中Bifidobacteria相對(duì)豐度顯著增加，Lactobacillus相對(duì)豐度降低[48]。另一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)令39 名絕經(jīng)婦女每天攝入100 mg大豆異黃酮，兩個(gè)月后觀察到Clostridium、Eubacterium、Lactobacillus、Enterococcus、Faecalibacterecterium和Bifidobacterium相對(duì)豐度增加[49]。此外，有研究發(fā)現(xiàn)，膳食大豆異黃酮干預(yù)更年期婦女1 周后，“雌馬酚產(chǎn)生者”（尿液中l(wèi)g（雌馬酚濃度/大豆苷元濃度）＞－1.75，濃度單位均為μmol/L）腸道菌群結(jié)構(gòu)與“非雌馬酚產(chǎn)生者”（尿液中l(wèi)g（雌馬酚濃度/大豆苷元濃度）＜－1.75）也存在差異，“雌馬酚產(chǎn)生者”結(jié)腸菌群中Clostridium coccoides-Eubacterium rectale、Eubacterium、Bifidobacterium、Lactobacillus-Enterococcus和Faecalibacterium prausnitzii等菌群相對(duì)豐度較“非雌馬酚產(chǎn)生者”高出50%以上[57]。

大豆油的主要脂肪酸是亞油酸（54%）、油酸（24%）和棕櫚酸（11%）[22]。研究表明，膳食攝入大豆油有利于影響腸道微生物代謝，并引起腸道微生物區(qū)系變化。Yang等[50]的研究顯示在牛飼料中添加4%大豆油，會(huì)顯著降低荷斯坦奶牛瘤胃中B. fibrisolvens、F. succinogenes和R. flavefaciens的相對(duì)豐度。另有研究也表明，攝入大豆油降低了Ruminococcus albus和R. flavefaciens的相對(duì)豐度，并提高了Prevotella ruminicola和Ruminobacter amylophilus的α-淀粉酶活性和種群數(shù)量。有研究證實(shí)，Ruminococcus albus在多不飽和脂肪酸的生物氫化過(guò)程中起著重要作用，能夠去除不飽和雙鍵使多不飽和脂肪酸解毒促進(jìn)細(xì)菌生長(zhǎng)[58]。

因此，大豆活性組分均可改變腸道菌群結(jié)構(gòu)，而腸道菌群結(jié)構(gòu)的變化也影響著人體健康。從以上有關(guān)大豆活性組分對(duì)腸道菌群及人體健康影響的最新進(jìn)展可以看出，多年來(lái)的研究方向發(fā)生了顯著變化。例如，2016年前發(fā)表的研究主要集中在大豆普通營(yíng)養(yǎng)素對(duì)腸道菌群的影響，而從2016年開(kāi)始，一些研究人員開(kāi)始將重點(diǎn)放在大豆植物化合物的研究上，尤其是大豆異黃酮，其代謝產(chǎn)物雌馬酚也是近期的研究熱點(diǎn)。此外，大量對(duì)于腸道菌群變化的研究主要集中在Firmicutes、Bacteroidetes等門(mén)水平豐度及Bifidobacterium、Clostridium、Eubacterium等科水平的豐度。綜上所述，大豆植物化合物的研究將會(huì)是大豆活性成分與腸道菌群相互作用進(jìn)而影響人體健康的一個(gè)趨勢(shì)。

4 發(fā)酵豆制品對(duì)腸道菌群的調(diào)節(jié)作用

傳統(tǒng)發(fā)酵豆制品，如發(fā)酵豆?jié){、發(fā)酵豆粕、納豆等，是由大豆發(fā)酵而成，其發(fā)酵過(guò)程不僅影響食品的感官特性和保質(zhì)期，而且能改善其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，提高消化率，使發(fā)酵的大豆食品成為益生菌的良好來(lái)源[59]。大量研究已證實(shí)發(fā)酵豆制品對(duì)腸道菌群具有調(diào)節(jié)能力（表3）。

表3 發(fā)酵豆制品對(duì)腸道菌群的影響Table 3 Effects of fermented soybean products on gut microbiota

發(fā)酵豆制品經(jīng)過(guò)微生物及其分泌的酶系作用后，不溶性高分子物質(zhì)被分解成為可溶性低分子化合物，保留了大豆異黃酮和低聚糖等原有功能性物質(zhì)，這些物質(zhì)都有利于有益菌生長(zhǎng)。隨著有益菌數(shù)量增加，它們分泌的短鏈脂肪酸、抗菌肽及胞外多糖等抗菌物質(zhì)濃度也會(huì)增加，最終降低腸道pH值，抑制有害菌的生長(zhǎng)[59]。

豆粕是從大豆種子中提取油脂的副產(chǎn)物，然而豆粕中存在的抗?fàn)I養(yǎng)因子會(huì)對(duì)機(jī)體健康產(chǎn)生負(fù)面影響，越來(lái)越多的研究證明，發(fā)酵可降低抗?fàn)I養(yǎng)因子含量，提升豆粕營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)[65]。Li Yang等[60]給予肉雞飼喂發(fā)酵豆粕，36 d后腸道菌群中Lachnospiraceae、Lachnoclostridium、Gastranaerophilales和Lactobacillus相對(duì)豐度顯著提高，而Escherichia-Shigella和Clostridiales相對(duì)豐度顯著降低；相關(guān)性分析結(jié)果顯示，Lactobacillus相對(duì)豐度與血清免疫球蛋白（immunoglobulins，Ig）M濃度呈顯著正相關(guān)，因此作者指出，發(fā)酵豆粕可能會(huì)通過(guò)改變?nèi)怆u腸道菌群結(jié)構(gòu)提高血清免疫力。另一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)對(duì)產(chǎn)腸毒素大腸桿菌感染的斷奶仔豬喂食發(fā)酵豆粕，兩周后觀察到Bacteroidetes和Prevotellaceae_NK3B31_group相對(duì)豐度增加，而Proteobacteria和Actinobacillus相對(duì)豐度降低，同時(shí)延緩了Escherichia-Shigella相對(duì)豐度的增加[61]。有報(bào)道稱(chēng)Prevotellaceae_NK3B31_group相對(duì)豐度的提高有助于健康豬的生長(zhǎng)[66]，而Proteobacteria（包括Escherichia coli、Salmonella、Campylobacter和Helicobacter）被認(rèn)為與腸道炎癥密切相關(guān)[67]。

納豆是日本傳統(tǒng)的發(fā)酵大豆，由枯草芽孢桿菌發(fā)酵制成。8 名健康志愿者飲用含納豆的醬湯兩周后，糞便中Bacilli和Bifidobacteria豐度增加，而Enterobacteriaceae豐度降低。此外，糞便中短鏈脂肪酸含量增加，氨和硫化物濃度下降[62]。

丹貝是用少孢根霉菌種發(fā)酵制成的發(fā)酵豆制品。在Sprague-Dawley大鼠中，與喂食未發(fā)酵大豆的大鼠相比，補(bǔ)充丹貝后Bacteroidetes、Firmicutes、Clostridium leptum和Bacteroides fragilis的豐度顯著增加，且Firmicutes/Bacteroidetes比例降低[63]。對(duì)10 名健康人類(lèi)志愿者進(jìn)行的開(kāi)放非對(duì)照研究中，食用丹貝后Akkermansia muciniphila豐度和免疫球蛋白A濃度增加[64]。

上述研究結(jié)果表明，發(fā)酵豆制品可能會(huì)通過(guò)改變腸道菌群組成進(jìn)一步促進(jìn)機(jī)體健康，該觀點(diǎn)需要在未來(lái)研究中進(jìn)行更多的驗(yàn)證和補(bǔ)充。

5 研究大豆組分與腸道菌群相互作用的技術(shù)手段

目前，研究膳食組分與復(fù)雜腸道菌群系統(tǒng)的相互作用，體外厭氧發(fā)酵技術(shù)是常用方法之一。該技術(shù)以腸道糞樣為接種物，能相對(duì)較好地模擬體內(nèi)的恒溫、氧需求等實(shí)際情況，并且避免了腸道內(nèi)環(huán)境復(fù)雜、干擾因素眾多的弊端，使得某單一因素對(duì)人體影響的研究結(jié)果更加精準(zhǔn)[68]。人源化的動(dòng)物模型構(gòu)建為研究膳食與腸道菌群相互作用提供思路，通過(guò)構(gòu)建人源化的動(dòng)物模型、克服以人為研究對(duì)象時(shí)無(wú)法精確控制食物成分、降低非可控因素的影響，能夠相對(duì)客觀反映膳食組分的代謝過(guò)程[69]。

宏基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、代謝組學(xué)等的迅速發(fā)展為大豆活性組分與腸道菌群的相互作用研究提供了極大便利[70]。宏基因組高通量測(cè)序技術(shù)結(jié)合生物信息工具分析，有助于查找大豆活性組分在生物轉(zhuǎn)化過(guò)程中的關(guān)鍵細(xì)菌群，得到高通量、高分辨率和低誤差的檢測(cè)結(jié)果[71]。但是宏基因組學(xué)分析并不能區(qū)分表達(dá)基因和非表達(dá)基因，因此，轉(zhuǎn)錄組學(xué)及蛋白質(zhì)組學(xué)的應(yīng)用顯得尤為必要。轉(zhuǎn)錄組學(xué)主要是從RNA水平上研究大豆活性組分在生物轉(zhuǎn)化過(guò)程中的關(guān)鍵菌群基因表達(dá)情況及其調(diào)控規(guī)律，有利于功能基因的挖掘[72]。蛋白質(zhì)組學(xué)分析了大豆活性組分在生物轉(zhuǎn)化過(guò)程中某些糖苷水解酶的分泌特性，并將其與腸道菌群功能聯(lián)系起來(lái)，以達(dá)到預(yù)測(cè)菌群功能差異的作用[73]。轉(zhuǎn)錄組學(xué)是聯(lián)系基因組遺傳信息與功能蛋白質(zhì)組的橋梁，而蛋白質(zhì)組學(xué)是連接轉(zhuǎn)錄組與代謝組的關(guān)鍵環(huán)節(jié)[74]。代謝組學(xué)技術(shù)有助于發(fā)現(xiàn)腸道菌群與代謝的密切關(guān)系，尋找潛在的共代謝標(biāo)志物，鑒定大豆活性組分代謝過(guò)程中的關(guān)鍵功能菌，從而了解大豆活性組分多成分、多靶點(diǎn)、多層次的作用機(jī)制[75]。因此，多組學(xué)關(guān)聯(lián)分析將有助于進(jìn)一步闡明大豆活性組分發(fā)揮生理活性的作用物質(zhì)基礎(chǔ)，以及腸道菌群介導(dǎo)的分子機(jī)制，并從整體水平對(duì)不同層次的研究成果加以整合，可獲得研究對(duì)象的整體性特征。

6 結(jié) 語(yǔ)

大豆中有效組分對(duì)人類(lèi)的有益作用取決于其在腸道菌群作用下的代謝途徑和方式。本文綜述了大豆有效組分與腸道菌群相互作用的最新研究進(jìn)展，腸道菌群可促進(jìn)大豆有效成分的生物轉(zhuǎn)化，增強(qiáng)有效成分的代謝吸收，提高生物可利用度。同時(shí)，大豆有效成分亦可促進(jìn)腸道菌群結(jié)構(gòu)調(diào)整，促進(jìn)益生菌繁殖，增加雙歧桿菌水平，抑制致病菌生長(zhǎng)，降低厚壁菌門(mén)和擬桿菌門(mén)的比值，維持腸道微生態(tài)系統(tǒng)平衡。此外，發(fā)酵豆制品對(duì)腸道菌群結(jié)構(gòu)也具有正向調(diào)節(jié)作用，并促進(jìn)人體健康。

雖然大豆組分與腸道菌群的相互作用方面的研究得到了學(xué)者們極大的重視，但總體來(lái)看仍不完善，尚有很多問(wèn)題值得進(jìn)一步探索。今后針對(duì)大豆活性成分與腸道菌群的研究應(yīng)集中在以下幾點(diǎn)：1）為提高大豆及其制品的機(jī)體生物利用度，需明確大豆活性組分在腸道中的代謝機(jī)理及其關(guān)鍵代謝調(diào)控因子，如揭示大豆異黃酮與腸道菌群的相互作用關(guān)系，尋找關(guān)鍵代謝調(diào)控因子，闡明促進(jìn)大豆異黃酮代謝產(chǎn)生S-雌馬酚的機(jī)理是提升大豆異黃酮在機(jī)體生物可利用度的關(guān)鍵；2）目前主要集中在通過(guò)體外分離的單一細(xì)菌或者幾種腸道細(xì)菌的混合培養(yǎng)來(lái)研究它們對(duì)大豆活性成分代謝的作用，未來(lái)需要進(jìn)一步明確活性成分與腸道菌群復(fù)雜系統(tǒng)的相互作用關(guān)系；3）為更明確闡釋大豆活性組分發(fā)揮生理活性作用的物質(zhì)基礎(chǔ)以及腸道菌群介導(dǎo)的分子作用通路，需要借助多組學(xué)相結(jié)合的技術(shù)手段，如宏基因組和代謝組學(xué)結(jié)合解析大豆活性成分在腸道內(nèi)的代謝通路。以上研究問(wèn)題的解決將為膳食與腸道菌群系統(tǒng)相互作用促進(jìn)人體健康提供理論指導(dǎo)作用。