益生菌、益生元和后生元是近年来在健康领域备受关注的微生物组概念，它们在维持肠道菌群稳态、促进健康和疾病治疗方面发挥着重要作用。肠道微生物群，通常被称为我们的“第二基因组”，是人类胃肠道内微生物的复杂组合。这些微生物群落的平衡对于人体健康至关重要，一旦失调，可能导致多种疾病，包括心血管疾病、细菌性感染、肾脏疾病、肥胖、癌症和炎症性肠病等。益生菌是能够提高人体健康水平的活细菌，它们通过直接在肠道菌群中发挥作用，调节肠道健康。益生菌的研究和应用已经显示出在预防和治疗某些疾病方面的潜力，如结直肠癌的预防和治疗作用，以及其他一些身体健康的益处。益生元则是益生菌的食物，它们通过益生菌来调节肠道健康。益生元的概念最初由Gibson和Roberfroid于1995年提出，指的是可选择性刺激肠道中特定细菌的生长或活性，并改善人体健康状况的不可消化的食物成分。后生元是益生菌经加工处理后代谢物成分的统称，包括菌体与代谢产物。后生元的优势在于其安全性较高，稳定性较好，不受抗生素的干扰抑制，有利于维持宿主体内平衡，并且不需要考虑胃肠液的干扰作用。这些微生物组成分的健康促进作用主要通过“加法”和“减法”机制实现。加法机制涉及增加有益菌的数量和活性，而减法机制则涉及减少有害菌的数量和活性。这些机制共同作用，有助于恢复肠道微生物群的平衡，从而促进健康并减缓疾病进展。随着生物医学技术的发展，益生菌、益生元和后生元作为替代或补充疗法的潜力日益显现。它们不仅在治疗消化系统、免疫系统、心血管系统和神经系统疾病方面取得了突破，而且在预防和治疗多种疾病方面展现出巨大的潜力，是维护肠道健康、促进整体健康的重要工具。随着研究的深入，我们对这些微生物组成分的理解将不断深化，它们在健康促进和疾病治疗中的应用也将越来越广泛。
近6 年来，团队在贵州省自然科学基金、农业支撑项目、高层次人才和创新人才团队等项目的支持下，开展了源自传统肉制品中益生菌挖掘及其发酵剂制备与应用的探索。
本报告就源自干腌火腿的酵母菌的生物防治、产香特性，戊糖片球菌LL-07产胞外多糖性质及特征性多糖成分GEPS-1干预葡聚糖硫酸钠诱导的溃疡性结肠炎（ulcerative colitis，UC）小鼠炎症的作用研究及其UC炎症缓解机制，模仿葡萄球菌水解肌肉蛋白产生生物活性肽的作用效果，以及相关发酵剂制备和潜在的应用探索进行介绍。
黄酮醇是果蔬和其他食物中最普遍的黄酮。然而，膳食黄酮醇的生物利用度通常较低，因为它们在肠上皮细胞和肝脏中II相酶以及肠道微生物群介导的生物转化。因此，黄酮醇的低生物利用度和健康促进作用之间存在悖论。黄酮醇通常在吸收前发生转化，其生物活性很可能随之发生变化。与黄酮醇相比，其相应体内代谢物可能表现出相似或更好的生物活性，亦或表现出较低的效果。然而越来越多的证据支持体内代谢，特别是肠道微生物介导的生物转化，对黄酮醇的健康促进作用具有积极而显著的贡献。探究、理解黄酮醇的代谢及其体内代谢物的生物活性以及微生物介导的转化对其生物活性可能产生的影响，对于指导富含黄酮醇的蔬果饮食及研发功能性食品具有重要意义。
微生态及益生菌在发酵食品及宿主的营养吸收与健康调节中发挥着重要的作用。后生元是益生菌经加工处理后的益生菌代谢物成分统称，包括菌体与代谢产物。越来越多的研究已证实，后生元是益生菌很多功能的物质基础，经过筛选的后生元，会保有与益生菌相当甚至更强的生理活性。高尿酸血症是由嘌呤代谢紊乱引起的疾病，表现为尿酸生成增多和尿酸排泄减少太阳成集团tyc45668cn，并会发展为痛风，严重危害人们的生活质量。近年来，越来越多的研究已证实肠道微生态与益生菌、后生元在嘌呤及尿酸代谢中发挥着重要的作用。本课题组长期围绕微生态健康调控及健康功能产品研发等领域，开展了大量系统工作，应用微生态调节、网络药理学等原理，从枸杞酵素、虾酱、酒醅等发酵食品中筛选鉴定了一系列具有降尿酸功效的益生菌，并对益生菌与后生元的作用机制进行了探索，已获得多篇论文与授权专利。本次将结合国内外相关研究进展，对这方面的相关工作，进行报告。
慢性腹泻是一种持续时间较长且反复发作的胃肠道疾病，可能由多种因素引起，如感染、肠道炎症、肠道菌群失调等。慢性腹泻不仅使患者经历频繁的肠道不适，还可能导致营养不良、体力衰竭以及心理压力增加等问题。益生菌因潜在的健康益处而得到广泛认可，可用于缓解不同类型的腹泻。然而，在特定人群中使用益生菌可能存在潜在的安全风险，且确保其生存能力也是一个巨大的挑战。在这一背景下，后生元作为益生菌的安全替代品，在改善健康和控制疾病方面的优势逐渐显现。因此，本研究旨在通过人群试验深入探究后生元对慢性腹泻的治疗效果并挖掘其背后的潜在机制。这项随机、双盲、安慰剂对照交叉干预试验有69 名志愿者参加（A组36 人，B组33 人），旨在研究后生元在缓解腹泻相关症状方面的潜力。2 组志愿者先后服用后生元Probio-Eco®和安慰剂各21 d，2 次干预之间有14 d的洗脱期。结果显示，摄入后生元后，腹泻患者粪便形态、排便频率、排便紧迫感和焦虑感都有明显改善。此外，后生元干预后受试者肠道中普拉梭菌等有益菌的相对丰度增加，单形巨单胞菌等有害菌的相对丰度降低。另外，后生元干预后受试者肠道内噬菌体微小噬菌体科的相对丰度显著增加。非靶向代谢组学分析显示，后生元干预显著增加了受试者肠道中α-亚麻酸和对甲氧基肉桂酸含量，显著降低了肠道中腹泻相关代谢物辣椒素、苯丙氨酸、茶碱以及胡椒碱的含量。靶向代谢组学分析显示，后生元干预显著提高了受试者肠道中丁酸水平，显著降低了受试者肠道中苯丙氨酸、色氨酸、5-羟色胺酸和犬尿氨酸的水平，表明后生元可能通过色氨酸-犬尿氨酸代谢途径和色氨酸-5-羟色胺代谢途径改善腹泻症状；此外，与腹泻相关的鹅去氧胆酸的水平在后生元干预后也显著降低。总之，后生元在缓解慢性腹泻方面具有显著作用。
肠道菌群及其代谢物能通过肠脑轴、肠肝轴之间的双向作用，调节中枢神经系统，并由此缓解人类的诸多健康问题，如肥胖、糖尿病、心血管疾病、非酒精性脂肪性肝病等，并且成为缓解阿尔兹海默症的新途径。研究证明，向肠道补充益生菌，以调节肠道菌群的结构，是提高肠道功能的重要途径。目前，我国益生菌乳制品消费规模约占益生菌产品市场的78%。益生菌发酵乳可以维持肠道微生物环境平衡，进而缓解急性腹泻，肠易激综合征、乳糖不耐受等，还可增强人体免疫力，具有降糖、降脂、抗炎、抗菌等活性。然而发酵乳加工条件、贮藏温度以及宿主极端的胃肠道环境会影响益生菌的活性，且益生菌直投到发酵乳中还会加速发酵乳的后酸化，为此将益生菌进行微囊化处理是解决上述问题的有效途径之一。未来将着力于微胶囊壁材创新、配方优化、益生菌的生理特性和贮藏稳定性的研究。此外，利用益生元作为壁材对益生菌进行包埋，并复合成为合生元，既可发挥益生菌的生理活性，又能通过益生元促进益生菌增殖的效果，使益生菌调节肠道功能的能力更加突出。而合生元在肠道内代谢后的代谢物以及菌体本身成分作为后生元，也可通过不同的机制对宿主的健康产生益处。综上，发酵乳（酸乳）携带（微囊化）益生菌到达体内是发挥益生菌功能的重要途径。
核苷酸是母乳和婴儿辅食中广泛存在的膳食活性因子，其被报道对婴儿免疫系统、消化系统等的成熟具有的多种积极作用。母乳及膳食中的多种食物成分已被证明可作为微生物养料，调节早期肠道微生物群的形成。本研究发现，膳食中摄入的核苷酸会部分进入幼鼠结肠，对肠道内的基础核苷酸水平进行扰动。婴儿粪便与核苷酸的体外发酵实验结果显示，在低剂量核苷酸（20 mg）作用下，可以驱动婴儿粪便发酵液中有益微生物属g_Bifidobacterium,g_bacteroides和g_blautia等菌属丰度的增加；相反高剂量的核苷酸（200 mg）则促使g_Escherichia-Shigella丰度的增加。体内研究显示，20 mg/d的混合核苷酸干预，可以促进幼鼠行为发育的成熟和大脑皮层神经元胞体数量。同时，大脑皮层和海马中的神经生成标志分子SOX2、DCX、Tuj1和NeuN的表达也显著上调，但在纹状体中并未观察到明显的调节作用。16S测序及肠道代谢物检测的结果显示，早期核苷酸的补充对幼鼠肠道菌群组成具有调节作用，并且进一步的促进了肠道菌群代谢功能和代谢产物的改变，包括叶酸的合成、核黄素的代谢、精氨酸和脯氨酸代谢等。肠道中的关键代谢物trans-3-indoleacrylic acid、urocanic acid、inosine和adenosine则与神经发育和肠道微生物之间存在显著的相关性。结果提示，核苷酸可能是生命早期肠道菌群形成过程中的一种重要“氮源”，并以剂量效应驱动生命早期肠道菌群-肠-脑轴的发育。
如何构建分子食品创制技术，从而对营养健康进行精准调控，是未来食品科技研究的重要科学问题。肠道菌群与健康密切相关，目前已经明确了肠道炎症与菌群相关，并由此激发了特定菌属的异常增殖。膳食植物化合物具有促进人体健康的生理功能，包括调节肠道菌群。但是，膳食植物化合物普遍存在溶解性差、生物利用率低，在现有输送载体中负载量低等问题，严重限制了其在食品加工领域的应用，也制约了其功能的发挥。分子自组装通常是指化学合成的嵌段高分子或者小分子凝胶剂自发地形成有序结构。我们研究发现天然的茶多酚小分子具有自组装特性。综合原子力显微镜、冷冻透射电子显微镜观测和小角X射线 m的微观世界中，茶多酚小分子犹如雪花飘零一般，附着到食品蛋白质纤维的表面，并且不断地堆叠，形成“芯-壳”超分子结构，继而自组装成食品水凝胶。这样完全自发的分子加工流程极显著地提高了水凝胶中多酚的负载量，同时还增强了多酚的加工稳定性。在动物实验中，该水凝胶能够进入大肠，并且长时间地保留在结肠中。这种超分子食品在小鼠结肠中显著地缓解了炎症，显著地逆转了相应的肠道菌群紊乱，靶向地抑制了由炎症所激发的微生物菌属的异常增殖。长期动物毒性实验结果表明，食用这种天然超分子食品无毒副作用，能增强体内抗氧化水平。由此，我们阐明了多酚-蛋白质纤维超分子食品的形成及其靶向调控菌群，促进肠道健康的机制。
本试验建立了热休克处理（45℃，30 min）结合复合冻干保护剂技术，有效了提高嗜酸乳杆菌冻干存活率；并研究了热休克处理对嗜酸乳杆菌冷冻干燥后的糖代谢产物、酶活性、蛋白表达、mRNA转录水平的影响，从糖代谢途径的角度，揭示热休克处理对乳酸菌抗冻干胁迫的调控机理。
热休克处理提高了冷冻干燥后的存活率和细胞壁和膜的完整性。在糖代谢路径中，糖酵解途径中的葡萄糖-6-磷酸异构酶、乳酸脱氢酶、多糖合成途径中的磷酸葡萄糖变位酶、尿苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶（UDP-glucose pyrophosphorylase，UGPase）、糖基转移酶活性均显著提高；能量代谢中的Na+-K+-ATP酶活性也显著增加。此外，热休克处理降低了培养基中细胞外葡萄糖的利用率，但提高了细胞内葡萄糖的转化率，从而导致乳酸产量增加和能量的增加。同时，具有冻干保护作用的多糖产量增加，多糖的单糖组分中葡萄糖的比例降低，半乳糖的比例增加，从而提高了细菌细胞在冷冻干燥环境中的活性和存活率。
明确了多糖合成途径中的UGPase，为嗜酸乳杆菌抗冻干胁迫的一种关键酶。过表达该酶后，嗜酸乳杆菌的冻干存活率提高了12.59%，并对该酶进行了酶学特性、活性位点分析、过表达、敲除、回补表达实验，解析了UGPase在嗜酸乳杆菌抗冻干胁迫中的功能及调控机制。
多酚化合物与肠道微生物的相互作用是肠道稳态及机体健康的重要前提。多酚化合物通过调节肠道菌群结构和促进短链脂肪酸产生来维护肠道和机体健康，而肠道微生物将其分解为小分子活性物质，促进其在机体内吸收。刺梨酒糟（Rosa roxburghii Tratt distiller’s grains）是刺梨酒加工后的副产物，受酿造过程微生物的群系作用大分子多酚转化为小分子多酚化合物，使其富集丰富的多酚化合物，其研究和利用价值亟待补充。尽管目前有依据证明了刺梨多酚的功能性，但其关键多酚成分及精准调控肠道菌群的作用机制尚不清晰，对副产物高值利用的指导性不足。故本研究针对刺梨酒糟多酚调节粪便菌群结构的影响、关键多酚化合物组合对菌群的具体调控效应以及微生物代谢关键多酚化合物的行为进行探讨，旨在阐明多酚化合物与肠道微生物相互作用机制，并揭示其精准靶向性功能作用。
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为进一步促进动物源食品科学的发展，带动产业的技术创新，更好的保障人类身体健康和提高生活品质，北京食品科学研究院和中国食品杂志社将与陕西师范大学、新疆农业大学、浙江海洋大学、甘肃农业大学、大连民族大学、西北大学于2024年10月14-15日在陕西西安共同举办“2024年动物源食品科学与人类健康国际研讨会”。
为加强企业主导的产学研深度融合，促进食品科研成果转化和服务地方经济产业，由全国糖酒会主办，北京食品科学研究院、中国食品杂志社和中粮会展（北京）有限公司承办的“食品科技成果交流会”将于2024年10月29-31日糖酒会期间在深圳国际会展中心举办 ，以当前食品科技发展趋势和食品产业发展的重点科技需求为导向，针对食品产业发展面临的重大科技问题，交流和借鉴国外经验，为广大食品科研工作者和生产者提供新的思路，指明发展方向。
