肠道作为人体最大的消化器官和最大的免疫器官,对人体健康至关重要。此外,肠道健康还会影响其他系统的疾病。人体胃肠道中存在着约400~500种不同细菌,微生物数量约为人体细胞数量的10倍,这些微生物被统称为肠道菌群。肠道菌群失衡会引起一些常见的肠道疾病,比如便秘、肠易激综合征、结肠炎等,除了肠道相关疾病,相关研究表示,肠道菌群失衡可能还会影响宿主脑功能、能量代谢、情绪和行为等。因此,肠道健康和肠道微生态平衡有着非常重要的意义。饮食疗法最近受到越来越多的关注,因为它对肠道微生物群有良好的调节作用。
黄酒起源于谷物酿酒,承天地之古法,凝粮谷之精华,是世界酿造文化的鲜活传承,是东方文明的宝贵结晶。作为中华国粹,黄酒历经千年而不衰的原因之一也在于多样的酿造原料、复杂的酿造工艺及多菌种共酵体系赋予其丰富的、有益于人体健康的功能性物质,如蛋白质、多糖、功能性低聚糖、生物活性肽、酚类物质、抑制性神经递质γ-氨基丁酸等,具有显著的改善肠道健康、抗氧化、增强免疫力等潜在功效。正因显著的养生保健功效,黄酒自古素与我国传统中医药文化关系紧密,从现知最古的汉族医学方书《五十二病方》,到《汉书·食货志》,再到《本草纲目》,中医古籍中无一不记载黄酒的药用配方。时至今日,如何用现代科技科学、深入地解读黄酒与人体健康成为值得探究的一大课题。
近年来,江南大学传统酿造食品研究中心毛健教授团队围绕黄酒与人体肠道健康,对黄酒中功能性成分在平衡肠道微生态、增强胃肠动力缓解便秘、调节胃肠免疫力和肠道屏障减少炎症反应以及介导肠道微生物降血脂和减轻酒精性肝损伤等方面开展了系列研究,并取得阶段性成果。科研团队通过大量动物实验表明,黄酒中的非酒精成分通过介导肠道屏障和肠道菌群减轻酒精性肝损伤;黄酒低聚糖可缓解洛哌丁胺诱导的小鼠便秘,增加粪便含水量与排便量,缓解便秘引起的轻微肠道炎症,并增强益生菌丰度和肠道屏障调节机体便秘;此外,科研团队从黄酒中分离出三条功能性小肽,通过动物实验表明皆具有降低小鼠血脂水平和调节肠道菌群的作用;目前,科研团队正在研究不同酒种通过微生物-肠道-脑轴调控大/小鼠饮后神经系统可视化和功能方面的生理病理学研究,包括通过宿主神经化学信号的采集、脑区功能核磁成像(fMRI)以及异常肠道-大脑互作网络的病理和行为学后果,将来有望揭示不同酒精饮料介导微生物群-肠-脑轴影响肠道微生态与饮后宿醉及行为失调之间的内在逻辑。
在黄酒与人体肠道健康系列研究方面,毛健教授团队目前已累计发表学术论文10余篇,完成博士论文一篇,硕士论文一篇,部分成果汇总如下:
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黄酒多糖的免疫活性及肠道微生物调控
2014年12月,江南大学国家工程研究中心毛健教授(通讯作者)等在食品科技领域期刊Journal of the Science of Food and Agriculture(IF=4.125)发表了题为“Extraction optimization of polysaccharides from Chinese rice wine from the Shaoxing region and evaluation of its immunity activities”的研究论文。
黄酒传统的酿造工艺带来了中国黄酒独特的风味,同时赋予了其良好的营养价值。黄酒中含有数量较大的多糖和低聚糖类,多糖的免疫调节和改善人类肠道中微生态平衡是多糖活性研究的热点。本项研究优化了中国黄酒多糖的提取工艺参数,然后通过测量免疫抑制小鼠的脾脏指数、胸腺指数、淋巴细胞增殖、吞噬指数和吞噬百分比等分析了黄酒多糖的免疫活性。结果表明,黄酒多糖明显改善了环磷酰胺诱导免疫抑制小鼠巨噬细胞的吞噬能力,促进脾淋巴细胞的增殖,以及提高血清中细胞因子(IL-6、IFN-γ、TNF-α)的含量,表现出有益的免疫活性。
进一步的实验结果显示,黄酒多糖具有较好的稳定性,并且大部分具有较好的消化酶耐受性,能够到达大肠被肠道菌群利用。促进肠道内Bifidobacterium、Lactobacillus等有益菌的增殖,抑制Enterobacter、Enterococcus和Clostridium perfringens的增殖,同时促进肠道中乙酸、丁酸、乳酸含量的增加,发挥益生元作用。
图1 绍兴黄酒多糖的提取优化及免疫活性评价
原文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/jsfa.6909?saml_referrer
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黄酒多肽调节肝脏脂肪变性和肠道菌群降血脂
2021年6月,江南大学传统酿造食品研究中心毛健教授(通讯作者)等在药学领域期刊Frontiers in Pharmacology(IF=5.988)发表了题为“Structural characterization of peptides from Huangjiu and their regulation of hepatic steatosis and gut microbiota dysbiosis in hyperlipidemia mice”的研究论文。
高脂血症是一种以血脂水平异常为特征的代谢功能障碍,肠道菌群失调是高脂血症、肥胖和糖尿病等慢性疾病的常见副作用。黄酒在多菌种共酵过程中产生大量主要以肽和氨基酸形式存在的含氮化合物,具有调节肠道菌群和脂质代谢方面的生物活性。本研究从黄酒中分离、纯化和表征了三种新肽(YVKV、LFW和FLF),并评估了它们对高脂血症模型小鼠的血清生物标志物、肝脏代谢和肠道菌群的影响。结果显示,黄酒肽YVKV和LFW减轻了模型小鼠血清总胆固醇、甘油三酯、低密度脂蛋白胆固醇水平的升高和肝脏脂质的异常积累。此外,黄酒肽YVKV和LFW与辛伐他汀和FLF相比,恢复了高脂血症引起的微生物群失调后肠道微生物群落的α多样性和结构,其主要是通过改变包括Lactobacillus、Ileibacterium、Faecalibaculum和Alloprevotella在内的特征分类群来调节微生物群介导的肠道微生态。
这项工作为食物来源的黄酒肽在减轻小鼠高脂饮食诱导的高脂血症、肝脏脂肪变性和肠道菌群失调方面的能力提供了新的见解。
图2 黄酒多肽干预对小鼠肠道菌群的影响
原文链接:https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fphar.2021.689092/full
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黄酒中非酒精成分介导肠道屏障和肠道菌群减轻酒精性肝损伤
2022年5月,江南大学传统酿造食品研究中心毛健教授(通讯作者)等在食品科技领域期刊Foods(IF=5.561)发表了题为“Non-alcoholic components in huangjiu as potential factors regulating the intestinal barrier and gut microbiota in mouse model of alcoholic liver injury”的研究论文。
不同的酒精饮料和饮酒方式可能对酒精性肝病(ALD)的进展产生不同的影响。黄酒作为传统发酵酒的典型代表,发酵酒中丰富的非酒精成分(NAC)是否可以减轻乙醇(EtOH)引起的肝损伤尚不清楚。本研究通过建立慢性ALD小鼠模型,比较黄酒和EtOH对肝脏、肠道屏障、肠道微生物群和肠道短链脂肪酸(SCFAs)含量的影响,探究黄酒中NAC通过调节肠道屏障功能和微生物群介导肠道生态减缓ALD的作用机制。结果显示,黄酒NAC通过上调肠道紧密连接蛋白(ZO-1和occludin)和抗菌活性肽(Reg3β和Reg3γ)的表达显著改善肠道屏障完整性并降低肝脂多糖水平,同时通过调节Lactobacillus、Faecalibaculum和Akkermansia的丰度部分恢复了酒精引起的肠道菌群失调。此外,进食黄酒的小鼠比EtOH的小鼠表现出更高的SCFAs水平(如乙酸和丁酸)。在相同的酒精剂量下,食用黄酒导致的肝毒性低于纯乙醇。
这项工作评估了黄酒中NAC对酒精性肝损伤的部分拮抗作用,探究了黄酒NAC通过调节肠道微生物群的肠道屏障功能和群落结构对ALD的潜在保护机制。本研究为进一步靶向具有保肝作用的核心物质,减轻EtOH引起的健康损害提供了理论依据。
图3 黄酒中非酒精成分调节小鼠肠道屏障和肠道菌群的作用
原文链接:https://www.mdpi.com/2304-8158/11/11/1537
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黄酒低聚糖调控肠道微生物组成与血清神经递质缓解便秘
2022年8月,江南大学传统酿造食品研究中心毛健教授(通讯作者)等在食品科技领域期刊Journal of the Science of Food and Agriculture(IF=4.125)在线发表了题为“Sticky rice fermented-huangjiu alleviate loperamide-induced constipation via regulation of serum neurotransmitters and gut microbiota”的研究论文。
由于人们饮食结构改变、生活节奏加快和心理压力增加等因素的影响,近年来便秘的发生率呈上升趋势,在全球的发病率达15%以上。饮食调节是防治便秘简单易行的方法,黄酒是世界上最古老的酒类之一,具有调节肠道微环境、缓解便秘的潜在功效。本研究利用洛哌丁胺建立小鼠便秘模型,分别以酚酞和食用酒精作为阳性和阴性对照,综合分析了黄酒干预组小鼠的胃肠动力、血清生化指标、结肠组织学以及肠道微生物组成等生理生化指标。结果显示,黄酒显著增加了便秘小鼠的排便量、粪便含水量与小肠推进率,并显著降低了首粒黑便时间,有效增强胃肠动力。此外,黄酒显著增加了便秘小鼠血清中胃动素(MTL)、胃泌素(Gas)、P物质(SP)、5-羟色胺(5-HT)与肠道短链脂肪酸(SCFAs)的含量,并显著降低血清生长抑素(SS)的水平。16S rDNA分析表明黄酒重塑了便秘小鼠肠道菌群,显著增加了Lactobacillus等益生菌的丰度。黄酒缓解便秘的潜在机制与对Lactobacillus、Akkemansia和Candidatus-Bacilloplasma等特定肠道菌群的调节有关。在日常饮食中适量摄入黄酒可有效维持肠道微生物群落稳态,调节肠道和血清代谢物水平,有助于增强便秘小鼠的胃肠动力。
本研究揭示了黄酒缓解便秘的机制:黄酒可通过调节SCFAs和5-HT之间的代谢途径来增强肠道蠕动。黄酒有效上调了便秘小鼠肠道中SCFAs生成菌的丰度,增加SCFAs的释放,进而刺激胃肠蠕动或间接刺激肠嗜铬细胞分泌5-HT,促进了胃肠蠕动。此外,5-HT可刺激肠道兴奋性血清神经递质的分泌,显著增强便秘小鼠胃肠动力,最终达到缓解便秘的效果。本研究证实了黄酒的缓解便秘功效,并揭示了作用机理。后续的实验结果表明,黄酒中缓解便秘的关键物质主要是低聚糖。
图4 黄酒调节肠道微生物组成与血清神经递质缓解小鼠便秘的作用机制
原文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/jsfa.12181