西南大学食品科学学院雷琳教授：硒化合物的体外消化和粪便发酵：对肠道微生物群、抗氧化活性和短链脂肪酸的影响

展源 2024-04-08

2024年3月，西南大学食品科学学院硕士研究生梁硕佳为第一作者，雷琳教授为通讯作者，在国际权威期刊Food Research International发表了题为“In vitro digestion and fecal fermentation of selenocompounds: impact on gut microbiota, antioxidant activity, and short-chain fatty acids”的研究论文。

成果介绍

研究背景

硒是一种对人体生理平衡至关重要的微量元素，其缺乏可能导致包括癌症、心血管疾病、肝病、糖尿病、甲状腺疾病、肠胃疾病、克山病及呼吸系统疾病等在内的40多种疾病。在中国，约有51%的人口面临硒缺乏的风险，主要由于环境土壤中硒含量不足，导致食物链中硒水平低下。因此，推广富硒产品和通过饮食补充硒是解决缺硒问题的关键措施。硒的常见形式包括亚硒酸盐、硒酸盐、L-硒代蛋氨酸（SeMet）、硒代半胱氨酸（SeCys）和 Se-（甲基）硒代-L-半胱氨酸（MeSeCys）等。

食品加工技术和硒的化学形式显著影响其生物利用率，研究显示有机硒的吸收率通常高于无机硒。这一差异部分源于硒在胃肠道中的消化、吸收和转化过程的差异。硒化合物可能通过促进肠道微生物群合成纳米硒（SeNPs）对肠道健康产生积极影响，尤其是在宿主体内含有大量乳酸菌的情况下。然而，肠道微生物群如何以不同的方式利用硒化合物的机制尚未完全明了。

研究内容

硒的生物利用度受到肠道微生物群的严重影响，但与硒化合物的相互作用动力学仍未得到探索。我们的研究发现，L-硒代蛋氨酸（SeMet）和Se-（甲基）硒基-L-半胱氨酸（MeSeCys）在体外胃肠道消化过程中保持稳定。相比之下，亚硒酸盐和 L-硒代胱氨酸（SeCys2）分别降解了约13%和35%。有趣的是，肠道菌群改变了MeSeCys，SeCys2，亚硒酸盐转化成了SeMet。

此外，当 SeCys2亚硒酸盐与肠道微生物群一起孵育，他们产生了直径在100至400nm之间的红色硒纳米颗粒，并提高了谷胱甘肽过氧化物酶的活性。这些变化与unclassified_g__Blautia（Lachnospiraceae科）、Erysipelotrichaceae_UCG-003（丹毒科）和uncultured_bacterium_g__Subdoligranulum（瘤胃球菌科）的相对丰度增加呈正相关。我们的研究结果表明，微生物对硒化合物的敏感性不同，可能归因于它们控制硒吸收、储存、利用和排泄的不同机制。

关键词

硒化合物；GSH-Px活性；体外胃肠道消化；体外粪便发酵；硒纳米颗粒；肠道微生物群

研究结论

•SeMet和MeSeCys在体外胃肠道消化过程中保持几乎稳定。

• 肠道菌群代谢MeSeCys,SeCys2，Selenite成SeMet。

• 肠道微生物群转化了SeCys2和Selenite成 SeNPS。

• SeCys2和Selenite导致微生物GSH-Px活性较高，但SCFAs水平较低。

• 使用 SeMet、MeSeCys、SeCys2&Selenite产生不同的细菌簇。

图文赏析