发酵食品中与人类相关的代谢产物和微生物

在食品中，发酵包括微生物生长代谢产物和食物成分的酶转化，发生在有氧和厌氧环境中。食品发酵过程依赖于微生物群落的代谢营养物质，消耗底物并产生代谢产物和其他分子，这些分子可以影响味道、质地、安全性和营养成分，以及向宿主和肠道微生物组群发出信号。

虽然食物发酵发生在体外，但在胃肠道中存在与之类似的微生物代谢。对肠道微生物组的研究表明微生物代谢产物在调节人类健康和疾病方面具有重要性。通过研究肠道中代谢产物与宿主的相互作用，可以更好地理解发酵食品代谢产物对人类健康的影响。从肠道微生物组学的角度来看，发酵可以定义为在无氧条件下发生的初级代谢，如结肠中碳水化合物的微生物代谢。膳食化合物经肠道微生物组代谢为能量和代谢产物，这些小的化合物可以影响肠道微生物组结构，并通过与肠道内不同细胞的相互作用直接向宿主发出信号或在吸收进入血液循环后向外周系统发出信号。从胃中排出但未被宿主小肠吸收的营养物质会进入远端小肠和结肠，为肠道微生物提供可利用和代谢的膳食化合物。

发酵是肠道菌群中发生的微生物代谢的关键模式之一。这种产能过程将常见的多糖和蛋白质等大分子转化为各种各样的小分子物质，其中许多与微生物之间、微生物与宿主的相互作用有关。在发酵食品的生产过程中也会发生类似的转化，从而产生丰富的生物活性代谢产物。在食品中，发酵产物可以影响食品安全和保存、营养物质的可用性和风味，并且一旦食用，可能会影响免疫和代谢的状态、疾病的表现和严重程度。许多目前已知的发酵食品代谢产物可被人类信号传导通路感知和响应。

本文讨论了发酵食品相关微生物和活性代谢产物的简要背景，它们与宿主、肠道微生物相互作用，以及未来对人类健康以及食品可持续性发展相关的研究方向。

https://doi.org/10.1016/j.cmet.2024.03.007