“看不见的卡路里”被称重：将肠道菌群供能算到小数点

近年来，肠道菌群研究已成为生命科学和医学领域的热点，作为菌群代谢活动的直接输出，发酵产物（如短链脂肪酸、支链氨基酸、吲哚衍生物等）不仅影响宿主健康，还与多种慢性疾病密切相关。2025年7月23日发表在《Cell》上的研究《Quantifying the varying harvest of fermentation products from the human gut microbiota》第一次把人体内的肠道菌群“供给宿主多少能量”计算成详细的数字，为产业化提供数据基础和理论支持。

1：数字说话：2%–5% vs 10%，饮食差异被量化

西方的高加工饮食中微生物发酵产物仅贡献2–5%的每日能量需求，而非西方高纤维饮食（如坦桑尼亚 Hadza 狩猎采集者）中微生物发酵产物贡献可高达 10%。因上述能量贡献差距，研究者通过两条独立路径交叉验证：即“入口”端与“出口”端，根据膳食调查推算到达结肠的可发酵碳水化合物（“入口”端），用粪便重量与短链脂肪酸（SCFA）浓度反推产率（“出口”端）。两条路径给出的每日450–470 mmol总发酵产物收获量误差<5%，远远修正了早期基于小鼠外推的“20%”过高估值。

2：菌群只是“配菜”，饮食才是“主厨”

我们日常所摄入的主食例如膳食纤维与抗性淀粉贡献了>80%的发酵底物，蛋白质与粘蛋白合计不足20%；而肠道菌群只决定摄入食物的口味，与能量供给无关：毛螺菌科（Lachnospiraceae）拉高丁酸比例，拟杆菌属（Bacteroides）则倾向产乙酸，但对总能量贡献影响不大。这意味着，“吃什么东西”比“肠道里有什么菌”更能左右我们人体每天从微生物那里拿到的卡路里红包。

3：产业化曙光：能量标签、功能配料与精准营养

基于个体菌群特征，企业可开发定制化膳食纤维配方；通过检测粪便中的发酵产物谱，可评估肠道健康状态；研究揭示的高效发酵菌株（如丁酸梭菌）正被用于下一代益生菌药物研发；通过基因编辑增强菌株的底物利用效率，例如将乙酸盐转化途径导入益生菌，以降低肥胖风险；肠道菌群的高效发酵机制可借鉴于农业废弃物（如果渣、秸秆）的资源化利用。

当微生物的隐形贡献被量化到小数点，我们终于可以像计算蛋白质、脂肪一样计算“发酵卡路里”。从食品工业到临床营养，从监管法规到餐桌选择，下一次拿起一包薯片时，不妨看看配料表——也许很快就会出现一行小字：“预计肠道菌群供能 1.4%”。

参考文献：Quantifying the varying harvest of fermentation products from the human gut microbiota.

DOI：10.1016/j.cell.2025.07.005