膳食纤维是一类具有三个以上单体单位的不可消化碳水化合物，如果聚糖、阿拉伯木聚糖、β-葡聚糖、抗性淀粉(RS)等。膳食纤维被广泛报道具有抗肥胖、抗肿瘤、缓解炎症、改善肝损伤等多种生物学功能。膳食纤维不能被小肠消化，但可以作为碳源调节肠道细菌，影响人体健康，特别是双歧杆菌。双歧杆菌是益生菌，在促进肠道健康方面的作用，包括调节肠道菌群、控制糖脂代谢、抗结肠炎作用。膳食纤维是有益于肠道健康的益生元，也可以用作碳源，以支持双歧杆菌等益生菌的生长和定植。

  图1 膳食纤维与双歧杆菌促进肠道健康的相互作用

  1.双歧杆菌对膳食纤维的利用方式

  双歧杆菌对膳食纤维的利用主要包括三个步骤。第一步是双歧杆菌产生的碳水化合物活性酶(CAZy)可以进行膳食纤维的裂解并形成单糖或低聚糖。CAZy包括糖苷水解酶(GHs)，多糖裂解酶(PLs)，碳水化合物酯酶(GEs)和糖基转移酶(GTs)。其中，GHs可以破坏碳水化合物中的糖苷键以及碳水化合物与其他部分之间的共价键。第二步是通过专门的转运途径将碳水化合物和酶化碳水化合物部分导入双歧杆菌，主要包括ATP结合盒(ABC型)转运蛋白，主要促进因子超家族(MFS)转运系统和磷酸烯醇丙酮酸磷酸转移酶系统(PEP-PTS)。第三步是碳水化合物同化，主要通过独特的F6PK途径完成，并借助关键酶果糖-6-磷酸酮醇酶，F6PK途径可以通过发酵成乳酸和乙酸盐来吸收己糖和戊糖。

  2.双歧杆菌调节肠道菌群的方式

  双歧杆菌是粘附在肠粘膜表面的有益细菌，可以通过两种方式调节肠道菌群。一方面，它产生有机酸和其他抗菌活性物质等代谢物，以抑制有害细菌增殖和病原菌感染。另一方面，双歧杆菌可以通过其相互作用行为(如互助交叉喂养或资源共享活动)为其他糖降解拟杆菌提供能量。

  3.双歧杆菌与膳食纤维相互作用

  双歧杆菌是众所周知的益生菌，它可以使用多种膳食纤维，如果聚糖、阿拉伯木聚糖、β葡聚糖等。膳食纤维的结构是其促进双歧杆菌的物质基础。膳食纤维作为一种流行的益生元，与益生菌一起食用时，可以促进益生菌的定植和生物活性。例如，一项研究表明，当在剖宫产婴儿中将低聚半乳糖和长链低聚果糖与短双歧杆菌 M-16 V 一起给药时，合生元实现了较高的肠道短双歧杆菌 M-16 V 丰度、较低的 pH 值和增加的乙酸盐水平。

  人类肠道菌群是一个复杂的微生物生态系统。人体肠道中约有1000种细菌，约有1014种，是人体体细胞和生殖细胞的10倍。在人体中，双歧杆菌是健康母乳喂养婴儿肠道内的优势菌，其比例会随着年龄的增长而逐渐减少，并在成年后趋于稳定。此外，不仅双歧杆菌属水平的变化，双歧杆菌的种类和数量的变化也被证明与健康有关，研究膳食纤维与双歧杆菌的相互作用将有助于扩大双歧杆菌在食品和健康促进中的应用。不同种类的双歧杆菌对膳食纤维的体外和体内敏感性不同。因此，膳食纤维和双歧杆菌可以相互作用或作为合生元促进肠道健康。同时，了解影响膳食纤维和双歧杆菌相互作用的因素，可以为它们对肠道健康的联合促进作用提供理论支持。

  参考文献：

  Wang H, Huang X, Tan H, et al. Interaction between dietary fiber and bifidobacteria in promoting intestinal health. Food Chemistry. 2022(1):133407.

  DOI: 10.1016/j.foodchem.2022.133407.