《食品科學》：浙江工業大學蔡銘教授等：苦蕎麩皮對葡聚糖硫酸鈉誘導小鼠結腸炎的改善作用

潰瘍性結腸炎（UC）是炎癥性腸病（IBD）的一種亞型，以復雜和復發性胃腸道炎癥為特征，其發病機制涉及遺傳易感性、上皮屏障缺陷、免疫反應失調和環境等因素。近年來，雜糧谷物中的功能成分對UC的影響與作用機制研究已成為挖掘新型功效物質的重要方向。有研究表明，不同種類的高粱麩皮在調節腸道健康和抑制結腸炎方面具有積極作用。此外，通過發酵和發芽處理的粟米也被證實能夠顯著減輕結腸炎癥狀并改善腸道屏障功能。但是，目前鮮有利用苦蕎麩皮（TBB）探究其對結腸炎的作用及相關機制的研究報道。

苦蕎（TB），又名韃靼蕎麥（Fagopyrum tataricum），含有豐富的營養成分，包括碳水化合物、膳食纖維、多酚、植物甾醇、維生素、類胡蘿卜素和礦物質等，具有降血脂、降血壓、降血糖、改善腸道微生態、抗氧化、抗癌、抗炎、護肝等多重生理功能。

浙江工業大學食品科學與工程學院的章汪玥、吳奇泳、蔡銘*等在探明TBB基本成分的基礎上，通過葡聚糖硫酸鈉（DSS）誘導小鼠急性UC模型，探究TBB對結腸炎小鼠的改善作用，闡明TBB對結腸炎的可能作用機制，以期為開發TBB相關產品和麩皮高值化利用提供新思路。

01

TBB的基礎物質組成

表1顯示了TBB中不同成分的含量。與苦蕎全籽粒（淀粉質量分數67.8%～70.1%，膳食纖維質量分數2.3%～2.58%）相比，由于TBB去除了淀粉含量豐富的胚乳部分，保留了膳食纖維含量豐富的種皮，因此淀粉質量分數減少了約17.7%，總膳食纖維質量分數增加了約30.49%。膳食纖維的攝入可以調節人的腸道微生物群，防止便秘，保持腸道屏障的完整性，從而促進腸道健康。因此，TBB的高膳食纖維特性使得其具有更高的深加工利用價值，對高膳食纖維功能性食品的開發具有一定意義。

02

TBB對DSS誘導結腸炎小鼠的基礎生理指標影響

DSS誘導的結腸炎小鼠模型在癥狀表現上與人類UC高度相似，包括活力低下、體質量減輕、腹瀉和糞便隱血等。實驗期間小鼠的體質量變化如圖1A所示，從第7天開始，除NC組外，其余各組小鼠體質量均明顯下降。其中，MC組小鼠體質量下降最多，而TBB能夠緩解小鼠的體質量下降。由圖1B、C可見，與MC組和SASP組相比，TBB能夠在一定程度上改善小鼠的攝食和飲水行為，這可能是因為SASP最常見的副作用包括胃腸道不適、惡心和嘔吐等癥狀，從而影響小鼠的攝食量和飲水量，加劇體質量下降。如圖1D所示，與NC組相比，其余各組小鼠均表現出體質量減輕、食欲下降、便血、便稀等癥狀，MC組小鼠甚至有噴射狀血便和死亡出現，從造模的第4天起，DAI評分逐漸升高。如圖1E～G所示，與MC組相比，TBB能夠顯著降低小鼠的腎臟、脾臟、肝臟指數（P＜0.05），能夠使小鼠的肝臟、腎臟和脾臟質量和體積基本恢復到正常狀態。因此，TBB能緩解小鼠結腸炎癥狀，并且高劑量的TBB效果更好。

03

TBB對DSS誘導結腸炎小鼠結腸長度和病理特征的影響

通過直觀觀察和隱血試劑盒可評估小鼠結直腸出血現象和糞便隱血嚴重程度。如圖2A、B所示，相比NC組，MC組小鼠的便血情況明顯，且在隱血測試結果中顏色最深，說明MC組小鼠結腸炎癥狀最嚴重。相較于MC組，TBB-L組和TBB-H組小鼠的便血情況得到緩解，隱血測試顏色減淡，且TBB-H組小鼠便血和隱血情況更佳，這表明TBB能夠有效緩解部分結腸炎癥狀，且高劑量效果更好。

結腸長度的變化可作為腸道炎癥程度和組織損傷程度的指示。如圖2C、D所示，與NC組相比，MC組小鼠的結腸長度顯著縮短（P＜0.05），并伴有明顯的紅腫、變形和糜爛等病理特征。相比之下，TBB-L組和TBB-H組小鼠的結腸長度均得到顯著恢復，且未觀察到明顯的紅腫和出血現象。這一結果表明，TBB能夠有效緩解DSS誘導的結腸炎癥狀，減輕腸道炎癥和組織損傷，且其效果呈現劑量依賴性。

04

結腸組織的H&E染色結果

DSS誘導的UC模型導致結腸組織發生顯著的病理損傷，主要表現為表層上皮細胞和杯狀細胞的破壞，進而引發腸道屏障功能障礙和炎癥反應加劇。如圖3所示，NC組小鼠的結腸組織隱窩結構完整，杯狀細胞數量豐富，結腸黏膜和肌層排列規整，未見炎癥細胞浸潤。與NC組相比，MC組小鼠的結腸結構嚴重受損，杯狀細胞數量減少、隱窩結構破壞以及大量炎性細胞浸潤。經TBB干預后，TBB-L組、TBB-H組小鼠的結腸組織隱窩結構和腸道完整性均得到恢復，杯狀細胞數量增多，炎癥細胞浸潤減少，而杯狀細胞的分化程度和數量增加可促進黏蛋白分泌，進而提高腸道內SCFAs的濃度，增強腸道屏障功能。值得注意的是，TBB-H組的病理損傷恢復效果顯著優于TBB-L組，表明TBB對DSS誘導的結腸炎保護作用具有劑量依賴性。

05

血清炎癥因子水平

在結腸炎的炎癥反應過程中，促炎因子IL-6和TNF-α通過激活核因子-κB（NF-κB）等信號通路導致腸黏膜損傷和微循環障礙，而IL-1β的水平與結腸炎的病情嚴重程度呈正相關。如圖4所示，與NC組相比，MC組小鼠血清中的IL-6、IL-1β和TNF-α水平均顯著升高（P＜0.05），表明DSS成功誘導了系統性炎癥反應。經SASP和TBB干預后，小鼠血清中的炎癥因子水平均顯著下降，值得注意的是，TBB-H組對IL-1β的下調效果顯著優于SASP組（P＜0.05）。這一結果表明，TBB能夠通過有效抑制促炎細胞因子的產生，緩解UC的炎癥反應，這可能與TBB中的多酚類化合物或膳食纖維通過抑制NF-κB通路或調節免疫細胞功能有關。

06

TBB對DSS誘導結腸炎小鼠NF-κB通路蛋白表達的影響

NF-κB信號通路是UC發病機制中的關鍵調控通路，其激活通過上調促炎因子（如IL-6、TNF-α）的表達，導致腸黏膜損傷和炎癥反應的加劇。如圖5所示，MC組的結腸組織中p-NF-κB p65和p-IκBα的蛋白表達水平顯著高于NC組（P＜0.05），表明DSS誘導的炎癥反應顯著激活了NF-κB通路。TBB干預能夠顯著抑制IκBα蛋白的磷酸化，且呈現劑量依賴性；其中，TBB-H組對IκBα磷酸化的抑制效果顯著優于SASP組（P＜0.05）。此外，TBB-L組對NF-κB p65蛋白磷酸化的抑制作用不明顯，而TBB-H組則能夠顯著抑制NF-κB p65蛋白的磷酸化（P＜0.05）。這些結果表明，TBB通過抑制NF-κB通路的激活，調控IκBα和NF-κB p65的磷酸化水平，抑制上游激酶或調節下游基因表達，減少促炎因子的分泌，從而有效緩解DSS誘導的炎癥反應。

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TBB對結腸炎小鼠SCFAs的影響

研究表明，SCFAs通過免疫細胞和上皮細胞表面表達的受體調控黏膜免疫和腸道穩態，這些受體在腸道中最明顯的表達位置是腸上皮細胞和炎癥細胞。UC及其他結腸病的特征之一是腸道內SCFAs水平的顯著降低。為探究TBB對DSS誘導的結腸炎小鼠腸道穩態和炎癥的影響，對小鼠腸道內容物中的SCFAs水平進行了分析。如圖6所示，與NC組相比，MC組小鼠腸道內容物中乙酸、丙酸、丁酸、異丁酸、戊酸和總SCFAs的水平均顯著降低（P＜0.05）。TBB-L組對乙酸和總SCFAs水平的提升作用不明顯，而TBB-H組則顯著提高了乙酸、丙酸、丁酸、異丁酸、戊酸及總SCFAs水平（P＜0.05），且基本恢復至NC組水平。膳食纖維能由某些種類的腸道微生物群通過厭氧發酵代謝而產生SCFAs，而SCFAs能夠通過增強腸道上皮屏障功能和調節免疫細胞活性維持腸道穩態，其中乙酸、丁酸、丙酸等能夠極大促進結腸細胞生長。因此，推測TBB中的膳食纖維通過調節特定腸道菌群的豐度，促進SCFAs的產生，進而改善腸道屏障功能和免疫功能，緩解DSS誘導的炎癥反應。

08

TBB對小鼠腸道菌群的影響

α多樣性用于評估單個樣品內微生物的豐度及物種多樣性。如圖7A、B所示，不同組別小鼠腸道菌群的Chao1指數和Shannon指數存在顯著差異。與NC組相比，MC組小鼠的Chao1指數和Shannon指數均顯著降低（P＜0.05）。與MC組相比，SASP組與TBB干預組小鼠的Shannon指數均顯著提高（P＜0.05），但Chao1指數僅在TBB-H組有所提高。這些結果表明，DSS能夠顯著降低腸道微生物的多樣性和豐富度，而TBB能夠部分恢復結腸炎小鼠的腸道菌群多樣性，進而緩解炎癥反應。

β多樣性分析反映不同樣本間的菌群組成差異。如圖7C、D所示，主坐標分析（PCoA）和非度量多維尺度分析（NMDS）結果顯示，各組微生物群落之間存在明顯差異，且呈現出清晰的聚類分布，MC組的微生物群落特征顯著偏離NC組，而TBB干預組的微生物群落特征則向NC組靠攏，表明TBB能夠部分逆轉DSS誘導的腸道菌群失調。

如圖7E所示，在門水平上，各組小鼠的腸道菌群主要由厚壁菌門（Firmicutes）、擬桿菌門（Bacteroidota）、疣微菌門（Verrucomicrobiota）、變形菌門（Proteobacteria）和脫硫桿菌門（Desulfobacterota）組成。如圖7F所示，在屬水平在，各組小鼠的腸道菌群主要由g__norank_f__Muribaculaceae、g__Akkermansia、g__unclassified_f__Lachnospiraceae、g__Lactobacillus組成。g__Akkermansia是一種能夠增強腸道屏障功能的有益菌屬，其豐度與膳食纖維的攝入量呈正相關。與MC組相比，TBB的干預能夠提高g__Akkermansia和g__Lactobacillus等有益菌屬的相對豐度，推測TBB中豐富的膳食纖維能夠促進特定菌群的生長，增加SCFAs等代謝產物的產生，刺激腸道上皮黏液的分泌，從而改善腸道屏障功能和整體腸道健康。

結論

本研究測定了TBB的基本組成，其中膳食纖維含量較高。通過建立DSS誘導小鼠結腸炎模型，揭示了TBB緩解UC的作用機制，包括抑制炎癥反應、恢復腸道屏障功能及調節腸道菌群平衡。這些發現為TBB在功能性食品開發中的應用提供了科學依據，同時也為通過膳食干預改善腸道健康提供了新的思路。未來研究可進一步探討TBB中具體活性成分的作用機制，并評估其在人類臨床試驗中的潛在應用價值。

作者簡介

通信作者：

蔡銘，教授，博導。浙江工業大學食品學院食品質量與安全系主任，食品天然產物與營養健康研究中心副主任。主要從事食藥同源天然產物多糖與多酚、食藥用菌資源開發與深加工、食品非熱加工技術與理論、功能性食品開發等方面的研究工作。主持國家自然科學基金、浙江省自然科學基金、浙江省重點研發計劃、浙江省科技廳項目、重大企業橫向等課題。研究成果在《Trends in Food Science & Technology》《Carbohydrate Polymers》《Food Hydrocolloids》《Food Chemistry》《Journal of Agricultural and Food Chemistry》《Journal of Food Engineering》《Food & Function》《中國食品學報》《食品科學》等國內外高水平期刊上發表50余篇。獲得浙江省科技進步二等獎、中國商業聯合會科技進步一等獎等獎項。中國食品科學技術學會非熱加工技術分會委員、中國食品學會高級會員，中國菌物學會食用菌采后與加工產業分會理事、浙江省食品學會理事、浙江省營養學會、浙江省食用菌學會會員。浙江省農業產業技術推廣服務團隊專家。《LWT-Food Science and Technology》期刊編委，《Food Bioengineering》《Food Innovation and Advances》《Food & Medicine Homology》青年編委。

第一作者：

章汪玥，女，浙江工業大學食品科學與工程學院2023級研究生，主要研究方向為食品天然產物與營養健康。

本文《苦蕎麩皮對葡聚糖硫酸鈉誘導小鼠結腸炎的改善作用》來源于《食品科學》2025年46卷第17期180-188頁，作者：章汪玥，吳奇泳，趙江林，袁 健，步婷婷，林永翅，孫培龍，蔡 銘。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20250319-148。點擊下方閱讀原文即可查看文章相關信息。

實習編輯：南伊；責任編輯：張睿梅。點擊下方閱讀原文即可查看全文。圖片來源于文章原文及攝圖網

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