张小芳，王 欣，汪惠勤，柯李晶，高观祯*，朱立颖*

    (1浙江师范大学化学与生命科学学院 浙江金华 321004 2浙江省农业科学院农产品质量安全危害因子与风险防控国家重点实验室 杭州 310021 3浙江省农业科学院植物保护与微生物研究所 杭州 310021 4 浙江工商大学食品与生物工程学院 杭州 310018)

    人类胃、肠道内存在大量的细菌，主要由拟杆菌门(Bacteroidetes)、放线菌门(Actinobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)、变形菌门(Proteobacteria)等组成，其总数达到1012～1013CFU/g 内容物[1-2]。大量研究表明与消化、精神、免疫、内分泌系统相关的多种疾病和肠道菌群失调有关[3-5]，因此，调控肠道菌群对预防慢性病发生具有重大意义。

    环境因素特别是饮食模式是调节肠道菌群的关键因素。在正常饮食模式下，每天大约有20 g膳食纤维和2～10 g 蛋白质能够逃逸小肠吸收进入结肠，成为结肠中细菌发酵的底物[6]。而细菌发酵食糜后的最主要代谢产物为短链脂肪酸(Short chain fat acid，SCFA)，包括乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、异戊酸和异丁酸[7]。其中乙酸、丙酸、丁酸是肠道细菌发酵碳水化合物的代谢产物[8]。异丁酸、戊酸和异戊酸是细菌发酵蛋白质的代谢产物。由于正常饮食状态下进入结肠的碳水化合物含量远远高于蛋白质，因此粪便中的异丁酸、戊酸和异戊酸含量相对较低。人类饮食模式的变化会显著改变粪便中代谢碳水化合物和代谢蛋白质产生的SCFA 的比例。比如高蛋白饮食显著增加了粪便中异丁酸和异戊酸的含量[9]。目前对人体肠道中碳水化合物的代谢途径研究较多，然而，对蛋白质代谢的研究比较少。Zarling 等[10]在1987年通过氨基酸的体外发酵证明了异丁酸和异戊酸分别由肠道细菌发酵缬氨酸(Valine，Val)和亮氨酸(Leucine，Leu)后形成，奠定了支链氨基酸是产生2 种SCFA(异丁酸、异戊酸)的理论基础。然而，对戊酸产生的底物研究相关报道较少。

    目前发现SCFA 作为一种新型的信号分子，在维护人体健康、调节人体代谢过程中起到重要的作用[11]。乙酸进入人体循环系统后作为能量来源参与机体代谢，影响人体食欲。丙酸吸收后影响胆固醇的合成与代谢。丁酸作为肠道上皮细胞线粒体呼吸的主要能量来源，在组蛋白去乙酰化过程中起到重要作用，广泛影响肠道上皮细胞和免疫细胞的繁殖和代谢[12]。前期研究表明，丙酸与丁酸能够增加肠上皮细胞紧密连接蛋白ZO-1 和组分闭合蛋白(Occludin)的表达 ......