一项新研究表明，肠道微生物组在决定植物性成分的健康益处方面发挥着核心作用，这取决于个体的肠道微生物群是否含有将化合物转化为活性形式所需的酶，该研究对个性化营养和下一代益生菌的开发具有重要意义。
对3,000个人类微生物组和1,300多种植物营养素的分析表明，至少有775种植物化合物可以被肠道细菌修饰。
当科学家们研究59种不同益生菌的基因组时，发现这些菌株能够生物转化775种化合物中的525种。
深入研究并专注于186种与次级代谢相关的植物营养素，其中116种被益生菌和肠道微生物酶共同修饰，而70种仅与肠道微生物酶相关。
耶拿莱布尼茨天然产物研究与感染生物学研究所（Leibniz-HKI）、海德堡欧洲分子生物学实验室和丹麦技术大学诺和诺德基金会生物可持续发展中心的科学家表示，基于后生元能力或其在次级代谢相关通路中的作用，识别和分离具有特定有益特性的肠道细菌，可以为开发适应人类胃肠道生态系统的下一代益生菌提供依据。
他们在《自然·微生物学》杂志上写道："我们对饮食植物营养素和肠道微生物群的大规模系统映射表明，微生物酶可能生物转化数百种植物营养素。值得注意的是，这种代谢潜力在健康和疾病状态下有所不同，凸显了肠道微生物群在调节饮食健康效应方面的核心作用。"
"这应该为通过靶向微生物工程优化植物性饮食的营养价值开辟途径，并为下一代益生菌、功能性食品和个性化营养的开发提供依据。"
益生菌和功能性食品
研究人员还评估了肠道细菌种类和益生菌对修饰这186种营养素的最大潜力，发现八种肠道细菌种类或四种益生菌菌株可以处理95%以上的植物营养素。
这四种益生菌菌株分别是嗜酸乳杆菌NCFM、奈氏大肠杆菌1917、植物乳杆菌NCIMB88626和短双歧杆菌BB02。
该研究还发现，不同个体、地理区域以及健康与疾病人群之间，植物营养素代谢能力存在显著差异。机器学习模型显示，与植物营养素代谢相关的微生物组酶谱可以区分健康个体和患有各种疾病的人群，这表明改变的微生物代谢可能对健康结果的差异有所贡献。
研究人员随后使用无特定病原体和无菌小鼠喂食草莓来验证这些发现，发现草莓的全部抗炎益处确实依赖于特定的肠道微生物酶。
研究人员写道："我们的发现还为开发功能性食品提出了策略。包括发酵食品在内的微生物食品通过微生物代谢物调节人类健康的潜力目前正引起关注。在这里，我们展示了获得具有最大能力生物转化目标植物营养素集合的小型肠道细菌种类组装的可能性：例如，一组11种肠道细菌种类可以很大程度上驱动来自常见可食用植物的43种次级代谢相关代谢物的生物转化（已知益生菌缺乏执行此功能的遗传潜力）。"
"这表明通过与选定的细菌种类发酵开发功能性食品的新方向，这些细菌种类是通过植物营养素和肠道细菌之间的机制联系识别的。"
来源：《自然·微生物学》，11(1):94-110。"肠道微生物组介导的饮食植物营养素转化与健康结果相关"。作者：L. Zhang等。
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