黑小麦戊聚糖的肠道菌群调节功能及其构效关系研究

功能性多糖结构与生物活性研究是糖化学与糖生物学领域的前沿课题，对其构效关系规律的阐明成为21世纪生命科学研究的热点和难点。本项目在对黑小麦戊聚糖进行制备的工作基础上，采用部分酸水解和甲基化分析等化学方法、生物酶法和仪器测试手段对戊聚糖结构进行表征，确定糖苷键连接方式、取代度、取代方式、阿魏酸含量及连接方式；研究戊聚糖在溶液中的空间构象，计算多糖的旋转半径和流体动力学半径，确定对称性、螺距等螺旋体参数。利用针对 16S rRNA 基因的PCR－DGGE和荧光实时定量PCR等微生态学技术，从分子水平评价戊聚糖的肠道菌群调节功能，并通过分子修饰技术系统分析糖链聚合度、分支度、取代方式、功能基团、分子骨架及空间构象对肠道菌群的调节作用，阐释戊聚糖结构与功能变化的相关性。本研究对于揭示糖链结构与功能之间的构效关系规律具有重要的理论学术价值，同时为黑小麦特色谷物资源的有效增值和综合利用提供科学依据。

功能性多糖的结构与生物活性研究是糖化学与糖生物学领域的前沿课题，对其构效关系规律的阐明将对人类健康产生深远影响，成为21世纪生命科学研究的热点。本项目在对黑小麦戊聚糖进行制备的基础上，采用部分酸水解和甲基化分析等化学方法、生物酶法以及多种仪器测试手段对戊聚糖糖链结构进行表征，确定了不同戊聚糖组分的糖苷键连接方式、取代度、取代方式、阿魏酸含量及连接方式，以及戊聚糖的重均分子质量、在溶液中的旋转半径Rg和流体动力学半径及其构象类型。利用PCR－DGGE和荧光实时定量PCR等微生态学技术，分析了不同黑小麦戊聚糖组分对肠道优势细菌结构和数量的影响，以及对肠道主要功能菌—双歧杆菌、乳杆菌和产丁酸盐菌结构和数量变化的影响，并测定了短链脂肪酸（SCFA）的种类和数量变化、戊聚糖经肠道菌群降解后降解产物中游离阿魏酸含量以相对分子质量的变化。通过分子修饰技术分析了糖链聚合度、分支度、取代方式、阿魏酸基团对肠道菌群的调节作用，明确了戊聚糖结构与功能变化的相关性，并筛选出了具有最强益生功效的戊聚糖组分。本研究对于揭示糖链结构与功能之间的构效关系规律具有重要的理论学术价值，同时为黑小麦特色谷物资源的有效增值和综合利用提供了科学依据。