《食品科学》：浙江科技学院蔡海莺副教授等：功能性胆汁酸生物合成及应用研究进展

胆汁酸（BA）作为胆汁重要的两性固醇类物质，按结构分为游离型和结合型，游离型BA包括胆酸（CA）、脱氧胆酸（DCA）、鹅脱氧胆酸（CDCA）和石胆酸（LCA）；结合型BA主要包括甘氨胆酸（GCA）、甘氨鹅脱氧胆酸、牛磺胆酸（TCA）和牛磺鹅脱氧胆酸等。BA按来源分为初级BA和次级BA，肝细胞中以胆固醇为原料直接合成的BA为初级BA，包括CA、CDCA及其与甘氨酸（glyco-，G-）或牛磺酸（tauro-，T-）的结合产物（T-CA、G-CA、T-CDCA、G-CDCA）。次级BA是初级BA在肠道中受细菌作用，7α-羟基脱氧后生成的BA，主要包括DCA、LCA和熊脱氧胆酸（UDCA）及其与甘氨酸或牛磺酸结合生成的结合产物（T/G-DCA、T/G-LCA、T/G-UDCA）。BA在脂质和胆固醇、VE等脂溶性营养成分的消化吸收过程中具有重要作用。

肠道菌群和BA之间存在动态的互作关系，一方面，BA因其独特结构对肠道微生物具有选择性抑制作用，另一方面，肠道菌群产生的BA转化酶可对BA进行结构改造，改变肠道BA组成和含量。二者进一步通过不同受体和信号通路调节肠道功能和机体代谢功能等。因此，BA作为肠道疾病和代谢紊乱的潜在作用靶点，对不同BA的功能性和生物与化学合成途径进行研究具有重要意义。

浙江科技学院生物与化学工程学院的郑苗、常超、蔡海莺*等对功能性BA的合成与转化途径进行系统总结，为挖掘新型功能性BA及其合成转化和综合应用提供一定理论依据。

1

BA合成和微生物转化

1.1 BA经典合成途径和替代合成途径

BA合成途径分为经典途径和替代途径。在经典途径中，胆固醇通过胆固醇7α-羟化酶（CYP7A1）、胆固醇12α-羟化酶和胆固醇27α-羟化酶（CYP27A1）等酶催化合成BA和CDCA；而替代途径是胆固醇经过CYP27A1和25羟基胆固醇7α-羟化酶等的作用合成CDCA和UDCA，在啮齿类动物肝脏中通过细胞色素P450 3A4酶（CYP3A4）合成α/β鼠胆酸（α/β-MCA）。CYP7A1是经典合成途径中的限速酶，而CYP27A1是替代途径中的关键酶。据报道，BA合成涉及16 种酶（羟基类固醇脱氢酶（HSDH）、氧化还原酶、连接酶及一些辅酶等），包括胆固醇类固醇环的修饰、侧链的切割和与牛磺酸或甘氨酸结合等约17 种反应，从胆固醇合成BA的过程十分复杂，这些酶编码基因的天然突变患者表现出各种疾病，包括新生儿胆汁淤滞症、神经缺陷、脂肪和脂溶性维生素吸收不良，上述疾病可通过BA进行干预治疗。

1.2 BA对肠道微生物转化的影响

BA的合成不仅受BA受体FXR的负反馈调节，与肠道微生物也有密不可分的关系。BA的疏水性对多种肠道微生物具有毒性，因此BA组成和含量的变化可导致形成新的肠道微生态平衡；另一方面，肠道微生物产生的各种酶会参与BA的合成与代谢，如胆盐水解酶的解偶联作用，在这个过程中BA的毒性降低。研究显示，肠道主要细菌和古细菌的胆盐水解酶编码基因序列均较为保守，表明肠道菌群在进化过程中获得了BA生物转化能力。Islam等研究发现，BA饲喂的大鼠盲肠中产生了梭状芽孢杆菌和丹毒杆菌，导致厚壁菌门的数量显著增加，而拟杆菌门和放线菌门的数量则减少，进而导致BA转化酶丰度显著变化。此外，张聪聪等通过对C57BL/6小鼠肠道组织及粪便提取物进行代谢组学分析，发现由于肠道菌群作用，小鼠不同肠段中BA的分布具有显著差异。以上研究均表明肠道菌群相关的BA转化酶在机体BA组成、肠肝循环及相关信号通路和生理功能中发挥重要的调节作用。

2

BA的功能与合成

2.1 BA的功能和传统提取方法

BA作为乳化剂，具有帮助脂质和脂溶性营养成分消化吸收的作用。随着研究的深入，BA逐渐被发现可作为信号分子调节多种生理功能，包括抗炎、抗癌、抗病毒和免疫调节等。BA分子通过激活FXR和TGR5等多种受体，具有调节葡萄糖、脂质稳态、炎症和能量消耗等功能。研究表明，LCA是VD受体的激活剂，可以通核因子E2相关因子2和抑制细胞核因子κB信号通路，维持肠道屏障功能；侯冰等发现，DCA可通过促进酵母自噬基因Atg6//Vps30的同源基因Beline-1表达促进肝癌细胞的自噬，在功能性食品、医药等领域具有广泛的应用前景。

目前，BA的资源发掘越来越受关注，提取工艺也在不断优化。从动物中提取BA的方法一般步骤是粗提、分离和纯化。BA的粗提方法主要有乙醇提取法、酸沉淀法和盐析法，分离纯化方法有纸色谱法、柱层析法和薄层色谱法等。孟俊等研究发现，碱解法比醇提法更利于胆酸富集。20世纪90年代的工艺就已解决猪胆酸（HCA）提取工艺中灰分含量较高的问题。目前采用钙盐法，再经真空干燥、研细和过筛，可得到HDCA精品，回收率可达粗BA的25%～28%。邓启华等从胆红素下脚料中利用溶解性差异同时提取HDCA、HCA和CDCA，其纯度可以达到98%。但目前工厂采用的BA提取工艺过程繁琐，且提取过程有环境污染风险；此外，BA来源有限，从人类生命进程的角度和保护环境等发面出发，从动物胆汁中提取BA产量远远不足，因而安全、高效的生物转化法将成为生产BA的主要趋势。

2.2 UDCA的功能和合成

2.2.1 UDCA的功能

UDCA作为一种疏水性较低的BA，是食品和药物管理局批准的首个治疗原发性胆管炎的药物，其在临床上应用广泛，可以通过减少胆固醇的重吸收和分泌治疗胆石症等疾病。UDCA的功能和作用体现在不同方面：1）免疫调节作用。有研究表明UDCA对淋巴细胞、单核细胞产生细胞因子、免疫球蛋白和抗原表达均有影响。2）膜稳定作用和细胞保护作用。肝细胞α-干扰素的产生可抵抗疏水性BA对细胞膜的损害作用，且UDCA结合物能减少肝细胞的细胞凋亡；3）抗氧化作用。UDCA能抑制毒性胆酸引起的库普弗细胞（肝巨噬细胞）激活，防止肝细胞的氧化损伤；可以显著降低碱性磷酸酶、丙氨酸转氨酶和γ-谷氨酰转肽酶的平均水平，改善非酒精性脂肪肝；此外，还可以抑制雷帕霉素靶蛋白的磷酸化。4）抗炎作用。UDCA部分调节巨噬细胞激化，从而发挥抗炎作用。5）抗肿瘤作用。UDCA抑制肿瘤生长并增加DNA碎片。6）抑制脂肪生成。UDCA在治疗肥胖方面具有一定潜力。7）UDCA缓解功能性消化不良症状，继而降低小肠细菌过度生长阳性率。

2.2.2 UDCA化学合成方法

BA的工业生产通常以动物BA和一些非胆酸类甾体化合物为原料。以CA为起始原料经过多步化学合成得到UDCA（图1），主要包括两大步骤：C-12’脱氢氧化和7-OH的表观化，整个脱氢步骤的总得率为65%，表观化步骤的总收率约为70%。然而，过程中的Wolff-Kishner反应需要在高温高压下进行，在安全性和成本方面存在较大缺陷，Huang Minglong采用甲酸甲酯代替肼，降低了安全风险，生产同时及时回收不仅节省材料，还提高了产率。国外有专利采用催化氢化法以UDCA的中间体为原料进行立体选择还原，最高还原回收率为97.7%、7β选择性为92.5%。有研究发现，用化学合成的方法，UDCA的收率可以达到78.9%，纯度采用高效液相色谱检测可以达到99.7%。

有研究发现，以植物为原料也可合成、制备UDCA，一类直接以薯蓣皂、苷元或薯蓣皂苷元下游产品为起始原料合成UDCA；另一类以其他植物甾醇或植物甾醇的发酵产品为原料。王飞等以植物甾醇降解物等为原料合成UDCA；仇文卫等以油脂制取工艺过程中的下脚料发酵产物21-羟基-20甲基孕甾-4-烯-3酮为原料制备UDCA，绿色、环保且原料易得。还有一些以非胆酸类甾体物质（雄甾烯二酮）为原料，采用脱氢、环氧化、催化氧化和羰基选择性还原形成胆酸立体选择引入侧链，进而生成UDCA，此过程较为复杂，但由于其原料的特殊性也具有一定意义。总体来说，UDCA化学合成体系已经较为成熟，但在原料消耗、效率和环保等方面仍存在缺陷。

2.2.3 UDCA生物转化

目前，以CDCA为原料的UDCA生物转化方法应用最为广泛，主要优点包括工艺较为成熟、研究和专利报道较多，此外，酶资源丰富且绿色、高效。合成UDCA的酶主要是UDCA的生物转化微生物来源，此外，还有许多动物体内也有相关的酶，比如从黑熊的粪便样本中发现了7α/β-HSDH。7β-HSDH是CDCA转化为UDCA的关键酶，从CDCA到UDCA的生物转化过程如图2所示。

目前发现7α-HSDH和7β-HSDH的微生物来源及相关信息如表1所示。有研究表明，Mg2+可作为催化剂，使7β-HSDH酶活力提高57%左右。除采用化学法和生物法之外，目前许多专利采用化学法与酶联用，这种方法一定程度兼顾了生产成本和环保。邓家国等先用化学法将三羟基转化为酮基，再利用3α-HSDH、7β-HSDH及一些辅酶因子，最后将12号位酮基还原，使得转化率均在95%以上。黄清东等以CDCA为原料，采用电化学法制得7-酮石胆酸，再通过7β-HSDH及辅酶作用生成UDCA。此外，还有以CA或LCA为原料的UDCA生物转化方法。有研究报道利用真菌发酵方法生物转化LCA制备UDCA，木贼镰孢菌（Fusarium equiseti）M-41菌株含有利用LCA生物转化产UDCA的相关酶。

2.3 HCA的功能和合成

2.3.1 HCA生理功能

HCA（也称γ-MCA）的生理功能早在古代就有研究，《本草纲目》中有记载，猪胆汁入药可治“消渴症”，即猪的肥胖程度较大，但其不易患糖尿病，因而有学者对HCA做了大量研究，发现2型糖尿病病人体内HCA含量低于正常人，并通过细胞实验和动物实验进一步验证HCA与相关生理指标的关系，表明HCA可作为代谢紊乱的新标志物。HCA可以通过FXR核受体和TGR5膜受体发挥作用，有效刺激GLP-1的分泌，调节血糖，其主要调控机制是同时作为FXR的拮抗剂和TGR5的激动剂，调控GLP-I的分泌，调控血糖水平。

2.3.2 HCA提取和化学合成方法

由于HCA含量在人和鼠体内较低，有研究发现在上述2 种血清中HCA（包括HCA、HDCA、G-HCA、T-HCA、G-HDCA和T-HDCA）占总BA的2%～3%，而在猪血清中约占75%，所以HCA的获取途径主要从猪胆汁中提取。HDCA的提取主要采取皂化、脱色和酸化方法，获得HDCA的含量为33.23%。以CDCA为原料化学合成制备HCA步骤如图3所示。以CDCA为原料制备HCA的总收率为63%，转化率显著提高。通过改进原来的方法，利用一系列的氧化、酮还原和水解等步骤（图3）可以合成α/β-MCA和HCA。

2.3.3 HCA生物转化

研究显示，部分肠道菌群如产物瘤胃球菌（Ruminococcus productus）与一种革兰氏阳性菌羟基脱氧胆酸-1可对β-MCA进行生物转化产生HCA。HCA物种生物合成的其他途径包括通过CYP3A4介导的6α-羟基化，即由非12-羟基化的BAs如LCA、TCA和CDCA合成。LCA可转化为3α,6β-二羟基胆酸，然后进一步氧化、还原为HDCA。6α-羟基化酶可以催化HCA、α-MCA和β-MCA等胆酸代谢成ω-MCA、HDCA、HCA等，C-6’位羟基的异构化可由肝脏CYP3A4催化，而C-7’的羟基异构化可由7β-HSDH和7α-HSDH催化。随着BA结构和功能不断解析，不同位置的不同构象BA及相应的BA转化酶陆续被发现，表明通过构建包含BA转化酶重组菌株发酵或直接采用重组酶可以以生物转化的方式获取更多新型BA。

2.4 T-β-MCA和G-β-MCA的功能和合成

2.4.1 T-β-MCA和G-β-MCA生理功能

研究表明，结合型β-MCA能够改善脂代谢紊乱和炎症。T-β-MCA和G-β-MCA是BA受体FXR的拮抗剂，G-β-MCA通过减少肠道FXR信号传导抑制神经酰胺合成相关基因，减少肠源性神经酰胺合成，从而减少肝脏内质网应激和促炎细胞因子的产生，从而达到抗炎的效果。此外，T-β-MCA水平增加可抑制肠道FXR和成纤维细胞生长因子15表达，同时下调肝脏FXR活性和小异二聚体伴侣表达，上调CYP7A1表达和BA合成，进而调节脂代谢通路，降低三酰甘油含量和其他脂代谢紊乱指标。

2.4.2 T-β-MCA和G-β-MCA化学合成方法

T-β-MCA的化学合成过程如图4所示，以CDCA为原料，在酸催化下，通过酯化反应、保护3-羟基、6-羟基氧化、用47% HBr溶液溴化得到溴酮、还原、金属锌还原脱氢溴化、顺二羟基化反应和水解等步骤得到目的产物。

2.4.3 T-β-MCA和G-β-MCA生物转化

G-β-MCA主要以UDCA为原料合成，其生物转化步骤如图5所示。主要过程是由CYP2C70催化，然后在胆酸辅酶A合成酶和胆汁酸辅酶A氨基酸-N-酰基转移酶的作用下与甘氨酸或牛磺酸结合形成T-β-MCA和G-β-MCA。

3

新型功能性BA

3.1 异脱氧胆酸（isoDCA）和异石胆酸（isoLCA）的功能和合成

3.1.1 isoDCA和isoLCA生理功能

isoDCA和isoLCA等C-3’位羟基异构BA具有重要的免疫调节功能。研究发现，isoDCA作用于肠道树突状细胞，从而减弱其免疫刺激并诱导叉头框P3蛋白的表达，增加调节性T细胞的分布。此外，3-氧代石胆酸（3-oxoLCA）和isoLCA能通过调节人类TH17功能调节免疫反应。炎症性肠病患者的3-oxoLCA和isoLCA及其生物合成所需的3α-HSDH基因表达水平均显著降低。Zaufel等发现isoBAs可与内源性BAs或其他合成FXR配体产生协同效应，以激活FXR下游相关基因转录表达和调节对应生理功能。

3.1.2 isoDCA和isoLCA化学合成方法

isoLCA以LCA为起始原料，化学合成路线如图6所示。isoDCA化学合成过程以CA为原料，可参考G-β-MCA的C-3’位保护过程，C-7’和C-12’将羟基变为乙酰基，然后C-3’采用氯铬酸吡啶氧化成酮基，最后用良好的立体特异性还原剂三异丁基硼氢化锂还原成β羟基，最后通过水解除去乙酸盐保护层，使羟基再生。

3.1.3 isoDCA生物转化途径

从DCA到isoDCA生物转化过程中主要利用酶在C-3’位羟基的差向异构作用。生物转化过程和相关酶如图7所示。研究发现，埃格特菌（Eggerthella sp.）CAG:298、迟缓埃格特菌（Eggerthella lenta）和瘤胃球菌（Ruminococcus gnavus）、消化链球菌（Peptostreptococcus）中既可表达3α-HSDH又能表达3β-HSDH，目前发现含有产3α-HSDH酶的微生物还有迟缓真杆菌（Eubacterium lentum）、产气荚膜梭菌（Clostridium perfringens）、科氏梭菌（C. hiranonis）、梭状芽孢杆菌（C. scindens）、睾丸酮丛毛单胞菌（Comamonas testosterone）、海莱蒙梭菌（C. hylemonae）和真杆菌（Eubacterium sp.）；产3β-HSDH的微生物有脆弱拟杆菌（Bacteroides fragilis）、罗氏乳杆菌（Lactobacillus rogosae）、梭菌属（Clostridium sp.）和黑臭杆菌（Odoribacter laneus）。对于isoBA生物转化途径仍未实现体外大规模生产，体外转化工艺条件及是否需要辅酶还需要进一步确认。

3.2 异别石胆酸（isoalloLCA）和异别脱氧胆酸（isoalloDCA）的功能和合成

3.2.1 isoalloLCA和isoalloDCA生理功能

isoallo异构化的BA含量极少，最初发现是在百岁老人粪便中。研究表明，这种特异性BA仅需0.2 μmol/L就能抑制艰难梭菌生长，帮助机体抵抗感染，这可能与抗衰老和长寿有一定关联。isoalloBA的化学合成方法目前还鲜少被报道。

3.2.2 isoalloDCA生物转化

目前文献中涉及的方法主要有2 种。一种从CA开始经过一系列Bai基因编码酶的作用产生不同的BA，包括BaiP/BaiJ（也称5α还原酶（5α reductase，5AR））的作用，详细生物转化步骤如图8所示。isoalloBA主要涉及C-5’氢的异构化，C-3’、C-7’、C-12’异构化过程，通过不同酶的作用产生新型异构化BA。

另一种转化途径在上述方法基础上，以DCA为原料在3α-HSDH、5β还原酶（（5BR），也称BaiCD）、3β-HSDH和5AR 4 种酶的作用下转化为isoalloDCA，转化过程如图9所示。异构化酶5AR的微生物来源有另枝菌属Alistipes finegoldii、单形拟杆菌（Bacteroides uniformis）、黑臭杆菌、海莱蒙梭菌（Clostridium hylemonae）、厚壁菌门和颤螺菌（Oscillospiraceae bacterium）；而表达5BR的肠道微生物包括Alistipes finegoldii、单形拟杆菌和粪副拟杆菌（Parabacteroides merdae）。然而，异构化过程中所需的酶能否在体外重组表达进行BA异构化仍需大量实验进行验证。

羟基类固醇脱氢酶在放线菌、变形菌、厚壁杆菌和拟杆菌中均有发现。另外有研究表明，羟基类固醇脱氢酶同源性较低，具有进化多样性，它们一般不具有底物专一性，不限于作用于某种特定的BA。不同位点的羟基类固醇脱氢酶和异构化酶的系统发育树如图10所示（所有序列来自NCBI数据库，MEGA7软件绘制），将每个酶的氨基酸序列进行比对，发现C-3’位和C-7’位羟基HSDH有一定同源性。此外，从各种酶的微生物来源来看，有些微生物不仅具有某一位点异构化酶，还可能具有多位点异构化酶，同时发现某些微生物的短链脱氢酶/还原酶蛋白家族可能也具备异构化功能。

目前，关于微生物BA转化的知识主要来自对相对较少物种的生化研究，或来自依赖于与已知BA转化酶序列同源性的生物信息学预测，但可能同源性不高的微生物也含有能够转化BA的酶，这方面还需进行更深入的研究。此外，通过这些酶的高效表达并结合酶的定向改造或突变将有助于实现新型BA体外大规模生产。

3.3 其他新型BA

目前研究相对成熟和深入的是C-3’、C-7’和C-12’位羟基等异构化BA，这些异构化BA的合成和功能研究也在不断深入。很多研究均表明不同动物体内的BA种类差异明显，如啮齿动物等可进行C-6’位羟基化及差向异构，进而形成MCA和HCA等BA，这种BA组成差异可能由不同动物饮食、肠道微生物种类、BA合成原料和生活特性差异造成。未来可能会发现其他位置发生异构化或衍生化反应形成的新型BA。除BA骨架结构不同位点的异构化和基团修饰，新型BA的挖掘还有另一个研究方向，即不同化合物与BA支链羧基形成的结合型BA也具有调节生理功能的巨大潜力。有研究发现，肠道微生物可以将多种氨基酸与BA偶联产生新的BA衍生物，如苯丙氨酸、酪氨酸或亮氨酸通过酰胺键在共轭位点取代甘氨酸或牛磺酸存在，从而形成新的结合型BA。有研究在广泛健康粪便样本中发现了长链脂肪酸酰基共轭的异胆酸，其生理功能还需进一步研究，还发现了少量短链脂肪酸，如醋酸结合BA。因此，BA和酯类或酰胺类结合形成的新型BA衍生物的合成方法及其功能活性筛选验证也逐渐成为研究热点，BA通过结合新的小分子从而改变其结构和功能，具体效应和机制需进一步研究。

4

功能性BA的潜在应用方向

目前新型BA不断被发现，主要是常见BA不同位置的异构化，目前C-3’、C-7’和C-12’羟基异构化的BA均有报道。但能够生物转化合成的含量目前均是微量，此外，在人与动物体内修饰BA的酶有些许不同，导致人体内与动物体内的BA种类与含量不同，如猪体内BA的含量较高，而人体内含量仅为微量。未来随着BA生理功能的发现，BA的应用领域将更加广泛。目前BA主要应用于食品、医药等领域。

4.1 BA在功能性调节食品领域的应用

BA作为机体内重要的内源性代谢物，在中药领域的应用已久，但功能活性及其作用机制仍需要进一步探究。随着各种BA的调节代谢和免疫等功能活性的发现，BA与受体、肠道微生物的相互作用与人体的代谢、神经系统、胃肠道疾病等相互关联，可以将人体血清和粪便中BA作为分子标志物预测人体健康。研究发现，BA组成和比例及其介导的信号异常与阿尔茨海默病等认知疾病致病机制有关，BA可能是潜在生物标志物和调节靶点，UDCA与CDCA作为功能性添加剂添加至食品中可保护神经元。BAs以抑菌和杀菌的方式调节肠道易感细菌生长和繁殖，如选择性抑制葡萄球菌、平衡球菌、肺炎球菌和肠球菌等菌属，调节肠道稳态。Brevini等的研究表明，UDCA可以通过抑制FXR减少血管紧张素转换酶的表达，从而降低新冠病毒的入侵风险。BA的功能活性研究正受到广泛关注，除已用于临床的UDCA，未来许多功能性BA也将应用于食品功能活性领域。如HCA可添加至食品中，调节人体糖脂代谢，达到缓解2型糖尿病与肥胖的作用。

此外，益生菌需要一定BA耐受性以更好定植于体内和发挥益生效果，利用BA筛选乳酸菌和双歧杆菌，如Shigwedha等成功筛选出2 株pH值耐受度与抗BA盐能力更强的双歧杆菌，可能应用于乳制品工业领域，有利于未来生物活性食品的开发与应用。

4.2 BA在载体递送领域的应用

BA作为药物载体也十分具有前景。BA以化学偶联物、络合物、混合胶束及稳定BA脂质体的形式作为药物载体发挥重要作用。由于BA是内源性物质，其作为药物载体控制药物释放速率，且副作用较小，Tamminen等证明BA作为药物载体有助于合成生物活性配体，从而改善药物在小肠的吸附能力。作为胆汁中重要表面活性剂的BA，具有超分子自组装及形成自组装体结构的能力；此外，BA还可与脂类形成多种聚集体结构。BA及其盐作为药物制剂中的辅助剂，能够促进VK吸收及药物跨膜转运、改变药物的药代动力学特性并提高其生物利用度。BA基水凝胶具有有效吸收二氧化碳的能力，并可能作为二氧化碳捕获和储存的替代材料，其与纳米颗粒结合形成的杂化材料寿命更长。

4.3 BA未来应用趋势

BA代谢轮廓是反映生物体内BA种类、含量和变化的指标，在肝胆疾病、胃肠道疾病、代谢性疾病及神经系统等疾病中均有一定应用，主要体现在BA能够激活各种受体，进而改变多种组织中基因表达、BA代谢、葡萄糖稳态、脂质和脂蛋白代谢及能量消耗，此外，肠道运动和细菌生长也受BA影响。BA的特殊结构也有较强功能性，胆汁盐和磷脂胶束在溶解胆汁中的胆固醇中起关键作用，从而防止胆固醇结晶和胆固醇胆结石形成。未来BA用于医疗临床的方案有BA受体的药理学激活、次级BA类的直接应用、能够产生BA的微生物应用，而最具优势与特异性的是BA受体的药理学激活，因为免疫途径限制了可能出现的副作用，对人体危害更小。

功能性BA的生物转化已展示了良好的应用潜力。通过基因编辑技术和生物工程手段将BA代谢酶相关基因导入工程菌中，以廉价易获取BA为底物，通过工程菌的转化实现新型高价值功能性BA的大规模生产。目前已有研究利用肠道益生菌完成新型BA的生物转化，如Marion等利用梭状芽孢杆菌（Clostridium scindens）和多形拟杆菌（Bacteroides thetaiotaomicron）完成isoBAs的生物转化，Sato等的研究表明，臭杆菌科（Odoribacteraceae）是体内合成isoalloBAs的必需益生菌。然而，上述生物转化BA的提取过程复杂，且只能获取微量BA，未来需综合考虑宿主微生物对底物BA的耐受程度、最佳发酵条件和新型BA生物转化条件等因素，进一步提升工程菌生物转化功能性BA的生产效率和规模。

5

结 语

过去几十年，BA作为胆固醇代谢产物在药物治疗和畜牧业方面占有重要地位，主要归因于BA能调控强大和复杂的代谢系统、调节肠-脑轴通路及神经网络信号，以及肠道菌群和肠道微生态的紧密动态互作关系。因此，BA的原料、合成、生物转化及新型BA的功能性验证都是功能性BA研究亟待解决的问题。目前对BA生物转化的研究仅局限于新型BA合成通路的探索，但对于BA代谢酶的来源、酶底物选择性、新型BA的体外大规模合成及新型BA作用机制等的研究仍十分有限。本文系统综述新型功能性BA的生物转化相关进展，为未来新型BA的应用提供一定理论参考。

通信作者：

蔡海莺，副教授，硕士生导师。浙江大学食品科学博士，德国亚琛工业大学、新加坡国立大学访问学者，浙江科技学院“优秀青年教师”，浙江省科技特派员。主持国家自然科学基金面上项目2 项、浙江省自然科学基金等省部级项目2 项、横向科研项目多项，以主要完成人参与国家自然科学基金、省重大专项等项目多项。在国内外学术期刊《mBio》《Food Microbiology》《LWT-FoodScience and Technology》《Molecular Nutrition & Food Research》《食品科学》《中国食品学报》和《生物工程学报》等发表学术论文30余篇。参编教材2 部。指导学生科技竞赛获国家级一等奖、三等奖1 项，省级三等奖2 项，国家级和省部级科技立项多项。主要研究方向为功能性食品开发、酶制剂和发酵食品生物技术等。

本文《功能性胆汁酸生物合成及应用研究进展》来源于《食品科学》2025年46卷第1期255-265页，作者：郑苗，常超，苏琪，蔡成岗，逯与运，赵敏洁，蔡海莺。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20231204-025。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。

实习编辑：李雄；责任编辑：张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网

为进一步促进动物源食品科学理论的完善与创新，加速科研成果向实际生产力的转化，助力产业实现高质量、可持续发展，由北京食品科学研究院、中国肉类食品综合研究中心、中国食品杂志社将与江西农业大学、江西科技师范大学、 南昌师范学院、 家禽遗传改良江西省重点实验室 共同举办的“ 2025年动物源食品科学与人类健康国际研讨会 ”，将于 2025年10月25-26日 在 中国 江西 南昌 召开。

长按或微信扫码进行注册

北京食品科学研究院、中国食品杂志社和全国糖酒会组委会将于2025年10月16-18日在江苏省南京市南京国际博览中心举办第113 届全国糖酒会食品科技成果交流会。食品科技成果交流会期间举办食品科技成果展，本届科技成果展以我国当前食品产业科技需求为导向，重点邀请“十四五”以来获得国家和省部级重要科研项目支持产出的食品科技新成果、新技术、新产品参展，并针对企业技术需要开展精准对接服务。

长按或微信扫码进行注册

以上会议招商招展

联系人：杨红；电话：010-83152138；手机：13522179918（微信同号）