《食品科学》：贵州医科大学刘嘉研究员等：发酵对芥菜茎膳食纤维结构﹑理化及发酵特性的影响

芥菜（Brassica juncea var. multiceps）在我国是重要的十字花科绿叶蔬菜，在发酵后不易软化，因此被用作酸菜的主要原料。芥菜含有大量的膳食纤维（DF）。而DF作为第七大类营养素，根据其水溶性可以分为可溶性膳食纤维（SDF）和不可溶性膳食纤维（IDF），对维持人体生理健康发挥独特的生理活性。DF通过限制胆汁盐再吸收调节血浆胆固醇，改善餐后血糖和血脂反应，同时影响肠道微生物群的生长和代谢。研究表明，SDF可以被肠道微生物群消化并产生大量的代谢产物，其产生的代谢产物在抗癌、降血压、降血脂以及治疗糖尿病等方面发挥着重要作用。DF可以促进有益菌和短链脂肪酸（SCFA）产生菌增殖，特别是乳杆菌和双歧杆菌以及阿克曼氏菌都是有益的SCFA产生菌。SCFA通常被称为挥发性脂肪酸，包括乙酸、丙酸、丁酸、戊酸和己酸，具有多种生物学功能。

物理法（挤出、超声等）、化学法（碱处理、酸处理等）和生物法（酶法、微生物法等）通过减小粒径、破解糖苷键和改变微观结构等方式提高DF中SDF的含量。其中，发酵作为一种传统的食品加工方式，可有效提高食物DF中SDF的占比。同时改善其理化性质。研究表明，双歧杆菌发酵提高了麦麸中SDF的含量及持油能力和葡萄糖吸附容量。绿色木霉发酵，显著提高了脱脂米糠SDF的持水能力、含油能力和胆固醇吸附量。同时，发酵还改善了玉米芯SDF的组成和比例。从加工废弃物增值利用的角度出发，发酵对谷物DF组成及特性的影响得到了大量印证。而现实生活中，酸菜也是利用发酵产生的一种蔬菜加工食品。目前大量研究仅关注发酵对芥菜感官品质的影响。而营养属性，尤其是微生物作用DF引起的组成及特性改变却鲜见报道。此外，传统的有盐发酵与现代的无盐发酵对发酵芥菜DF的影响是否有差异也鲜见报道。因此，贵州医科大学公共卫生与健康学院的陈晓蝶、刘嘉*，贵州省农业科学院园艺研究所的奥 宁等人利用液相色谱、扫描电镜（SEM）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）仪和X射线衍射（XRD）对包心芥菜茎DF的组成及结构进行鉴定，并对其理化特性进行分析。同时，利用体外发酵对SDF产生SCFAs的特性进行检测。通过建立发酵（不同发酵时间及发酵方式）与包心芥菜茎DF理化性质和功能特性之间的关联，为进一步了解发酵蔬菜的品质特性及工艺改良提供理论基础。

1 发酵对芥菜茎IDF和SDF组成及结构的影响

1.1 芥菜茎IDF和SDF的单糖组成分析

芥菜茎IDF和SDF的单糖组成存在略微差异（表1）。其中，未发酵芥菜茎的IDF中Gal-A物质的量分数最高（23.56%），随后依次是Glu（16.96%）﹑Xyl（16.63%）和Gal（16.08%）。这说明芥菜茎IDF中果胶和半纤维素类多糖占主要部分。发酵芥菜时，微生物初期主要利用芥菜中的可溶性糖类作为碳源；随着发酵进行，部分微生物或酶可能逐步分解DF，产生次级碳源被微生物利用。考察IDF和SDF单糖组成的变化，能够明晰微生物对碳源的选择性差异。发酵后芥菜茎中单糖组成发生改变，其中C-SDF的Glu物质的量分数显著增加（62.70%），芥菜茎的IDF中Gal-A和Glu整体呈现下降趋势，表明微生物选择性地利用了二者作为碳源。而Gal-A和Glu的比例下降，导致Gal﹑Ara和Rha的含量呈现上升趋势。未发酵芥菜茎的SDF中Glu物质的量分数最高（27.10%），随后依次是Gal-A（25.57%）、 Ara（16.51%）和Gal（15.63%），且几乎不含有Xyl（0.49%）。这说明，芥菜茎SDF中可溶性的果胶和半纤维素类多糖占主要部分。在乳酸菌发酵的DF中也发现未检测到Xyl成分。与IDF不同，SDF可溶于水，部分SDF（如果胶、部分半纤维素）可被微生物分泌的特定酶降解为低聚糖或单糖，从而被吸收利用。盐发酵（传统杂菌）芥菜茎中Glu﹑Gal-A及Ara是被微生物大量消耗的碳源性单糖；植物乳植杆菌发酵芥菜茎中Glu及Gal-A是被微生物大量消耗的碳源性单糖；肠膜明串珠菌发酵芥菜茎中Gal-A﹑Gal﹑Ara及Rha是被微生物大量消耗的碳源性单糖。由此证实不同微生物对碳源的选择存在差异，这有可能导致IDF和SDF在理化特性上产生差异。不同的发酵方式对单糖的组成含量有影响，在乳酸菌和Kluyveromyces marxianus C21分离和共发酵豆渣中SDF的理化和功能特性表征也发现了相同结论。在对DF进行发酵后，其SDF中的Glc-A、IDF中的Rha以及IDF中的Ara的含量都在未发酵的基础上增加，其原因可能是因为发酵破坏半纤维素，并将其转化为果胶和一些可溶性中性单糖等可溶性组分。

1.2 发酵对芥菜茎IDF和SDF微观结构的影响

如图1所示，未发酵芥菜茎IDF与SDF的表面光滑致密且完整。发酵后芥菜茎IDF的结构出现不同程度破碎。植物乳植杆菌和肠膜明串珠菌发酵的芥菜茎SDF表面存在孔洞，与未发酵芥菜茎相比更加疏松多孔，且呈蜂窝状，而盐发酵的芥菜茎SDF仅出现断层现象。有研究表明经过发酵后，IDF的完整结构被摧毁，同时SDF网络结构出现。这可能是因为发酵中微生物分泌的纤维素酶和木聚糖酶进入到纤维内部以后，导致纤维素和木质素的降解，导致DF蜂窝结构的形成。由此，乳酸菌发酵后，DF的微观结构发生了变化，可能导致DF理化和功能特性的改变。

1.3 发酵对芥菜茎IDF和SDF分子及晶体结构的影响

C由图2A可知，IDF与SDF都在约3 400 cm-1处显示出宽而强烈的特征峰，这归因于O—H的拉伸振动，主要来自纤维素。所有纤维在约2 930 cm-1处都有来自多糖甲基和亚甲基的C—H伸缩振动，所有样品在1 742 cm-1处都有一个特征峰（COOH的C—O拉伸），表明半纤维素水解。1 620 cm-1和1 408 cm-1附近处的峰可能分别是不对称和对称C＝O键拉伸的特征吸收。约1 410 cm-1处的谱带代表甲基和羰基的C—H振动。1 240 cm-1处的峰被认为是半纤维素的O—H或C—O基团振动。峰值在1 000～1 200 cm-1范围内，它对应于C—O伸缩振动，这可能是纤维素和半纤维素糖环的C—O—H和C—O—C；1 057 cm-1附近处的峰值被认为来自木质素或半纤维素的醚键。FTIR图显示，发酵与未发酵的芥菜茎中DF的吸收峰强度有所变化，表明发酵对其有所影响，但结构特征仍然相似。

从图2B可以看出，所有IDF样品在2θ在15.8°、34.6°以及21.6°处都显示出特征衍射峰，该结果表明存在纤维素I晶体结构，其特征是结晶纤维素区域和非结晶区域，这与黑米糠DF组成、结构、理化特性中观察到的结果相似。改性前后SDF在2θ＝21°附近具有明显的特征结晶峰，这是由于纤维素I型结构引起的。发酵后SDF在12°附近衍射峰强度降低，表明DF有序的晶体结构在发酵过程中遭到破坏。

2发酵对芥菜茎IDF和SDF持水能力、持油能力及膨胀力的影响

持水能力表示在重力以外的外力的情况下纤维保留水的能力，持水能力可作为其他营养物质吸收的指标，并可能表明微生物群落的均匀性。如图3A所示，X-SDF、Y-SDF、Z-SDF、C-SDF持水能力分别为12.55、7.85、9.77、14.69 g/g，其中，C-SDF吸附水的能力高于X-SDF，而Y-SDF和Z-SDF均低于X-SDF。改性可使纤维表面形成更多孔隙结构，有利于提高持水能力；然而，纤维素和半纤维素的降解则可能削弱纤维的吸水能力。此外，发酵处理在减小DF粒径、使其结构更为疏松多孔的同时，也可能将SDF水解为小分子多糖，造成亲水基团因酶消化而损失，从而导致持水能力下降。

发酵后IDF与SDF的持水能力相反。Y-IDF、Z-IDF、C-IDF、X-IDF的持水能力为14.86、13.46、14.99、12.34 g/g，发酵后IDF的持水能力显著高于未发酵IDF （P＜0.05），其中C-IDF的持水能力提高21.56%。IDF的持水能力增加可能与发酵过程中微生物的代谢活动有关，微生物会分解一些复杂的大分子结构，从而导致纤维的孔隙结构变得更加松散。同时，改性处理所带来的更高孔隙率与表面张力，增大了纤维与水的接触界面，促进了水分子的渗透与保持。此外，IDF被分解后，其微观结构遭到破坏，暴露出更多的极性和非极性基团，对水的吸附能力增加。

持油能力是衡量DF增强脂质代谢和降低血清胆固醇水平能力的重要指标。如图3B所示，经过发酵后，Y-SDF、Z-SDF、C-SDF的持油能力分别为25.45、27.16、26.75 g/g，均显著高于未发酵SDF（15.22 g/g）（P＜0.05），其中Z-SDF的持油能力提高78.45%。其原因可能是发酵导致其纤维结构破坏，孔隙增多，从而能够吸附更多的油脂。乳酸菌发酵SDF的持油能力较高，可能是由于发酵增加了SDF的比表面积，从而增加了其与油之间的接触面积。同时，乳酸菌发酵的SDF含有亲脂性基团，其结构和油分子之间的接触提供了足够的环境，因此在相同条件下能够吸收更多的油。

如图3C所示，发酵后X-SDF、Y-SDF、Z-SDF、C-SDF的膨胀力分别为8.33、6.06、8.67、12.39 mL/g，X-IDF、Y-IDF、Z-IDF、C-IDF的膨胀力分别为17.33、54.67、39.67、28.33 mL/g，其中Y-IDF膨胀力提高215.46%。总体而言，发酵后IDF其膨胀力均高于未发酵的IDF，这可能是由于发酵使纤维结构变得疏松、比表面积增大，从而增强了其水合能力所致。而在SDF膨胀力测定中发现盐发酵的SDF膨胀能力低于未发酵的DF。其原因可能在于经过处理后的DF结构被破坏，大分子物质的量减少，从而导致膨胀能力的降低。

3发酵对芥菜茎SDF CAC、胆酸钠吸附能力及GAC的影响

体内胆固醇有多种代谢途径，包括胆固醇吸收、胆固醇生物合成等，发酵能提升DF对胆固醇的吸附能力，其原因可能在于发酵使DF结构疏松且比表面积增大。由图4A可知，DF在pH 7时对胆固醇的吸附能力高于pH 2时的胆固醇吸附。X-SDF、Y-SDF、Z-SDF和C-SDF在pH 7时对胆固醇的吸附能力分别为7.10、16.46、17.43、8.39 mg/g，在pH 2时经过发酵的SDF吸附量也显著高于未发酵的SDF。

模拟肠道条件下DF在pH 7时的CAC高于模拟胃条件，这表明肠道的条件可能更有利于DF与胆固醇的结合，在相同的pH值条件下，发酵后DF的CAC明显高于未发酵的DF，表明发酵可以增强DF吸附胆固醇的能力。未发酵大豆渣和混合发酵的大豆渣的CAC在pH 7时高于pH 2，表明大豆渣在肠道中对胆固醇的吸附能力比在胃中更强。

人体内的大部分胆汁酸都是以胆汁酸钠的形式存在，肠道对胆固醇的吸收主要依靠胆汁酸钠作为载体，增强胆酸钠的吸收可以显著减少肠道对胆固醇的吸收。由图4B可知，X-SDF、Y-SDF、Z-SDF和C-SDF对胆酸钠的吸附能力分别为17.22、28.47、24.29、21.45 mg/g。经过发酵处理以后的DF对胆酸钠的吸附含量均显著高于未发酵的DF。发酵处理后提取的DF具有更丰富的果胶物质和高表面孔隙率，此外，发酵后的DF具有较小的粒径和更多孔和更破碎的微观结构，这也有助于胆酸钠吸附能力的提高。有关研究指出，植物乳植杆菌发酵和嗜酸乳杆菌发酵的IDF的胆酸钠吸附与对照组相比显著增强，发酵后的DF结合胆汁酸的能力得到了提高。

DF对葡萄糖的吸附可以延缓或减少葡萄糖在胃肠道的消化和吸收。由图4C可知，SDF对葡萄糖均具备吸附能力。X-SDF、Y-SDF、Z-SDF和C-SDF的GAC分别为0.1、0.41、0.24、0.30 mmol/g，发酵后SDF对葡萄糖的吸附能力显著高于未发酵的。GAC的提高可以归因于纤维表面孔隙率以及比表面积的增加，表面积的增加可以增加吸收的葡萄糖分子数量，从而提高葡萄糖的吸附性能。该机制也适用于微粉化过程，微粉化过程通过增加其表面积与孔隙率，进而提高了其对葡萄糖的吸附。发酵后的DF具备更强的GAC，可能是由于未经处理的DF和发酵处理的DF的结构不同。

4 发酵对芥菜茎SDF在体外模拟肠道发酵特性的影响

4.1 发酵对芥菜茎SDF在体外模拟肠道发酵条件下微生物多样性的影响

ACE指数反映了微生物群落的丰富度，Simpson和Shannon指数分别表征每个样本组内的物种丰富度和群落均匀度。如图5A所示，Blank 0 h组中ACE指数显著高于实验组以及Blank 24 h和INU组，表明未经发酵时的微生物其多样性均高于发酵后。如图5B所示，Blank 0 h和Blank 24 h组Shannon指数均高于INU组和实验组，其中INU组最低，表明未发酵及仅发酵24 h的空白组具有更高的微生物多样性和均匀度，而添加SDF与INU则对其产生了影响。这一现象可能源于SDF与菊粉促进了特定细菌群体的增殖，从而导致整体丰富度下降。这与Dong Huayue等的结果相似，说明以菊粉和SDF作为碳源可减少肠道致病菌种类，进一步证实二者均具有良好的益生元效应。此外实验组中X-SDF的Shannon指数显著低于Y-SDF，表明Y-SDF中的微生物均匀度水平较高。图5C表明添加SDF或INU后微生物多样性水平较空白组有所改善。图5D显示了发酵24 h和未发酵空白组的β多样性，其中PC1为28.54%，PC2为10.40%，Blank 0 h组与发酵后的Blank 24 h、INU 24 h及实验组明显分离，而发酵后的各实验组之间虽无显著差异，但与INU对照组存在一定距离，说明未发酵样品与发酵后样品的微生物组成具有明显区别，且发酵后的实验组与对照组之间因碳源不同亦存在群落差异。

图6A显示了体外发酵门水平的相对丰度，其中Pseudomonadota、Bacillota、Actinomycetota和Bacteroidota占比最高。肠道中变形菌的丰度与代谢和炎症疾病密切相关，变形菌的比例升高通常被认为是肠道微生物生态失调和不稳定的标志。图6C、D显示，发酵后显著提升了Pseudomonadota以及Actinomycetota的相对丰度，其中X-SDF的Pseudomonadota相对丰度最高，Z-SDF和Y-SDF的相对丰度均低于X-SDF组和INU组，INU组和C-SDF之间没有显著差异。INU组和Z-SDF组Actinomycetota的相对丰度没有显著差异，但高于X-SDF、Y-SDF和C-SDF组。综上所述，DF是否经过发酵以及所采用的发酵方式，均会对肠道微生物群落的结构与组成产生不同影响。

如图6B所示，发酵后各实验组的厚壁菌门/拟杆菌门（Bacillota/Bacteroidota）之比均显著低于Blank 0 h组和INU组。该比值的降低可能有助于促进肥胖患者体质量减轻并维持健康体质量。结果表明，尽管经过不同方式发酵，发酵后芥菜茎SDF在调节肠道菌群结构方面仍与新鲜芥菜茎提取的DF效果相当，两者之间未观察到显著差异。这说明发酵处理并未削弱其潜在的益生作用，进一步表明发酵芥菜茎后所提取的SDF在维持健康体质量方面仍具备良好的应用潜力，有望作为一种功能性食品成分加以开发。

图7A显示了微生物在属水平上相对丰度的变化情况。Escherichia-Shigella可引起炎症损伤或代谢异常，导致肌肉减少症。图7B显示，发酵24 h后各组的Escherichia-shigella均显著高于Blank 0 h，其中INU与X-SDF之间没有显著差异，但却显著高于Z-SDF、Y-SDF以及C-SDF的相对丰度，说明从发酵的芥菜茎中提取的DF对Escherichia-shigella具有潜在的抑制作用。图7C 显示，INU对照组及X-SDF、Z-SDF、Y-SDF、C-SDF组的Bifidobacterium相对丰度均显著高于Blank组。研究表明，双歧杆菌能显著减轻急性肺损伤模型中的肺组织损伤，并抑制促炎细胞因子的释放。以上结果表明，SDF与INU均表现出良好的益生元效应，能够促进Bifidobacterium的增殖。图7D显示，发酵后unclassified_f_Enterobacteriaceae丰度显著高于Blank 0 h组，但INU组发酵24 h后均显著低于Blank 24 h组和其他实验组。有关研究指出，Escherichia-Shigella和Enterobacteriaceae可能是影响肌肉减少症的微生物群的主要成分。

作为肠道微生物，拟杆菌属（Bacteroides）可以保护肠道免受病原体的侵害。图7E显示，发酵后Blank 24 h和各实验组的Bacteroides相对丰度显著升高，但INU组相对丰度显著低于Blank 0 h组。表明芥菜茎中的SDF能够有效促进Bacteroides的生长，能够对肠道起到保护作用。此外，拟杆菌门在复杂碳水化合物的消化中起着至关重要的作用，例如，可促进SCFA如丁酸的产生。

克雷伯氏菌属（Klebsiella）是婴儿细菌性肺炎的常见病原体。图7F显示，发酵后的Klebsiella相对丰度显著高于Blank 0 h，在实验组中，Z-SDF、Y-SDF、C-SDF的相对丰度显著低于X-SDF。表明从发酵后的芥菜茎中提取的DF与新鲜的芥菜茎DF相比能够更好的抑制Klebsiella的增长。

图7G显示，发酵24 h后Z-SDF、Y-SDF的Collinsella相对丰度均显著高于X-SDF以及Blank组和INU对照组。Collinsella物种在肠道中产生熊去氧胆酸；熊去氧胆酸抑制炎症和细胞凋亡，并作为抗氧化剂发挥作用。因此，从食用盐和植物乳植杆菌发酵的芥菜茎当中提取的DF对Collinsella具有更好的促进生长作用。

LEfSe用于在不同组之间进行比较，并识别具有不同丰度的微生物群落成员的特征和相关类别。使用LDA和LEfSe分析，进一步分析各实验组以及空白组中微生物组成的差异性。如图8A、B所示，Blank 0 h、Blank 24 h、INU、X-SDF、Z-SDF、Y-SDF以及C-SDF富集的物种分别为10、10、10、10、5、2、2 种，值得注意的是每个组都能促进不同微生物的生长。其中Blank 0 h中富集了Bacillota、Clostridia、Lachnospiraceae等细菌；Blank 24 h富集了Bacteroidaceae、Bacteroides、Acidaminococcales等细菌；INU 24 h富集了Escherichia-Shigella、Actinomycetota、Actinobacteria等细菌；X-SDF富集了Enterobacteriaceae、Gammaproteobacteria、Enterobacterales等细菌；Z-SDF富集了Coriobacteriia、Coriobacteriales、Collinsella、Coriobacteriaceae、Veillonella。以Y-SDF和C-SDF为碳源时，所富集的微生物种类最少：Y-SDF组仅富集了Eggerthellaceae与Eggerthella以及g_unclassified_f_Enterobacteriaceae，而C-SDF组则仅富集了Haemophilus与Pasteurellaceae。肠道共生的Lachnospiraceae细菌在结肠炎小鼠中发挥抗炎作用。拟杆菌门与其他肠道微生物进行复杂的代谢相互作用，促进DF的分解和有益代谢产物的产生。放线菌菌株除了抗菌、抗真菌和抗癌特性外，放线菌菌株还被发现具有抗病毒特性。

综上所述，不同的SDF会影响其微生物中优势菌群的组成。使用从不同发酵方式的芥菜茎中提取的SDF发酵肠道微生物，其优势菌群发生明显变化，表明SDF的单糖组成及结构的不同可能会使得肠道微生物菌群发生变化。

4.2 发酵对芥菜茎SDF在体外模拟肠道发酵条件下pH值及产SCFAs的影响

肠道菌群通过发酵DF产生SCFAs，从而对胃肠道的pH值产生调节作用。而pH值可用于监测体外发酵过程，是发酵过程中非常重要的指标。如图9A所示，在发酵0 h时Blank组、对照组以及实验组的pH值范围为7.420±0.015～7.010±0.021，而发酵24 h后各组的pH值均有所降低，其中Blank 24 h为7.330±0.021、X-SDF 24 h为6.480±0.017，均大于INU对照组和实验组。与空白组相比各实验组的pH值在发酵液中降低更为明显。Blank组 pH值下降，这可能是由于蛋白质和培养基其他成分的发酵所致。pH值的降低可能是由于肠道微生物利用培养基中的碳水化合物，导致糖化和发酵，进而形成SCFAs，从而降低pH值。该结果表明，不同方式发酵的SDF均能被发酵液当中的微生物所利用，并降低其pH值。

DF不能被胃肠消化液中的消化酶分解，但可以进入盲肠和结肠，被肠道微生物利用，SCFAs浓度作为决定DF益生元活性的重要指标之一。如图9B所示，发酵后INU对照组和实验组的总SCFAs含量均高于Blank 24 h组，Y-SDF、Z-SDF、C-SDF总SCFAs含量相比X-SDF分别提高35.27%、61.95%、19.13%。同时，经过24 h的发酵后，各组的SCFAs均存在差异，且由不同方式发酵的SDF对其SCFAs的影响也存在差异。发酵后乙酸、丙酸和丁酸3 种主要SCFAs的含量如图9C～E所示，发酵24 h后除INU对照组外，Z-SDF组乙酸的质量浓度最高，为1 327.08 μg/mL，X-SDF质量浓度最少，为813.19 μg/mL，均显著大于Blank 24 h组（402.82 μg/mL）；在丙酸中，各实验组的含量均显著高于Blank 0 h组和INU组，且Z-SDF组丙酸质量浓度为370.50 μg/mL，高于其他组DF，发酵后提取的SDF作为碳源时丁酸含量也显著高于X-SDF组。发酵24 h后实验组异丁酸和异戊酸的含量均显著高于INU组，Z-SDF戊酸含量显著高于空白组和INU组，而Y-SDF和C-SDF之间没有显著差异（图9F～H）。

乙酸、丙酸和丁酸是肠道中的主要SCFAs。乙酸可以改善CD103+DCs和Treg细胞反应的诱导，以防止食物过敏。丙酸盐主要被肝脏吸收，在肝脏中它可以参与葡萄糖生成（葡萄糖的产生）。丁酸盐似乎通过减少硫酸吲哚酯的产生，从而减少转化生长因子β1（TGF-β1）的表达，从而通过阻断TGF-β1介导的途径来抑制间质纤维化的进展并改善肾损伤。

在本研究中，从发酵后的芥菜茎中提取的SDF均能促进总SCFAs、乙酸以及丙酸的增加，增加肠道益处，且不同方式发酵的SDF与未发酵的SDF间也存在差异，推测不同方式发酵的SDF可能对其肠道微生物也有不同的影响。

4.3 发酵对芥菜茎SDF在体外模拟肠道发酵条件下的肠道微生物与SCFAs相关性分析

如图10所示，乙酸与Bifidobacterium以及Ligilactobacillus呈现显著正相关，和Agathobacter呈现负相关，这与Cheng Jingni等的研究相似，其研究也提到乙酸盐还显示出与Agathobacter呈负相关，说明双歧杆菌可产生乙酸和丙酸作为主要发酵产物。这也与本实验的结果一致，INU对照组和实验组的乙酸含量显著高于Blank组，同时INU对照组和实验组的Bifidobacterium显著高于Blank组。Collinsella与丙酸呈正相关。Bacteroides、Lactococcus和Eubacterium与异丁酸呈正相关。Bacteroides与异戊酸呈显著正相关。因此推断，芥菜茎SDF会增加Lactococcus、Bifidobacterium、Bacteroides等有益菌的相对丰度，促进乙酸、丙酸和丁酸含量的增加。这表明肠道菌群组成的差异会影响SCFAs的生成，增加有益菌的丰度能够改善SCFAs水平，进而保护肠道健康。

结 论

本实验分别从单菌株发酵（植物乳植杆菌和肠膜明串珠菌）和食盐发酵处理后的芥菜茎中提取DF，对其理化特性及体外发酵特性进行研究。结果表明，在结构和功能特性方面，发酵后其结构与未发酵相似，并具备多糖结构，发酵后其微观结构变得疏松多孔，表面吸附位点增加，实现持水能力、持油能力以及膨胀能力的提升。同时，发酵后所提取的DF对CAC、胆酸钠吸附能力和GAC均有所提高。体外发酵结果表明，发酵24 h后从发酵的芥菜茎当中提取的DF作为碳源的组别中其pH值低于X-SDF组，且发酵后Y-SDF、Z-SDF、C-SDF总SCFAs、乙酸、丙酸和丁酸较X-SDF均显著提高。发酵24 h后Y-SDF、Z-SDF、C-SDF的厚壁菌门和拟杆菌门的比值均高于X-SDF；同时促进Bifidobacterium和Collinsella相对丰度的增加。结果证实，无论常规盐发酵还是单菌株发酵，都能改善芥菜茎的营养属性，尤其是DF结肠发酵特性及益生效应的提升。

作者简介

通信作者

刘嘉，博士，研究员，博士毕业于西南大学食品科学学院，大连工业大学食品学院博士后，获批贵州省第十四批（2023年）优秀青年科技人才计划。马来西亚国立大学外籍博士导师，西南大学、贵州大学、贵州医科大学校外硕士导师。主要研究方向为地方特色食品加工、地方特色食品工业化开发、企业食品安全体系建设等方面。以第一作者及通信作者发表学术论文共60余篇。以第一发明人身份，获得国家发明专利4 项。现主持及完成国家十三五重点研发计划子课题任务1 项、国家自然科学基金3 项、中国博士后基金1项、贵州省科学基金重点项目1 项、贵州省重大专项子课题1 项、贵州省杂粮/蔬菜/马铃薯加工体系建设专项3 项、贵州省农业科技支撑计划2 项、贵州省农业科学院院专项1 项。曾获得2016年重庆市优秀博士论文（省级优秀博士论文）。2019-至今，已为贵州长顺八妹农副产品开发有限公司（桂康粮油）、贵州黔忆丝风味食品有限公司及上越、叶老大、千里绿、十六香、斛山等20余家食品加工企业提供产品检测体系建设及食品安全咨询等业务。

第一作者

陈晓蝶，贵州医科大学公共卫生与健康学院 公共卫生专业，2023级硕士研究生在读。

引文格式：

陈晓蝶, 奥宁, 王堃, 等. 发酵对芥菜茎膳食纤维结构、理化及发酵特性的影响[J]. 食品科学, 2026, 47(9): 163-178. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20251106-049.

CHEN Xiaodie, AO Ning, WANG Kun, et al. Effect of fermentation on structure, physicochemical and in vitro fermentation characteristics of dietary fiber in mustard green stems[J]. Food Science, 2026, 47(9): 163-178. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-20251106-049.

实习编辑：杨琼；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

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为系统提升我国食品营养与安全的科技创新策源能力，加速科技成果向现实生产力转化，推动食品产业向绿色化、智能化、高端化转型升级，由北京食品科学研究院、中国食品杂志社《食品科学》杂志（EI收录）、中国食品杂志社《Food Science and Human Wellness》杂志（SCI收录）、中国食品杂志社《Journal of Future Foods》杂志（ESCI收录）主办，合肥工业大学、安徽省食品行业协会、安徽大学、合肥大学、合肥师范学院、北京工商大学、中国科技大学附属第一医院临床营养科、安徽粮食工程职业学院、皖西学院、滁州学院、蚌埠学院共同主办的“ 第六届食品科学与人类健康国际研讨会 ”，将于 2026年8月15-16日（8月14日全天报到） 在 中国 安徽 合肥 召开。

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为对标农业农村部2035年科技规划及“十四五”“十五五”发展方向，推动农产品加工与储运的工程化、智能化、绿色化升级，由湖南省农业科学院、湖南农业大学、北京食品科学研究院、国际食品科技联盟（IUFoST）、中国农业大学、岳麓山工业创新中心主办，湖南大学、中南林业科技大学、长沙理工大学、湖南中医药大学、湘潭大学、岳麓山实验室协办，中国食品杂志社、洞庭实验室、湖南省食品科学技术学会、湖南省农产品加工与质量安全研究所、湖南农业大学食品科学技术学院、Springer Nature-《Agricultural Products Processing and Storage》杂志承办的“第二届农产品加工与食品制造国际学术研讨会—创新引领绿色智造，AI赋能科技进步”，将于2026年9月19-20日（9月18日会议报到）在中国 湖南 长沙召开。

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