米曲霉（Aspergillus oryzae）发酵米中的α-淀粉酶促进与人类共生细菌Faecalibacterium prausnitzii的生长

为何发酵米与肠道微生物重要

我们的食物不仅养活我们自己；也养活着肠道内成万亿计的微生物。这些微小伙伴会影响消化、免疫，甚至慢性病风险。本研究探讨了一种日本传统成分——由曲霉（Aspergillus oryzae）发酵的大米（用于酿造清酒和制作味噌）——如何滋养一种特别重要的肠道细菌Faecalibacterium prausnitzii，该菌与肠道健康和抗炎保护密切相关。

肠道的静默守护者

Faecalibacterium prausnitzii是健康成年人中最常见的益生菌之一，通常占肠道群落的5–15%。它产生丁酸——一种短链脂肪酸，为肠上皮细胞提供能量，帮助维持肠屏障并抑制过度活跃的免疫反应。肥胖、2型糖尿病以及克罗恩病和溃疡性结肠炎等炎症性肠病中均报道过该菌水平降低。由于它对氧极为敏感且难以制成稳定的益生菌制剂，科学家们正在寻找“益生元”——能够帮助体内现有F. prausnitzii在肠道内繁盛的食物成分。

米曲发酵物促进关键微生物生长

研究人员制备了由Aspergillus oryzae发酵的大米水提取物（米曲提取物），并将少量加入F. prausnitzii的培养基中。与仅含水的对照培养基相比，发酵米提取物显著增加了细菌生长、基因拷贝数和ATP（细胞能量的标志）。在显微镜下，细菌生长更致密并形成小簇。这些结果表明，发酵米中存在某种类似生长助剂的成分，有利于这种有益微生物的繁殖。

将促生长因子追溯到一种酶

为寻找活性成分，团队使用带电柱将米曲提取物中的蛋白质分离成多个组分。只有一小部分分馏能刺激F. prausnitzii的生长和能量产生。对最活跃分馏的蛋白质分析显示，其富含α-淀粉酶——一种由Aspergillus oryzae产生的淀粉分解酶，以及若干其他消化酶。活性测定证实这些分馏具有强的α-淀粉酶活性，且加热处理（足以破坏酶活性）会使促进生长的效果消失。这表明关键因素是对热敏感的酶，而非简单的营养物质。

发酵米如何让淀粉更易被利用

科学家进而探究这种酶的支持作用如何帮助细菌。他们在含不同碳水化合物来源的培养基中培养F. prausnitzii。当培养基仅含复杂淀粉及相关链时，富含α-淀粉酶的分馏和原始米曲提取物均能改善生长、ATP水平和丁酸生成。但当只提供简单的葡萄糖时，α-淀粉酶分馏不再有助，而完整提取物仍有部分益处。这一模式表明，α-淀粉酶将淀粉分解成较短的糖链，使F. prausnitzii更易摄取，免去该菌自身合成全部降解酶的能量开销。与此同时，粗提物中的其他成分——如额外的酶、肽或维生素——很可能在淀粉消化之外提供额外支持。

发酵食品：聪明的肠道助力者

最后，团队将米曲提取物与在相同活性水平下的纯化Aspergillus α-淀粉酶制剂进行了比较。在以淀粉为唯一燃料时，两者均能促进该菌，但整体发酵米提取物效果更佳，强调了酶类“鸡尾酒”加上微量营养素比单一分离成分更强的作用。尽管这些实验是在试管中对单一菌种进行，研究仍提示传统发酵食品可能通过不仅提供纤维和营养，还提供现成的消化酶来帮助肠道健康，从而让像F. prausnitzii这样的有益微生物繁盛并产生更多丁酸。从长远看，这一原理可为设计新的功能性食品和合成益生元（将益生元淀粉与靶向酶结合）以支持更健康的肠道生态系统提供指导。

引用: Nakayama-Imaohji, H., Tada, A., Ogiwara, S. et al. α-Amylase in Aspergillus oryzae-fermented rice promotes the growth of human symbiotic Faecalibacterium Prausnitzii. Sci Rep 16, 5792 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-36928-x

关键词: 发酵食品, 肠道微生物组, Faecalibacterium prausnitzii, 益生元, 丁酸