改性纤维素与车前子胶在菊粉共给时调节结肠产气的随机对照试验：凝胶化作用机制探究

《Food & Function》：A randomised, placebo-controlled trial in healthy humans of modified cellulose or psyllium evaluating the role of gelation in altering colonic gas production during inulin co-administration

本刊推荐一项创新性随机对照试验，研究通过物理交联凝胶（甲基纤维素MC与车前子PSY）调控菊粉（IN）结肠发酵动力学。结果表明PSY可显著延缓口盲肠转运时间（OCTT）并降低早期呼气氢（BH2）曲线下面积（AUC0–6 h），而MC虽具相似流变特性却未达非劣效标准。该研究为功能性膳食纤维协同应用改善肠易激综合征（IBS）患者耐受性提供了新视角。

　　

引言

膳食纤维对健康的重要性已获流行病学与临床试验证实，但其摄入量在欧洲与美国仍仅为推荐量（25克/日）的一半。消费者回避纤维的主要原因包括结肠产气引发的症状。研究表明，延缓发酵速率可减少结肠扩张与相关症状。菊粉（IN）作为可发酵纤维与凝胶形成纤维车前子（PSY）联用时，较单用菊粉能降低肠易激综合征（IBS）患者的产气量，但机制未明。本研究假设PSY通过物理交联凝胶网络抵抗胃肠道剪切力，阻碍微生物对菊粉的利用，从而延迟发酵。甲基纤维素（MC）作为另一种物理交联纤维，因其可调性与经济性被广泛用于食品工业。本研究旨在开发与PSY功能相似的MC制剂，并通过体外与人体试验验证其效果。

材料与方法

研究采用随机、三向、安慰剂对照的非劣效性设计，纳入30名健康志愿者。干预组分别接受PSY（15克）、MC（15克）或安慰剂麦芽糊精（MD，15克）与菊粉（15克）联用。通过24小时内呼气氢（BH₂）与甲烷（BCH₄）监测结肠发酵动态。主要终点为MC在降低0–6小时BH₂曲线下面积（AUC_{0–6 h}）方面是否非劣效于PSY。次要终点包括全程产气量、口盲肠转运时间（OCTT）与全肠道转运时间（WGTT）。体外实验通过透析模型评估菊粉释放速率，并采用流变学分析凝胶特性。

结果

理化性质表征：体外透析模型中，PSY与MC混合制剂（2% A4M + 2% MX）均仅释放8%的菊粉，显著低于MD（27%）。流变学测试显示MC凝胶的复数粘度（η*）与储能模量（G′）高于PSY，但PSY的损耗模量（G″）随频率增加而上升，表明其更易变形且具备“自愈合”潜力。

主要终点：PSY较MD显著降低BH₂AUC_{0–6 h}（p=0.033），而MC未达非劣效标准（差异下限3156 ppm·min超过预设阈值3116 ppm·min）。

次要终点：三组在24小时总BH₂产量上无显著差异，表明发酵延迟而非阻断。PSY显著延长OCTT（p=0.013）与达峰时间（TTP BH₂，p<0.001），而MC与MD无差异。相关性分析显示OCTT与BH₂AUC_{0–6 h}呈负相关（MC组r2=0.60），且MD组的TTP BH₂与24小时产气量正相关（r=0.42–0.48）。

讨论

尽管MC与PSY具有相似的体外凝胶特性与菊粉控释能力，但体内表现差异显著。PSY可能通过其多糖网络的快速重构能力抵抗肠道蠕动产生的剪切力，从而延缓小肠转运与结肠发酵。而MC虽增加胃内容物粘度，却可能因刺激小肠分泌而加速转运。这种差异提示凝胶的“自愈合”特性对功能至关重要。未来或需通过调整MC的取代基组合或添加盐类以增强其凝胶稳定性。本研究局限性包括缺乏直接肠道动力监测，后续将结合磁共振成像（MRI）与遥感胶囊技术进一步验证。

结论

PSY可通过延缓口盲肠转运有效抑制菊粉的早期发酵，而MC未显示非劣效性，但其对小肠转运的加速作用或对便秘型IBS（IBS-C）患者有益。两种凝胶纤维均未减少菊粉总发酵量，表明其可在保留短链脂肪酸（SCFA）益处的同时缓解产气症状，为IBS的个性化膳食干预提供新策略。