《Food Bioscience》：Effect of high temperature fluidization treatment on phenolic composition of highland barley and inhibition mechanism of starch digestive enzymes
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三果粉胃肠消化稳定性及肠道菌群代谢产物对生物活性的影响研究，通过模拟消化和体外结肠发酵发现，微生物代谢导致50-55%原生酚降解并生成尿石素等代谢物，显著增强抗氧化和抗炎活性，同时改变肠道菌群结构，Ruminococcus减少而Lactobacillus增多。
Bhawana Jangra|Arka Bhattacharya|Amit Srivastava|Kanthi Kiran Kondepudi|Sanjay M. Jachak
印度旁遮普邦SAS Nagar（Mohali）第67区，国家制药教育与研究学院（NIPER）天然产物系，邮编160062
摘要
Triphala是一种传统草药配方，由Terminalia chebula、Terminalia bellirica和Emblica officinalis组成，富含多酚和单宁。然而，这些化合物在胃肠道消化和肠道微生物发酵过程中的稳定性及代谢命运尚未完全明了。在本研究中，通过模拟INFOGEST消化过程以及随后的体外结肠发酵，研究了Triphala的胃肠道稳定性、微生物生物转化及其体外生物活性。发酵过程中观察到显著的微生物代谢作用，导致约50–55%的原始多酚降解，并形成了尿石素，其中最高浓度出现在24小时时。使用UPLC-Q-ToF-MS/MS技术初步鉴定出Triphala粉提取物中的36种植物成分。通过UPLC-PDA定量分析了选定的多酚和尿石素（包括尿石素C和尿石素B），如焦性没食子酸、没食子酸、表没食子儿茶素和柯里拉金）。发酵引起的成分变化伴随着总多酚含量的增加以及抗氧化能力的提升（通过ABTS、FRAP和DPPH实验检测）。此外，发酵后的Triphala提取物能够减轻棕榈酸/LPS诱导的氧化应激和Caco-2细胞的炎症反应，表现为细胞内ROS水平降低、抗氧化酶活性恢复、上皮细胞完整性保持以及促炎细胞因子（IL-6、TNF-α和IL-1β）的抑制。肠道微生物群分析显示，发酵改变了微生物组成：Ruminococcus的数量减少，Bifidobacterium水平无显著变化，而Lactobacillus数量增加。总体而言，这些发现强调了肠道微生物生物转化对Triphala代谢谱和体外生物活性的影响。
引言
Triphala粉（TF）是一种由三种水果的外果皮等量混合制成的传统草药制剂：Terminalia chebula（Haritaki）、Terminalia bellerica（Bibhitaki）和Emblica officinalis（Amla）。由于其丰富的多酚、可水解单宁、黄酮类化合物和维生素C，TF不仅在传统医学中具有治疗作用，还被认为是一种营养价值高的功能性水果制剂（Jangra等人，2025；Kwandee等人，2023；Wang等人，2023）。这三种水果各自含有不同的生物活性成分：Emblica officinalis富含可水解单宁，T. bellerica含有柯里拉金、没食子酸和没食子儿茶素等鞣花单宁，T. chebula则以焦性没食子酸为主要多酚成分。这些多酚具有强抗氧化特性，并在胃肠道和微生物作用下发生广泛转化，从而影响其稳定性、生物利用度和代谢命运（Hegde等人，2024；Wang等人，2023）。TF因其富含具有营养价值的多酚而广受认可（Peterson等人，2020），其中P. emblica尤其富含可水解单宁（Yang & Liu，2014），T. bellerica含有柯里拉金、没食子酸和没食子儿茶素，T. chebula则是焦性没食子酸的来源（Bag等人，2013）。为了研究这些化合物的代谢过程，常使用人类肠道模型，在受控实验室条件下通过粪便接种物进行批量发酵，以模拟结肠微生物群的组成和活性。体外批量发酵系统也被用于研究肠道微生物代谢，包括从膳食前体生成尿石素等多酚类物质，使用LC–MS技术和UPLC-PDA进行定量分析。多酚在减轻氧化应激、调节炎症途径及与肠道微生物群相互作用方面具有重要作用（Aravind等人，2021；Claudine等人，2004；Manach等人，2004）。然而，它们的功能效果不仅取决于其在食物中的存在形式，还取决于消化过程中的释放、转化和代谢（Mahdi等人，2025；Williamson & Clifford，2010）。多酚的化学稳定性及其在微生物作用下转化为小分子代谢物的过程对其营养价值和在食品系统中的应用至关重要（Rio等人，2013）。许多膳食多酚在上消化道未被吸收，它们要么与食物基质结合，要么存在于复杂的聚合物结构中，阻碍了吸收。因此，它们几乎以原始形式进入结肠，在那里经历广泛的微生物发酵和分解（Parada & Aguilera，2007）。这种微生物代谢产生了一系列小分子酚类衍生物，影响了多酚富集食品的整体成分动态和营养价值（Rudrapal等人，2024；Selma等人，2009）。
近年来，人们越来越关注膳食多酚与肠道微生物群之间的相互作用，因为这些相互作用对多酚的生物利用度、代谢命运和生物学效应有重要影响。大量多酚在上消化道未被吸收，进入结肠后会在微生物作用下转化为具有不同理化和生物学特性的小分子酚类代谢物。最新研究表明，这种微生物生物转化不仅改变了多酚富集食品的化学组成，还通过生成尿石素等生物活性代谢物调节其抗氧化和抗炎作用（Alqudah & Claesen，2024；Li等人，2024）。越来越多的证据表明，这些发酵衍生的代谢物对宿主-微生物群相互作用有重要影响，可能对多酚富集食品的功能价值起到关键作用（Xie等人，2025）。
肠道微生物群在将膳食多酚分解为更小、更易吸收的代谢物方面起着重要作用。在富含多酚和鞣花单宁的水果制剂（如TF）中，微生物活动可以释放没食子酸和鞣花单宁，并进一步将其转化为尿石素。这些代谢物在食品化学中具有重要意义，因为它们是微生物分解的最终产物，对人类的化学和营养价值有贡献。它们的形成说明了食物基质与肠道微生物群之间的相互作用如何决定生物活性化合物的最终命运（Udomwasinakun等人，2023；Zhang等人，2021）。这些观察结果表明，Triphala的生物活性不仅取决于其原始的植物化学组成，还受到结肠中微生物转化的影响，这些转化产生了具有新化学和营养特性的代谢物。因此，理解这些转化对于评估Triphala对多酚摄入的总体贡献及其在现代饮食系统中的潜在作用至关重要（García-Villalba等人，2022；Iglesias-Aguirre等人，2023；Pidgeon等人，2025）。先前的研究显示，Triphala补充剂可以调节与肥胖相关的肠道微生物群和代谢途径，激活苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸的生物合成，调节能量代谢（Kwandee等人，2025；Kwandee等人，2024；Kwandee等人，2023），并增加氨、戊酸、异戊酸和异丁酸等肠道代谢物，可能有益于肠道健康（Goya-Jorge等人，2025）。尽管已有大量研究探讨了膳食多酚与肠道微生物群之间的相互作用，但Triphala衍生物的多酚代谢过程仍不完全清楚。特别是关于消化过程中多酚降解的动力学、代谢物形成的顺序和动态，以及这些变化对Bifidobacterium、Lactobacillus和Ruminococcus等肠道细菌群体的具体影响，仍缺乏信息。解决这些空白对于明确Triphala作为多酚富集食品在胃肠道中的行为至关重要。这些知识不仅有助于支持TF作为食品制剂的用途，也有助于理解其作为膳食多酚来源的作用，将传统实践与现代消化、肠道微生物代谢和食物-健康相互作用联系起来。
本研究在生理相关条件下研究了TF多酚的代谢命运。采用模拟胃肠道消化模型，随后进行72小时的体外结肠发酵，利用UPLC-Q-ToF-MS/MS技术追踪酚类化合物的顺序释放及其微生物转化过程。同时分析了消化和发酵过程中的总多酚含量和抗氧化活性变化。此外还检测了Caco-2细胞的存活情况、细胞因子水平、跨上皮电阻（TEER），以及Triphala对人类粪便微生物组的影响。特别关注了Triphala衍生物对代表性肠道微生物群的影响，从而提供了关于这种传统水果制剂成分动态和微生物转化的机制见解。
材料与试剂
二氯甲烷（DCM）、甲醇、碳酸钠、氢氧化钠和碳酸氢钠购自Central Drug House（CDH，新德里，印度）。氯化铝、氯化钠、蛋白胨水、de Man Rogosa和Sharpe（MRS）琼脂、脑-心浸出琼脂、酵母提取物、磷酸二钾、磷酸二氢钾、七水合硫酸镁、蛋白胨、酵母提取物、葡萄糖、六水合氯化钙、血红素、维生素K、Columbia琼脂、紫红色
Triphala提取物（TFE）在Infogest胃肠道消化和批量发酵后的总多酚含量、黄酮类化合物含量及抗氧化能力（TFE-FT）
图1显示了Triphala粉提取物在模拟胃肠道消化及随后结肠发酵过程中的总多酚含量（TPC）、总黄酮类化合物含量（TFC）和抗氧化能力的变化。在唾液（SSF）、胃（SGF）和肠道（SIF）阶段，TPC分别为5.87、4.96和4.53 μg GAE/mL，表明酚类化合物具有良好的初始生物利用度。结肠发酵开始后...
讨论
本研究采用综合的INFOGEST消化、批量发酵、代谢组学和细胞模型方法，全面探讨了TF多酚的胃肠道稳定性、微生物转化和生物活性。我们的发现共同揭示了复杂单宁向可利用酚类和尿石素的动态生物转化过程，这解释了发酵后TF的抗氧化、抗炎和调节肠道微生物群的作用
结论
总之，本研究表明，体外胃肠道消化后经结肠发酵的Triphala会产生微生物代谢物，包括尿石素。通过UPLC-Q-ToF-MS/MS初步鉴定出四种尿石素，证实了肠道微生物代谢在塑造发酵后Triphala代谢物谱型中的作用。此外，还使用UPLC-PDA在消化前后定量分析了多酚、尿石素B和尿石素C。
CRediT作者贡献声明
Arka Bhattacharya：撰写初稿、数据可视化、实验设计、数据分析、数据管理。Bhawana Jangra：撰写初稿、数据可视化、实验设计、数据分析、概念构建。Sanjay Jachak：审稿与编辑、撰写初稿、监督工作、资源协调、方法设计、概念构建。Kanthi Kondepudi：审稿与编辑、撰写初稿、监督工作、资源协调、方法设计、概念构建。Amit Srivastava：
利益冲突声明
? 作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。
