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本研究发现，经枯草芽孢杆菌（B. subtilis）发酵的黑豆与薏苡仁（FBA）相比未发酵物（UFBA），能更有效地改善高脂高果糖饮食（HFFD）诱导的小鼠代谢综合征，包括减轻体重增加、内脏脂肪堆积、血脂异常和肝脏脂肪变性，并提高胰岛素敏感性。其机制与调控肝脏AMPK-SIRT1、PI3K-Akt通路以促进脂肪氧化、抑制脂肪生成，并重塑肠道菌群、降低厚壁菌/拟杆菌（F/B）比例、提升盲肠丙酸水平密切相关。研究表明发酵可显著增强原料的生物活性，FBA是潜在的多靶点功能性膳食干预策略。
发酵工艺增强黑豆与薏苡仁的生物活性：
发酵过程显著提升了样品的生物活性。如图1所示，B. subtilis natto发酵后，样品的DPPH自由基清除活性（从13.0%提升至26.1%）和总酚含量（从23.1 mg GAE/g提升至29.1 mg GAE/g）均显著增加。尤为关键的是，发酵过程中新生成了功能性代谢物γ-聚谷氨酸（γ-PGA），浓度达到8.8 mg/g，而在未发酵样品中未检出。这些数据表明，发酵成功富集了多酚和γ-PGA等关键生物活性成分。
FBA补充抑制HFFD诱导的体重增加：
在为期15周的实验中，尽管各组每日总热量摄入（HFFD、UFBA、FBA组间）无显著差异，但补充6%的FBA可有效抑制高脂高果糖饮食引起的体重过度增加。从第8周开始，FBA组小鼠的体重就显著低于HFFD组，并持续至实验结束。而未发酵的UFBA补充则未能有效防止显著的体重增加。这表明显著的抗肥胖功效源于FBA的代谢调节特性，而非能量摄入减少。图2b直观地展示了各组小鼠在实验结束时的体型差异，HFFD组呈现明显的肥胖表型。
FBA补充改善血清生化指标：
FBA补充显著改善了HFFD引起的多项血清生化参数异常。相比于HFFD组，FBA显著降低了肝脏损伤标志物天门冬氨酸氨基转移酶（AST）和丙氨酸氨基转移酶（ALT）的水平。在血脂方面，FBA有效降低了总胆固醇（T-CHO）、甘油三酯（TG）和低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）水平，并改善了LDL-C/HDL-C比值。此外，尿酸（UA）水平也因FBA补充而显著降低。这些结果综合表明，FBA有助于减轻肝脏损伤、纠正脂质代谢紊乱。
FBA补充减轻肝脏肿大、脏器重量及脂肪组织堆积：
HFFD喂养导致肝脏肿大、颜色变浅并出现可见油滴，FBA补充则使肝脏大小和颜色更接近正常饮食（ND）组。脏器重量分析显示，FBA显著降低了因HFFD而升高的肾脏绝对重量。在内脏脂肪方面，FBA显著降低了总白色脂肪组织（WAT）重量，包括附睾（pWAT）、肾周（rWAT）和肠系膜（mWAT）脂肪，其减少程度优于UFBA。图3a和3b的图片及柱状图清晰展示了肝脏、肾脏、脾脏及各部位脂肪组织的差异。
FBA补充减轻HFFD诱导的肝脏脂肪堆积和白色脂肪组织肥大：
组织学分析进一步证实了FBA的改善作用。肝脏H&E染色显示，HFFD组肝细胞核萎缩、排列紊乱、出现炎性细胞浸润和大脂滴。FBA和UFBA补充均减少了脂肪空泡数量。肝脏油红O染色显示，HFFD组肝脏有大量红色脂肪颗粒沉积，FBA补充减轻了这种脂肪堆积。在白色脂肪组织中，HFFD组脂肪细胞数量少但体积巨大，呈现明显肥大。FBA补充使脂肪细胞体积显著减小，数量增多。定量分析显示，FBA使脂肪细胞平均相对大小比HFFD组降低了3.7倍，并且脂肪细胞大小分布向更小的范围集中（93%的细胞集中在1000–2500 μm2范围）。
FBA补充改善HFFD喂养小鼠的葡萄糖耐量：
FBA补充改善了HFFD诱导的糖代谢紊乱。在实验第8周和15周，FBA均能显著降低空腹血糖水平。口服葡萄糖耐量试验（OGTT）显示，FBA组血糖曲线下面积（AUC）显著低于HFFD组，表明其葡萄糖耐量得到改善。同时，FBA显著降低了血清胰岛素水平，并使胰岛素抵抗指数（HOMA-IR）呈下降趋势。这些结果表明FBA能够增强胰岛素敏感性。
FBA调节脂肪因子平衡和炎症反应：
代谢紊乱与脂肪因子失衡和慢性炎症密切相关。FBA补充显著降低了血清瘦素（Leptin）水平，并改善了瘦素/脂联素（Adiponectin）比值。在肝脏炎症因子方面，FBA显著降低了促炎细胞因子肿瘤坏死因子-α（TNF-α）和白介素-6（IL-6）的水平，同时显著提升了抗炎细胞因子白介素-10（IL-10）的水平。这表明FBA具有调节脂肪因子分泌和抑制慢性炎症的作用。
FBA补充激活HFFD喂养小鼠肝脏和脂肪组织中的AMPK-SIRT1信号通路：
分子机制研究表明，FBA的代谢益处与激活AMPK-SIRT1信号通路有关。在肝脏中，FBA显著增加了磷酸化AMPK（pAMPK）与AMPK的比值，以及沉默信息调节因子1（SIRT1）的表达。同时，FBA上调了磷酸化乙酰辅酶A羧化酶（pACC）与ACC的比值以及肉碱棕榈酰转移酶1A（CPT1A）的表达，并降低了脂肪酸合酶（FASN）和硬脂酰辅酶A去饱和酶（SCD）的表达。这些变化表明FBA抑制了肝脏脂肪生成并促进了脂肪酸β-氧化。此外，FBA还上调了过氧化物酶体增殖物激活受体γ共激活因子1-α（PGC-1α）的表达。
在脂肪组织中，FBA同样显著增加了pAMPK/AMPK的比值和pACC/ACC的比值，并上调了PGC-1α的表达，表明AMPK信号在脂肪组织中被激活，促进了脂肪组织的脂肪酸氧化。
FBA补充调节HFFD喂养小鼠的肠道菌群多样性、组成和短链脂肪酸水平：
肠道菌群分析显示，HFFD降低了肠道菌群的α多样性（如香农指数）。FBA补充使多样性指数呈现上升趋势。β多样性分析（PLS-DA）表明，FBA组的菌群构成与HFFD组明显不同，形成了新的分布。在菌群组成上，HFFD组厚壁菌门/拟杆菌门（F/B）比值升高，而FBA补充使该比值呈下降趋势。在属水平上，HFFD组富集的粪杆菌属（Faecalibaculum）、乳杆菌属（Lactobacillus）和杜波氏菌属（Dubosiella）等在FBA组中减少；而拟杆菌门相关菌属如鼠杆菌属（Muribaculum）、副鼠杆菌属（Paramuribaculum）和拟杆菌属（Bacteroides）则在FBA组中增加。有趣的是，FBA组中最丰富的菌属是动性杆菌属（Kineothrix），这是一种已知的丁酸生产者。在短链脂肪酸（SCFA）方面，FBA补充特异性显著提升了盲肠内容物中的丙酸（Propionate）水平，而对乙酸（Acetate）和丁酸（Butyrate）水平的影响不显著。
结论与展望：
本研究证明，枯草芽孢杆菌发酵的黑豆与薏苡仁（FBA）相比未发酵形式，能更有效地缓解HFFD诱导的小鼠代谢综合征。其多重益处包括抑制体重和脂肪增加、改善血脂和血糖稳态、减轻肝脏脂肪变性和慢性炎症。这些效果与其激活肝脏和脂肪组织中的AMPK-SIRT1信号通路、增强PI3K-Akt胰岛素信号传导，以及重塑肠道菌群、特异性提升丙酸水平密切相关。发酵过程富集的多酚和新生成的γ-PGA等生物活性物质是发挥功效的关键。该研究提示FBA是一种通过多靶点协调作用（涉及宿主代谢通路与肠道微生态）来改善代谢健康的潜在功能性食品策略。未来研究可进一步通过代谢组学和功能宏基因组学等手段，精确鉴定其活性成分并阐明其因果机制。
