Enzimatik olarak sentezlenen α-glukanların kalın bağırsak mikrobiyotası üzerine etkilerinin araştırılması

Son zamanlarda, dirençli nişasta ve nişasta benzeri yapılar, kalın bağırsakta bütirat üretimini ve faydalı mikroorganizmaları teşvik etme yeteneklerinden dolayı gıda, beslenme ve sağlık alanında büyük ilgi görmektedirler. Nişasta benzeri yapıların bütirat üreten bakterileri destekleme yetenekleri, esas olarak benzersiz bağlantı bileşimlerine, özellikle sahip oldukları α-1,4 ve α-1,6 glikoz bağlantılarına atfedilmektedir . Ancak α-1,4 ve α-1,6 glikoz bağlantılarının oranındaki değişikliklerin kolon mikrobiyotası üzerine etkileri hala tam olarak bilinmemektedir. Bu çalışmanın amacı, farklı oranlarda α-1,4 ve α-1,6 glikozidik bağlara sahip, biyokatalitik yöntemler ile sentezlenmiş sindirilmeyen α-glukanların kolonik mikrobiyota ve mikrobiyal metabolitler üzerindeki etkilerini belirmektir. Bu çalışmada, Neisseria polysaccharea'dan elde edilmiş amilosükraz ve Rhodothermus obamensis'ten elde edilmiş olan glikojen dallanma enzimleri kullanılarak sentezlenmiş yapısal olarak farklı (farklı dallanma noktalarına sahip) toplam dört farklı α-glukan kullanılmıştır . Örnekler üst sindirim sistemi enzimleri ile muamele edilmiş ve akabinde dallanma yoğunlukları ve moleküler boyutları sırasıyla gaz kromatografisi/kütle spektrometrisi (GC/MS) ve yüksek performanslı boyut dışlama kromatografisi kullanılarak belirlenmiştir. α-Glukanların kolonik mikrobiyota bileşimi ve fonksiyonu üzerindeki etkileri, sekiz farklı bireyden elde edilen fekal mikrobiyota kullanılarak, in vitro fekal fermantasyon metodu ile araştırılmış ve kolon mikrobiyota kompozisyonlarındaki ve mikrobiyal metabolitlerdeki (kısa zincirli yağ asitleri - KZYA' lar) değişiklikler, sırasıyla 16S rRNA dizileme teknolojisi ve GC ile belirlenmiştir. Sonuçlarımız, üst sindirim enzimleri ile muamele edilmiş olan enzimatik olarak sentezlenmiş α-glukanların dallanma yoğunluklarının %0,10 ila 2,80 arasında değiştiğini ortaya koymuştur. KZYA analizi, bütirat oluşumunun yapısal özelliklerine göre değişkenlik gösterdiğini ortaya çıkarmıştır. Genel olarak, daha az dallanma oranına sahip olan α-glukanlar, daha yüksek mikrobiyal bütirat üretimini sağlamaktadır. İlginç bir şekilde, KZYA analizi, bu çalışmada test edilen tüm α-glukanların, dirençli nişasta kontrollerine kıyasla, daha yavaş bir hızda fermente edildiği önerisinde bulunmaktadır. Amplikon dizilimi, kolonik mikrobiyota kompozisyonu açısından bireyler arası farklılıklar olsa da, α-glukanların genellikle kolonda faydalı mikrobiyal gruplar olduğu bilinen Lachnospiraceae ve Ruminococcus bromii ile ilişkili OTU' ların gelişiminin teşvik ettiğini ortaya koymuştur. Buna karşılık, dirençli nişasta kontrollerinin (α-1,4 ve a-1,6 glikoz bağlantılarından oluşan) Blautia ile ilişkili OTU' ların gelişimini teşvik ettiği tespit edilmiştir. Bu sonuç, glikozidik bağlantı tipine (kimyasal yapıya) ek olarak, diğer yapısal özelliklerin de (örn. morfolojik ve fiziksel), diyet liflerinin kolondaki spesifik bakteri gruplarını teşvik etme yeteneklerinin belirlenmesinde önemli rol oynadığını göstermektedir. Sonuç olarak, bu çalışmada elde edilen sonuçlar, sindirilemeyen α-glukanların kolondaki faydalı mikroorganizmaları ve mikrobiyal metabolitleri teşvik edebildiğini, ancak teşvik etme derecesinin yapıya bağlı olduğunu ortaya koymaktadır.