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Identification and structural characterization of key prebiotic fraction of soluble dietary fiber from grapefruit peel sponge layer and its regulation effect on gut microbiota

益生元 食品科学 糖苷键 抗性淀粉 化学 乳酸菌 双歧杆菌 长双歧杆菌 微生物 肠道菌群 生物化学 发酵 生物 细菌 淀粉 遗传学
作者
Xiaoyi Du,Jiajia Chen,Teng‐Gen Hu,Yujuan Xu,Jijun Wu,Jian Peng,Lina Cheng,Yuanshan Yu,Lü Li
出处
期刊:International Journal of Biological Macromolecules [Elsevier]
卷期号:259: 129274-129274
标识
DOI:10.1016/j.ijbiomac.2024.129274
摘要

In this study, the key prebiotic fraction of grapefruit peel sponge layer soluble dietary fiber (GSLSDF) was identified, and its structure characteristics and modulatory effect on intestinal microorganisms were investigated. Firstly, two fractions (GSLSDF-1 and GSLSDF-2) were isolated from GSLSDF, and the GSLSDF-1 showed a better prebiotic activity. Subsequently, GSLSDF-1 was found to have a low molecular weight and crystallinity, a loose and porous microstructure, and a high glucose content. Meanwhile, GSLSDF-1 was a dextran with a main chain linked by β-1, 4 glycosidic bonds and branched by a β-1, 6 glycosidic bonds. These structural characteristics were responsible for the favorable prebiotic activity of GSLSDF-1. Finally, the regulation effect of GSLSDF-1 on gut microbiota was analyzed in vitro fecal fermentation. Compared with the blank and GSLSDF groups, GSLSDF-1 could increase the relative abundances of Lactobacillus, Bacteroides, Bifidobacterium and Faecalibacterium coupled with decrease the relative abundances of Clostridium and Clostridioides. Furthermore, GSLSDF-1 promoted the production of short-chain fatty acids (SCFAs) by modulating the SCFAs synthesis pathway of intestinal microorganisms, while the NH3-N synthesis of intestinal microorganisms was inhibited by GSLSDF-1. Above results indicated that GSLSDF-1 was the key prebiotic fraction of GSLSDF, which could effectively optimize the intestinal microorganism composition.
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