香港中文大学「土豆米」研究登食品化学顶刊封面:肠道菌群抗结肠炎机制首揭
香港中文大学(港中大)生命科学学院黄永德教授团队联合中国科学院院士吴奇教授,首次系统揭示「土豆米」可通过「肠道菌群—短链脂肪酸—胆汁酸」调控轴缓解结肠炎,成果登上美国化学学会《农业与食品化学杂志》封面,为马铃薯主粮化与功能型主食研发提供科学依据。
港中大团队为「土豆米」给出科学答案
香港中文大学(下称「港中大」)生命科学学院黄永德教授领衔的团队,联同中国科学院院士、深圳大学食品科学与加工研究中心主任吴奇教授,合作完成了「土豆米」的系统性营养学研究,并首次揭示土豆米可通过肠道菌群介导的代谢调控轴发挥结肠炎缓解作用。相关研究成为美国化学学会旗下农业与食品科学领域旗舰期刊《农业与食品化学杂志》的封面文章。
这项成果把一款登上餐桌的新型主食,从「概念」推进到了「有据可循」的阶段。
什么是「土豆米」
「土豆米」(Potato Turned Rice,PTR)是一种由马铃薯通过创新加工而成、形似米粒的新型主食,在保障粮食安全方面具备重要价值。中国于2015年正式启动马铃薯主粮化战略,推动马铃薯成为继水稻、小麦、玉米之后的第四大主粮作物。
长期以来,马铃薯被归为「蔬菜」而非主流主食,卡在两个瓶颈:一是煮熟后口感偏软,不符合华人对主食「有嚼劲」的偏好;二是鲜薯储存稳定性差,长期存放易发芽。
「分子编织」技术破解两大瓶颈
为克服这些限制,吴奇教授首创「分子编织」加工技术:将带皮鲜马铃薯脱水后,与谷物粉一同置入双螺杆「分子编织设备」中,通过可控的结构修饰精准重塑淀粉分子链,最终得到形似米粒、口感耐嚼、同时耐储存的「土豆米」,直接解决了阻碍马铃薯主粮化的口感与储存两大长期技术难题。目前土豆米已实现量产。
肠道健康新证据:菌群—短链脂肪酸—胆汁酸轴
研究团队结合理化特性表征、肠道菌群分析与体内结肠炎干预实验,展开系统化研究,得到三组关键结论:
- 独特的理化特性:煮熟后的土豆米可保持稳定的5型抗性淀粉(RS5)V型晶体结构,有别于普通煮熟米饭,是其发挥生物学活性的重要基础。
- 调控肠道菌群、发挥结肠炎保护作用:实验小鼠长期摄入后,肠道微生物α多样性显著提升,有益共生菌丰度增加;在葡聚糖硫酸钠(DSS)诱导的急性结肠炎模型中,土豆米有效减轻症状、维持肠道上皮屏障完整性、提升短链脂肪酸(SCFA)水平,并通过上调法尼醇X受体(FXR)相关通路恢复胆汁酸稳态。
- 证实肠道菌群的核心作用:通过菌群清除与粪菌移植(FMT)实验验证——抗生素清除菌群后,土豆米的保护作用随之消失;移植曾食用土豆米小鼠的粪菌后,受体小鼠的结肠炎抵抗能力提升。
研究者的解读
吴奇教授表示:「本研究证实,土豆米不仅破解了口感与保质期的产业瓶颈,更具备传统主食无法实现的肠道健康益处,为推进马铃薯主粮化提供了坚实的科学基础,也开辟了开发功能型主食的新路径。」
黄永德教授指出,研究首次清晰阐明了土豆米抗结肠炎活性的作用机制,并显示肠道菌群发挥了核心作用,为肠道炎症相关病患者提供了极具潜力的饮食干预方案,也构建了食品加工技术与肠道微生物生态交叉研究的新模式。
对赴港读研的启示:食品与营养科学的科研前沿
这条新闻的价值,不止于「一款新主食」,更在于它示范了食品科学、营养学、微生物学与生物化学如何交叉解决真实世界问题。对有意赴港澳攻读相关方向的同学而言,港中大在食品营养、生物医学与基因组学等领域的科研平台,正是这类研究的土壤。
港中大相关硕士项目推荐
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- 生化与生物医学科学理学硕士(生化与生物医学科学理学硕士):夯实生物化学与分子层面的研究基础。
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上述项目的课程设置、入学要求与申请截止日期,请以港中大官网最新公布为准。
常见问题
问:「土豆米」已经可以买到了吗?答:据研究团队介绍,土豆米目前已实现量产并推出市场,但日常购买渠道与供应范围以实际上市情况为准。
问:这项研究属于哪个学科?答:横跨食品科学、营养学、肠道微生物学与生物化学,由港中大生命科学学院与深圳大学食品科学与加工研究中心合作完成。
问:港中大有食品/营养方向的硕士吗?答:有,如营养、食品科学与技术理学硕士,详见站内港中大院校页,具体要求以官网为准。