铁皮石斛(Dendrobium candidum)主要分布在热带地区,含有多糖、多酚等具有生物活性的物质。现在主要研究集中在铁皮石斛及其多糖,而对发酵后的铁皮石斛成分及生物活性的研究较少,尤其是对肠道菌群的影响。众所周知,植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)发酵可以提高食品的生物活性。因此,本研究以植物乳杆菌为发酵菌种,以石斛浆为主要发酵基质,通过Box-Behnken设计-响应面法,自由基清除率为考察目标,优化铁皮石斛发酵条件。通过非靶向代谢组学分析和高效液相测定,研究发酵铁皮石斛发酵产物的成分变化。采用四种抗氧化检测研究发酵前后铁皮石斛的抗氧化能力,利用宏基因组学技术,以及免疫因子、氧化应激标志物、粘膜屏障相关蛋白和短链脂肪酸的测定,揭示发酵铁皮石斛(FDC)对斑马鱼模型中噁唑酮引起的肠道炎症的改善作用。研究结果如下:(1)发酵铁皮石斛最佳条件为:铁皮石斛浓度为5%,果葡糖浆浓度5%,发酵时间为31h。在此条件下,植物乳杆菌发酵铁皮石斛液的自由基清除率为93%。发酵过程显著改变了铁皮石斛的化学成分,对羟基肉桂酸、对羟基苯甲酸和丁香酸含量显著增加。(2)FDC显著提高了抗氧化能力,修复肠道屏障和提高肠道免疫指数。在斑马鱼模型中,FDC干预第21天后,乳杆菌、粪杆菌和Rummeliibacillus的丰度增加,而希瓦氏菌属、地皮嗜菌属、Peptostreptococcaceae和分枝杆菌属的丰度下降。同时,FDC显著增加肠道短链脂肪酸(SCFAs)、粘蛋白(MUC2)、紧密连接蛋白(ZO-1)、闭合蛋白(occludin)、超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、白介素-4(IL-4)和白介素-10(IL-10)的含量。基于多组学的网络分析表明,FDC的摄入会导致肠道菌群和肠道代谢物的变化,从而增强宿主的免疫功能。上述结果表明,FDC可以通过调节肠道菌群及其代谢产物来改善肠道健康,治疗肠道炎症,调节宿主免疫系统。本研究拓展了我们对铁皮石斛利用的认识,为铁皮石斛开发健康新产品提供了依据。