华南理工团队揭示超声辅助提取葛根多糖的抗肥胖机制

　　葛根多糖可改善肥胖与代谢紊乱，适用于功能食品开发。

　　技术推荐

　　肥胖已成为全球性公共卫生挑战，可诱发2型糖尿病、非酒精性脂肪肝、心血管疾病等多种并发症。现有减重手段存在依从性差、药物副作用明显等短板，天然食源性多糖因安全性高、可调控肠肝轴代谢成为研究热点。葛根为药食同源植物，其多糖具备抗氧化、调节肠道菌群、降糖等活性。已有研究证实葛根多糖可提升有益菌丰度、缓解肠道损伤，但现有研究未阐明葛根多糖能否通过重塑肠道菌群、激活肝脏FGF21信号通路，系统性地改善高脂饮食诱导的肥胖与代谢紊乱；完整的“肠道菌群-短链脂肪酸-肝脏FGF21”调控机制仍缺乏多组学证据支撑。

　　华南理工大学食品科学与工程学院窦祖满团队采用超声辅助提取得到葛根多糖（UPLP），全面表征其结构、理化与流变特性；构建高脂饮食肥胖小鼠模型，系统评价UPLP减重、改善糖脂代谢、保肝、修复肠道屏障的功效；结合16S微生物测序、粪便代谢组、肝脏转录组与蛋白免疫印迹多组学联合分析，揭示UPLP依托肠道菌群-肝脏FGF21轴干预肥胖的分子机制，为开发预防代谢疾病的功能性食品原料提供理论依据。

　　核心痛点

　　其一，生活方式干预长期依从性差，临床减重药物普遍存在胃肠道副作用、停药反弹等问题，亟需安全、可长期食用的天然膳食干预成分。

　　其二，葛根多糖的降糖、益生元活性已有报道，但不同提取工艺得到的多糖结构与活性差异显著，超声辅助提取的UPLP的精细结构、热稳定性、流变学加工特性尚未系统表征，其抗肥胖作用的深层分子机制，尤其是与肝脏代谢关键因子FGF21的关联研究仍为空白。

　　本技术核心优势

　　本研究首先采用超声辅助提取结合醇沉、脱蛋白、脱色、透析纯化工艺得到UPLP，提取率达25.38%；经成分分析确认其为富含葡萄糖的多糖组分，葡萄糖的摩尔占比为96.33%，含少量木糖、半乳糖与半乳糖醛酸，主要组分的分子量为152.63kDa；微观结构呈光滑致密片状，具有良好的热稳定性，流变学表现为典型假塑性流体，具备作为天然食品增稠剂的工业应用潜力。

　　▲图1 葛根多糖UPLP的结构与理化性质表征

　　通过10周高脂饮食小鼠干预实验，证实UPLP可在不影响摄食量的前提下，显著抑制小鼠体重增长，改善葡萄糖耐量与胰岛素抵抗，改善血清脂质谱，减轻肝脏脂肪变性与炎症浸润，提升肝脏抗氧化能力；同时修复肠道黏膜结构，上调紧密连接蛋白ZO-1、Occludin表达，增加杯状细胞数量，降低肠道通透性，减少内毒素入血所引发的代谢性炎症。

　　▲ 图2：UPLP干预缓解高脂饮食诱导的小鼠肥胖并改善糖脂代谢

　　▲ 图3：UPLP通过调控肠-肝轴缓解高脂饮食小鼠的肝脏脂肪变性与炎症

　　▲ 图4：UPLP增强肠道屏障完整性并促进短链脂肪酸生成

　　图5、6结果说明，高脂饮食会降低菌群多样性、改变群落结构；UPLP可恢复菌群α多样性，富集乳酸杆菌等有益菌，改变微生物组成，并调控氨基酸代谢、脂质代谢相关的菌群功能通路。

　　图5：UPLP恢复高脂饮食紊乱的肠道菌群多样性与组成

　　▲ 图6：UPLP干预后肠道菌群的差异分类学与功能谱分析

　　粪便代谢组分析显示，高脂组与UPLP干预组代谢轮廓存在明显区分；UPLP 显著调控亚油酸、色氨酸、脂肪酸合成等代谢通路，重塑宿主-微生物共代谢谱。肝脏转录组与蛋白免疫印迹验证，UPLP可显著上调肝脏核心代谢调控因子FGF21，激活下游AKT、ERK、STAT3信号通路，促进肝脏脂肪酸氧化、抑制脂质合成，改善肝脏脂代谢失衡。

　　▲ 图7：粪便代谢组学分析揭示UPLP诱导高脂小鼠代谢重编程

　　▲ 图8：代谢通路分析识别UPLP调控的关键代谢物与通路

　　▲ 图9：UPLP激活肝脏FGF21信号及其下游代谢通路

总结

　　本研究系统证实，超声辅助提取的葛根多糖（UPLP）是一种富葡萄糖的均一多糖组分，具有良好的热稳定性与流变加工特性，可通过调控肠道菌群-肝脏FGF21轴有效缓解高脂饮食诱导的肥胖及相关代谢紊乱。其作用通过**度协同实现：重塑肠道微生态结构、提升短链脂肪酸水平、修复肠道黏膜屏障、减少代谢性内毒素血症，进而激活肝脏FGF21介导的代谢调控通路，促进脂肪酸氧化、抑制脂质合成与炎症反应，最终实现减重、改善糖脂代谢、减轻肝脂肪变性的效果。

　　本研究不仅阐明了葛根多糖抗肥胖的深层分子机制，为药食同源活性成分干预代谢疾病提供了新的理论支撑，也为UPLP作为功能食品原料的开发与产业化应用奠定了扎实的实验基础。

　　原文章： NIU H, DENG Q, HU B S, et al. The structural characteristics, physicochemical properties, rheological behavior and anti-obesity effects of polysaccharides from Pueraria lobata: In-depth study focusing on the gut microbiota-hepatic FGF21 signaling[J]. Food Research International, 2026, 231: 118717.