食品是人类生存的重要物质基础，其组分对机体健康具有促进作用，近年来备受关注。肠道是机体*重要的器官之一，不仅负责各类营养物质的消化和吸收，而且保护机体免受抗原、病原微生物、有害物质等的损害，并发挥激素分泌、免疫调节和黏膜屏障等功能。因此，肠道健康是实现生命健康的一个重要保障。《食品成分与肠道健康》是作者依托多年研究结果并参考大量文献撰写而成，聚焦于多糖/寡糖、蛋白质/肽和多酚/类黄酮这三大类食品成分，重点阐述它们对肠道的若干重要健康作用，包括抗癌、抗炎、抗氧化、免疫调控、屏障保护、肠道发育等，以及它们发挥相关作用时所涉及的一些分子机制，并初步总结食品加工和贮存等对这些健康作用存在的潜在影响。

目录
第1章 绪论——肠道与肠道健康 1
1.1 肠道的结构与功能 2
1.1.1 小肠 2
1.1.2 大肠 5
1.2 维护肠道健康的重要性 7
1.2.1 与肠道健康相关的慢性疾病 7
1.2.2 结直肠癌 8
1.3 膳食成分的肠道健康作用 10
1.3.1 对小肠及小肠上皮细胞吸收和屏障功能的影响 11
1.3.2 对小肠及小肠上皮细胞免疫响应的影响 12
1.3.3 对小肠及小肠上皮细胞解毒功能的影响 13
1.3.4 对小肠上皮细胞增殖和分化的影响 14
参考文献 15
第2章 多酚的抗氧化、抗炎和抗癌活性 18
2.1 类黄酮 19
2.1.1 类黄酮的结构 19
2.1.2 膳食类黄酮的来源与摄入水平 20
2.1.3 类黄酮的一般化学性质 22
2.2 多酚的抗氧化作用 23
2.2.1 抗氧化活性 23
2.2.2 食品加工等对抗氧化活性的影响 29
2.3 多酚的抗结直肠癌作用 33
2.3.1 多酚的抗结直肠癌活性作用 33
2.3.2 多酚诱导结直肠癌细胞凋亡的作用机制 52
2.3.3 多酚诱导细胞自噬和细胞坏死 58
2.4 多酚的抗炎作用 61
2.4.1 多酚的抗炎活性 61
2.4.2 多酚抗炎作用的相关分子机制 71
2.5 食品加工贮存与多酚抗癌和抗炎活性变化 75
2.5.1 热处理的影响 75
2.5.2 贮存条件的影响 80
2.5.3 其他条件因素的影响 81
参考文献 84
第3章 多糖的抗癌活性 96
3.1 多糖的来源、结构和活性 96
3.1.1 常见的多糖来源和特征 96
3.1.2 多糖的结构研究 99
3.1.3 多糖的常见生物活性 103
3.2 多糖的肠道发酵与肠道健康作用 114
3.2.1 膳食纤维的含义与分类 114
3.2.2 膳食纤维和多糖的发酵与肠道健康 117
3.3 多糖在肠道中的抗癌活性 128
3.3.1 多糖的抗结直肠癌作用 129
3.3.2 多糖的抗结直肠癌作用机制 141
3.4 多糖的化学修饰与抗癌活性变化 151
3.4.1 硫酸化修饰 152
3.4.2 羧甲基化修饰 154
3.4.3 乙酰化修饰 155
3.4.4 磷酸化修饰 158
3.4.5 硒化修饰 159
参考文献 170
第4章 食品成分与肠道屏障 180
4.1 肠道屏障与机体健康 180
4.1.1 肠道屏障结构 180
4.1.2 肠道屏障分类 186
4.1.3 肠道屏障损伤机制 188
4.1.4 肠道屏障损伤的不良结果 193
4.2 多糖对肠道屏障功能的提升作用 195
4.2.1 常见的研究模型 195
4.2.2 多糖特征与其肠道屏障保护作用的构效关系 197
4.2.3 多糖对肠道屏障的保护作用机制 202
4.3 多酚对肠道屏障功能的提升作用 220
4.3.1 肠上皮屏障功能 220
4.3.2 紧密连接的组成 222
4.3.3 多酚对肠道屏障的影响 225
4.3.4 多酚的作用机制 236
参考文献 242
第5章 蛋白质水解物和活性肽与肠道健康 251
5.1 蛋白质的消化与水解 251
5.1.1 蛋白质的体内消化与吸收 251
5.1.2 蛋白质的酶促水解 253
5.1.3 蛋白质水解物和活性肽的生物活性 255
5.2 蛋白质水解物和活性肽与肠道屏障 260
5.2.1 蛋白质水解物和活性肽对物理屏障的影响 261
5.2.2 蛋白质水解物和活性肽对化学屏障的影响 265
5.2.3 蛋白质水解物和活性肽对免疫屏障的影响 267
5.2.4 蛋白质水解物和活性肽对生物屏障的影响 269
5.3 蛋白质水解物和活性肽与肠道免疫 272
5.3.1 肠道免疫 272
5.3.2 蛋白质水解物和活性肽介导肠道免疫功能 277
5.3.3 蛋白质水解物和活性肽与肠道免疫疾病 285
5.4 蛋白质水解物和活性肽对肠道发育的影响 290
5.4.1 肠道发育的不同阶段 290
5.4.2 影响肠道发育的因素和物质 293
5.4.3 蛋白质水解物和活性肽对肠道发育的影响 296
5.4.4 蛋白质水解物和活性肽对肠上皮细胞的作用 301
5.4.5 蛋白质糖基化修饰与其在肠道发育中的活性变化 306
参考文献 313
第6章 乳铁蛋白与肠道健康 322
6.1 乳铁蛋白简介 322
6.1.1 乳铁蛋白的组成与结构特征 322
6.1.2 乳铁蛋白来源及含量变化 325
6.1.3 乳铁蛋白的消化吸收 325
6.1.4 乳铁蛋白的制备 327
6.2 乳铁蛋白的生物活性 328
6.2.1 转铁功能 328
6.2.2 抑菌及抗病毒活性 330
6.2.3 抗癌活性 333
6.2.4 免疫调节和抗炎作用 334
6.2.5 促成骨作用 335
6.2.6 其他生物活性 336
6.3 乳铁蛋白对肠道的保护作用 337
6.3.1 肠道屏障的形成及机制 337
6.3.2 乳铁蛋白对肠道屏障的保护作用 341
6.3.3 乳铁蛋白对IBD患者肠道的保护作用 352
参考文献 355

第1章绪论——肠道与肠道健康
　　随着我国社会经济的快速发展，我国民众的生活水平、预期寿命等大幅度提升。在这新的时期，民众也对身体健康提出了新的社会需求。党中央和政府就此进行了战略部署。早在2016年，国家正式出台的《“健康中国2030”规划纲要》中要求：以体制机制改革创新为动力，以普及健康生活、优化健康服务、完善健康保障、建设健康环境、发展健康产业为重点，把健康融入所有政策，加快转变健康领域发展方式，全方位、全周期维护和保障人民健康，大幅提高健康水平，显著改善健康公平；深化体制机制改革，加强健康人力资源建设，推动健康科技创新。2020年9月11日党中央在北京召开了科学家座谈会，习近平总书记提出要求：“希望广大科学家和科技工作者肩负起历史责任，坚持面向世界科技前沿、面向经济主战场、面向国家重大需求、面向人民生命健康，不断向科学技术广度和深度进军。”2020年9月22日，习近平总书记在教育文化卫生体育领域专家代表座谈会上的讲话指出：“人民健康是社会文明进步的基础，是民族昌盛和国家富强的重要标志”。在发布的《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》中，我国政府指出：把保障人民健康放在优先发展的战略位置，坚持预防为主的方针，深入实施健康中国行动，完善国民健康促进政策，织牢国家公共卫生防护网，为人民提供全方位全生命期健康服务。党的二十大报告中也明确提出，把保障人民健康放在优先发展的战略位置，完善人民健康促进政策。
　　故此，聚焦影响人民健康的重大疾病和主要问题，加快实施健康中国行动，不仅成为我国各级政府的压实责任，也是广大科学工作者的重大科学选题。依托膳食途径来提高民众健康水平，是实现我国这一社会发展战略目标的重要途径之一。对于食品科学领域，充分界定食品成分对机体健康存在的各种有益作用，服务生命健康、延长生命预期，将是今后一段时间内的重大科研目标。在人才培养方面，***于2020年在普通高等学校本科专业目录中增补一个新的本科专业，即“食品营养与健康”（代码082710T）。这一专业的增补，势必为食品学科门类的进一步完善、健康领域高层次专业人才的培养提供重要的教育保障。
　　肠道既是人体内营养物质消化吸收的主要器官，与各种膳食成分直接接触并受其影响；又是保持体内环境稳态的先天屏障，保护机体免受食物抗原、病原微生物及其产生有害代谢产物损害。肠道还具有激素分泌、免疫调节和黏膜屏障等功能（Xu et al.，2020）。整体上，肠道在人类生命活动中提供*大的微生态系统和免疫屏障，对机体有着不可替代的功能作用。因此，肠道健康被认为是维护机体健康至关重要的一个环节。充分探究食物成分与肠道健康之间的内在关联，挖掘、界定膳食成分在肠道健康方面的有益作用，从而产生精准的膳食策略来保护肠道功能，是依托膳食途径维护和保障肠道健康的必然之路。
　　1.1肠道的结构与功能
　　在人体内，肠道是指从胃幽门至肛门的消化道，是消化道中长度*长、功能*重要的一段，其结构如图1-1所示。
　　图1-1人体的胃肠结构示意图
　　1.1.1小肠
　　人类摄入食物后，各种食物成分的消化作用以及几乎全部消化产物的吸收都是在小肠（small intestine）内进行的。在胰液、胆汁、胃液及小肠分泌的肠激酶等共同作用下，食糜在小肠内被分解为葡萄糖、氨基酸、脂肪酸等被小肠黏膜吸收。此外，小肠还吸收水、电解质、各种维生素，以及脱落的消化道上皮细胞所构成的大量内源性物质。小肠包括十二指肠（duodenum）、空肠（jejunum）和回肠（ileum），整体长度为5～7m，其中的小肠黏膜（small intestinal mucosa）呈绒毛状结构，有利于食物成分被充分消化和吸收。小肠上端的十二指肠憩室与胃相连，而小肠下端接续盲肠（cecum）。如果小肠出现病变而被部分切除，则会产生短肠综合征，导致人体出现营养不良，严重时还会导致人体出现胃肠性疾病。小肠黏膜上面分布有许多环状皱襞，并拥有大量指状突起的绒毛（vlllus）或纤毛。绒毛是小肠黏膜表面的基本组成部分，是由上皮和固有层向肠腔凸起而成，其长度为0.5～1.5mm。小肠绒毛内部有毛细血管、毛细淋巴管、平滑肌纤维和神经纤维网等结构，是肠内营养物质吸收的部位。
　　小肠每根绒毛的外面是一层柱状肠上皮细胞（intestinal epithelialcell，IEC），如图1-2所示。这些细胞形成一个连续的极化单层，其中单个细胞膜通过蛋白质复合物相互作用并连接至基底膜，从而为肠上皮提供发挥其特定功能所需的结构完整性和细胞活性。尽管肠上皮中大多数细胞是肠上皮细胞（约80%），但是肠上皮发挥不同作用时需要多种细胞（如能分泌黏液的杯状细胞）协作。肠上皮细胞顶端细胞膜的突起称为微绒毛（microvillus）或微纤毛。每一柱状上皮细胞的顶端大约有1700条微绒毛，而微绒毛上的细胞膜厚大约为10nm。
　　图1-2绒毛和微绒毛的结构示意图
　　上皮细胞面向黏膜侧的膜称为顶端膜（apical membrane），构成刷状缘膜，而面向浆膜（或血液）侧的膜称为基底膜（basal membrane），细胞两侧称为侧细胞膜（lateral membrane）。相邻细胞之间充满间隙液，但其细胞顶侧膜处相连，构成紧密连接（tight junction，TJ）（图1-3）。紧密连接是细胞旁通道的重要转运屏障。细胞间紧密连接结构形态的显微观察结果见图1-4。有关紧密连接更详细的结构元件情况，见本书第四章的相关内容。
　　由于小肠中存在环状皱褶、绒毛和微绒毛三个不同层次结构，*终使小肠对肠内容物所具有的吸收面积要远远大于同样长短简单圆筒状结构的面积（约600倍）（图1-5）。一般认为，小肠黏膜与肠道内容物接触的表面积整体可以达到250m2左右。
　　肠上皮细胞作为肠道屏障的重要组成部分，在宿主黏膜表面的天然免疫系统及获得性免疫系统中起着中心调节作用，同时也是宿主与病原微生物双向联系的
　　**道防御屏障。小肠黏膜屏障也是防止肠腔内细菌移位和内毒素入侵的**层和*大的屏障，可保持机体内环境稳定，维持机体的正常生命活动。若受到细菌、内毒素或细胞因子等刺激，肠上皮细胞出现增殖或凋亡异常，就会导致肠上皮细胞修复功能障碍，从而引起肠道疾病。黏膜屏障功能一旦受损，肠道通透性升高，肠腔内的内毒素就可以突破肠道屏障进入机体循环，促使炎症因子释放、引起机体炎症，进而诱发异常的黏膜免疫反应。故此，小肠黏膜屏障损伤可能与肠道炎症、机体免疫及糖尿病等多种疾病的发病率相关（Camilleri，2019;Bitzer et al.，2016）。维护肠上皮细胞的屏障功能正常，也是实现肠屏障功能正常的一个有效途径。
　　图1-5小肠表面积增加的机制（刘建平，2016）
　　1.1.2大肠
　　大肠（large intestine）由盲肠、阑尾（vermiform appendix）、结肠（colon）、直肠（rectum）和肛管（anal canal）等部分组成（图1-6），成人大肠的长度约为1.5m。其中，盲肠为大肠起始的膨大盲端；阑尾是一较小的、手指状小管，突出于升结肠，靠近大肠与小肠连接的部位；结肠为介于盲肠和直肠之间的部分，按其所在位置和形态分为升结肠、横结肠、降结肠和乙状结肠4部分；直肠则是紧接乙状结肠下面的管腔，止于肛管。大肠的主要功能是吸收身体的水分、维生素及无机盐，同时浓缩食物残渣而形成粪便团块，再通过直肠经肛管将粪便排出体外。大肠比小肠短而粗，由里到外分为4层：黏膜层、黏膜下层、肌层和外膜层。结肠不产生各种酶，所以不能像小肠那样去消化食物。但是，定植于大肠中的细菌，对维持健康的肠道功能是必需的，因为它们能进一步分解肠内容物，并产生一些重要物质如维生素K。一些疾病和抗生素能破坏大肠中各种细菌间的平衡，并且产生炎症，从而导致黏液和水分泌的增加，并引起腹泻。大肠壁的各层结构如图1-7所示。
　　大肠黏膜上有皱褶但没有绒毛，所以大肠的有效表面积比小肠的表面积要小得多。大肠的黏膜层内有很多杯状细胞。杯状细胞可以分泌黏液，能保护黏膜和润滑粪便，使粪便团块易于下行，保护肠壁防止其出现机械损伤，并且免遭细菌侵蚀。
　　图1-7大肠壁各层结构的示意图
　　一般认为，结肠的pH在整个肠道中*高，数值可达7.5～8.0。但是，进入回盲连接处的碳水化合物将有一部分被结肠微生物菌群分解，生成大量的短链脂肪酸，使升结肠的pH从回肠的7.5降至6.4左右。不过，这些脂肪酸又可被结肠上皮细胞吸收或代谢。因此，末端结肠的pH会有所回升。
　　蠕动是大肠的自然运动，其目的是将肠内容物进一步分解并将其移向直肠，以便排便。可是，大肠的蠕动紊乱却非常常见。肠道蠕动缓慢，导致食物残渣滞