发酵食品——尤其是蔬菜——因其对微生物群落健康的积极影响而受到越来越多的认可，这主要归功于它们对微生物组的影响。
最近发表在《应用与环境微生物学》杂志上的一项研究探讨了发酵卷心菜（通常称为酸菜）如何支持微生物群落屏障的完整性，重点研究了其可溶性代谢物及其在体外模型中对抗上皮损伤的保护作用。
发酵是一种保存易腐但营养丰富的食物（如水果和蔬菜）的古老方法。将天然碳水化合物转化为有机酸、酒精和抗菌化合物，可以延长保质期并提高食品安全性。
卷心菜发酵在不同地区有不同的变种，例如欧洲的酸菜（sauerkraut）、中国的酸菜（suan cai）和中美洲的curtido。发酵过程通常是将切碎的卷心菜放入盐水中，在室温下无氧条件下发酵两到三周。在此期间，乳酸菌（LAB）会大量繁殖并抑制其他微生物的生长。
乳酸菌分解糖类产生乳酸、醋酸、甘露醇和二氧化碳等代谢物，这些代谢物约占最终产品重量的2%。发酵过程通常始于Leuconostoc mesenteroides和Weissella spp.等物种，随后加入Lactiplantibacillus plantarum和Levilactobacillus brevis。
除了保存食物和增强风味及香气外，发酵还可能带来健康益处。这些益处包括加强微生物群落屏障、改善免疫反应、提高胰岛素敏感性和支持整体代谢健康。
发酵还能增加有益化合物的含量，如酚类、类胡萝卜素和氨基酸衍生物（如D-苯基乳酸（D-PLA）、吲哚-3-乳酸（ILA）和γ-氨基丁酸（GABA）），这些化合物已被证明具有抗氧化、免疫调节和抗癌活性。
尽管人们对发酵卷心菜的健康效应越来越感兴趣，但专门研究其健康效应的研究仍然有限。本研究旨在探讨发酵卷心菜是否有助于维持微生物群落黏膜的完整性，并防止细菌、抗原和毒素进入血液——这一过程与多种炎症和代谢性疾病有关，包括肥胖症。
研究人员旨在比较生卷心菜与商业和实验室发酵的酸菜，以评估它们对微生物群落功能的影响。
研究团队使用了Caco-2细胞培养模型——一种常用于模拟人体微生物群落屏障的方法——并将细胞暴露于炎性细胞因子IFN-γ和TNF-α，以模拟微生物群落炎症。
发酵卷心菜富含生物活性化合物，可以保护微生物群落屏障免受细胞因子诱导的损伤。当应用10%浓度的发酵卷心菜提取物时，它能有效防止由炎症信号引起的微生物群落通透性增加。这种保护作用与含有Lacticaseibacillus paracasei BL23的牛奶滤液相似。
这与之前的研究一致，表明各种发酵食品、食品提取物和乳酸菌菌株可以帮助保持微生物群落屏障的功能。值得注意的是，生卷心菜和盐水——制作酸菜的两种主要成分——没有表现出相同的保护效果。
然而，虽然发酵卷心菜有助于维持屏障完整性，但暴露于细胞因子的细胞仍产生了高水平的IL-8，这是一种关键的炎症标志物。有趣的是，当细胞用商业发酵处理时，IL-8水平下降，甚至生卷心菜和盐水也显示出适度降低IL-8水平的能力。
通过气相色谱和液相色谱，研究人员在生卷心菜中鉴定出149种代谢产物，在发酵样品中鉴定出333种。所有发酵物都含有常见的终产物，如山梨醇、乳酸和甘露醇，但它们的整体代谢物谱有所不同。
生卷心菜中的蔗糖、棉子糖、甘露糖和果糖含量较高。商业发酵的卷心菜中含有更多的腐胺和葡萄糖-6-磷酸，这可能是由于储存温度（商业样品为4°C）的不同。
其他变量，如发酵时间和使用的细菌菌株，也影响了代谢谱。例如，引入益生菌菌株LP8826R几乎复制了商业发酵的代谢谱，这表明可以通过定制起始培养物来增强特定代谢物。
与生卷心菜相比，酸菜中的碳水化合物较少，但乳酸、脂肪、氨基酸衍生物和酚类物质较多。在氨基酸衍生物中，DLA、ILA和乳酸都在保护微生物群落屏障方面发挥作用，但没有单一化合物单独负责。这表明多种代谢物之间存在协同作用。
研究表明，发酵卷心菜中的复杂代谢物混合物比单独的化合物更能保护微生物群落健康。
在各种类型的发酵物中，一组一致的核心代谢物似乎有助于在炎症条件下维持微生物群落屏障功能。
未来的研究应旨在确认这些发现在更广泛的发酵食品中的适用性。研究可以考察不同的起始培养物、发酵条件和储存方法如何影响代谢谱。
此外，随时间跟踪炎症标志物可能有助于确定发酵卷心菜支持微生物群落完整性的具体机制。
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