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新植物 | “一天一苹果,医生远离我”——「论」一个苹果的菌群多样性

图源:摄图网

苹果可能是水果界里最出名的了。

它可以是毒死白雪公主的利器,是牛顿发现万有引力的法宝,是智能手机届的霸主,还是统一广场舞里的魔性曲目。

作为全世界消费最多的水果之一,许多科学家和营养师把苹果称为“全方位的健康水果”或“全科营养医师”,果实中含有丰富的黄酮类化合物、原花青素和果胶等成分,具有辅助降压、补血、抗氧化、助眠、减肥等健康益处。不少人都把“一天一苹果,医生远离我”作为健康生活方式的指导方针,虽然天天都能吃苹果,但你知道吃的是什么吗?

你以为是在吃苹果,可能你吃的是有益菌

人们越来越意识到肠道微生物对健康的重要性,当细菌进入我们的肠道,并和肠道菌群相互作用,从而对身体消化、代谢健康、以及免疫系统的正常运转产生积极作用。肠道菌群大多来源于食物,因此富含微生物的食物对保持肠道菌群的多样性十分重要。

在日常生活中,由于烹饪过后的饮食会杀死食物当中的大部分细菌,因此新鲜果蔬产品就成为人们直接接触细菌群落的一个重要来源。而且生食的蔬菜和水果所携带的大部分微生物(主要是细菌)未经杀灭,便通过摄食会直接进入人体的消化道内。因此了解蔬菜水果的微生物携带情况能帮助我们有意识地选择食物种类,从而让人们更好的保持健康。

事实上,目前关于蔬菜和水果携带微生物多样性的研究较少,以苹果为例,其微生物的相关研究主要集中在病毒等病原体上,对其带有的其他微生物研究并不多。因此三位来自奥地利格拉茨技术大学的研究人员针对苹果微生物进行研究,发表在微生物学期刊Frontiers in Microbiology《微生物学前沿》,研究显示常见的苹果中居然含有约1亿个细菌,这些菌数量庞大、种类也非常丰富,而且苹果的不同部位也存在着许多看不见的细菌微生物。

图源:Frontiers in Microbiology

大家在逛超市买苹果的过程中,总会在有机苹果和普通苹果之间徘徊。为了了解苹果的不同之处,奥地利格拉茨技术大学的研究人员在试验前分别购买了通过常规方法种植得到的普通苹果以及有机管理新鲜采摘的有机苹果,对两类苹果上携带微生物的情况进行了比较。

研究采用了16S rRNA基因扩增分析和qPCR法相结合的方法分析了苹果的微生物群,观察有机苹果和普通苹果组织间的微生物的差异,并且通过荧光原位杂交的方法对结果进行了可视化处理。结果发现,相较于使用常规种植方法生产的苹果,有机苹果在菌群种类上更有优势。

图1 有机苹果和普通苹果的微生物群差异

有机苹果和普通苹果都包含大约1亿个细菌细胞,其中有很少细菌是致病的,大多数是无害的,有些是有益的。二者总体上均以变形杆菌(80%)、拟杆菌门(9%)、放线菌门(5%)和厚壁菌门(3%)为主体结构,但近40%细菌在属和目水平上有显著差异。

与传统苹果相比,有机苹果细菌会更为多样和均匀,不仅有着更多健康菌群,且不含普通苹果中带有的有害菌群。譬如有机苹果中含有益生菌乳酸杆菌,而这种肠道细菌在传统种植条件下的普通苹果中则没有发现。而常见于常规苹果样品中可能危害人类健康的病原体细菌——大肠杆菌-志贺氏菌则没有在有机苹果中发现。

研究人员解释道,植物核心微生物群一般由其基因型驱动,并通过种子垂直传播,但是之后植物的生长环境也是影响其最终携带微生物的重要因素。由于有机苹果是来自于有机农业生产体系,同时会根据有机认证标准生产、加工、并经独立的有机食品认证机构认证,因此有机管理的苹果携带的细菌更为多样化,可能会起到限制每种细菌过度生长的作用,从而使细菌种类更为均衡。

虽然1个苹果可能就有1亿个菌,但研究也发现苹果不同部分菌的存在也有所差异。研究小组利用基因测序分析了奥地利金冠苹果不同部位的细菌群落,分析了苹果不同部位(茎、果皮、果肉、果核和花苞)中的细菌数量和构成。

图示:苹果不同部位定植的细菌显微照片(A:看得见的苹果柄,B:苹果柄头,C:苹果皮, D:苹果肉, E:苹果籽,F:苹果萼端)

结果发现一般人不吃的苹果核中含有的细菌益生菌更多,尤其是种子部分含有苹果中最多的微生物,将近达3800万个。此外,花萼端有2200万个细胞,茎端游1000万个细胞,而我们常吃的果肉只容纳约2000万个细菌细胞,果皮仅容纳160万个细菌细胞。

图2 有机苹果和普通苹果的不同部位之间微生物群差异

许多人吃苹果习惯只吃果肉和果皮,从而丢掉整个苹果核,事实却证明果核才是苹果里最精华的部分,含有满满的纤维和微生物。因此通过这项研究研究人员建议人们可以吃掉整个有机苹果,包括有机苹果的果核。

有机苹果不仅营养价值高,而且风味可能会更有优势,是因为苹果中的微生物群多样性也同时影响着水果的口感,一种能够增强草莓风味化合物生物合成的甲基杆菌在有机苹果中丰度更高,它主要集中在水果的果皮和果肉中。因此也解释了有机苹果的口感为什么会比普通苹果好。

该项研究让我们对苹果这种常见水果中微生物有更深的了解,通过科学的有力证据,来选择更好的健康饮食方案。研究人员还表示未来也会针对其他水果进行相似分析,来探讨是否栽培方式的不同可以导致水果细菌组成上的不同。

[1]吃苹果时,我们吃进了多少菌?都是什么菌?-热心肠日报

[2]Frontiers | An Apple a Day: Which Bacteria Do We Eat With Organic and Conventional Apples? | Microbiology

[3]https://time.com/5636684/apple-bacteria-microorganisms/

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