膠是一種多糖，通過三維分子網絡連接形成凝膠。其中，結冷膠(GG)是一種陰離子多糖，由1,3-β-葡萄糖、1,4-β-葡萄糖醛酸、1,4-β-葡萄糖和1,4-α-鼠李糖的線性四糖重復單元組成。根據其乙酰基含量，GG一般分為低酰基和高酰基。高酰基GG在高溫堿性條件下形成低酰基GG，酰基含量影響凝膠和膠體穩定性。高酰基GG比低酰基GG更柔軟且有彈性，但低酰基GG比高酰基GG的凝膠溫度更低且凝膠效率更高。GG已被廣泛應用于食品、制藥、生物醫學和化妝品等行業，沒有報告不良反應。

2022年8月，韓國食品研究所在Food Chemistry上發表了研究成果“Gellan gum prevents non-alcoholic fatty liver disease by modulating the gut microbiota and metabolites”.目前各種研究都強調了多糖在改善代謝疾病和腸道健康方面的有益作用。這些促進了有益腸道細菌的增殖及其短鏈脂肪酸(SCFAs)的產生。在牙齦中，研究表明瓜爾膠或金合歡膠對代謝紊亂和腸道健康特別有幫助。但目前還沒有關于GG功效的研究報道。在本研究中，作者旨在研究通過產生SCFAs對有益細菌的益生元效應，以及通過調節腸道菌群對HFD誘導的NAFLD的改善作用。

圖1. 結冷膠(GG)顯示出益生元活性，并增加有益的細菌衍生代謝產物

通過GG對四種乳酸菌的不同作用比較發現，在添加了GG后，雙歧桿菌比乳酸菌的活性增加更多，添加了0.5% GG的益生元活性高于FOS。PLS-DA的結果顯示，由于GG的存在，培養基中的大部分代謝物存在顯著差異。GG的添加顯著提高了兩歧雙歧桿菌和長歧桿菌培養基中抗壞血酸、檸檬酸、葡萄糖和琥珀酸的峰值強度。相比之下，在添加0.5% GG的鼠李糖乳桿菌培養基中，只有檸檬酸顯著增加，乳酸乳桿菌培養基中8種代謝產物的強度顯著增加，其中部分代謝產物在其他益生菌培養基中差異不顯著。

使用InAlyzer對小鼠身體成分進行評估，結果顯示與ND小鼠相比，HFD小鼠的脂肪率、肝臟重量、甘油三酯、血清和內毒素水平顯著增加。然而，GG10和GG40組小鼠的體重和體脂率均有顯著改善，并且GG40顯著降低了血清瘦素以及總膽固醇和低密度脂蛋白膽固醇水平。綜上所述，GG不僅減少了HFD引起的肝臟重量增加，而且還改善了代謝紊亂參數。（圖2）

圖2. 結冷膠(GG)可以改善高脂肪飲食引起的體重增加和肝功能。

與ND組小鼠相比，HFD喂養的小鼠糞便中三種主要的SCFAs水平顯著降低，即乙酸、丙酸和丁酸。與ND組相比，GG處理沒有表現出顯著差異，但增加了三種主要的SCFAs，戊酸和異丁酸。（表1）

表1. 5個實驗組小鼠糞便中短鏈脂肪酸(SCFAs)的定量分析。

與ND相比，HFD喂養導致肝臟TLR4表達顯著上調。而TLR4會上調炎癥細胞因子和趨化因子的表達和分泌，但GG40組TLR4表達和炎癥細胞因子水平明顯降低。

HFD引起的葡萄糖和胰島素穩態的破壞導致SREBP1和ChREBP蛋白表達顯著增加，也上調了下游的脂肪生成酶。但GG治療可顯著降低脂質代謝相關因子的表達。將HFD喂養的小鼠肝臟進行H&E和油紅O染色， GG誘導肝臟脂肪沉積和油紅O陽性染色面積顯著減少。

圖4. 結冷膠(GG)可以減少高脂肪飲食引起的肝臟炎癥

通過Pearson相關分析確定腸道菌群與NAFLD相關參數之間的相關性。10個細菌順序與代謝參數的變化顯著相關。其中，在HFD組中增加的Desulfovibrionales、Deferribacterales和Clostridiales與nafld相關標記物呈正相關，與SCFAs呈負相關。相比之下，GG回收的Bacteroidales和lactobacillus與NAFLD相關標志物呈負相關，與SCFAs呈正相關。綜上所述，這些相關性表明腸道菌群中存在潛在的擾動，這可能顯著改變代謝譜，如nafld相關標記物和SCFAs所示。(圖5)

圖5. 熱圖顯示腸道菌群(秩序水平)與代謝參數之間的相關性。

在本研究中，作者闡明了GG在預防NAFLD和促進有益菌生長方面的作用，這是目前尚未發現的。GG通過促進益生菌乳酸菌和雙歧桿菌菌株的生長，顯示出作為益生菌的巨大潛力。此外，GG改善了HFD誘導的肝臟炎癥和脂肪沉積，可能是通過改善腸道微生物組成、降低有害酶活性和增加SCFA濃度而作用于腸道-肝臟軸。綜上所述，GG不僅可以作為食品添加劑，還可以作為膳食補充劑和/或預防NAFL的益生元。