酶,是微生物的牙齿
食品,却可以帮助我们从源头去调理身体体质,提高免疫力,帮助我们去防治未病。我们的肠道是如何去进行有效消化的呢?首先通过我们的口腔咀嚼以及胃肠道蠕动所进行的物理性消化,其次通过人体消化腺所分泌的消化液进行的化学性消化。这两点都是我们所熟知的、已经写进教科书多年的知识。近年来,随着我们对肠道微生物研究的深入,应该再加一点,那便是以前被我们所忽略掉的肠道微生物对食品的转化。
有句古话说得好,叫“工欲善其事,必先利其器!”肠道微生物如果想有效地消化食品,它也必须先磨练好自己的武器,将自己武装到牙齿—那酶就是微生物的牙齿。
当菌群遇到自己喜欢的食物的时候,它便会迅速地调整,调动自身的酶,去精准地、高效地咬住食物,并且对其进行消化以及转换。除了满足菌群自身对美食的需求的同时,它也为它的菌群兄弟以及最友好的朋友——我们人体,提供了更多容易吸收以及功能强的营养成分。
酶的功能如此强大,那酶到底是什么呢?酶是由活细胞产生的一种特殊有机物,其中绝大部分是蛋白质。
首先,由于绝大部分酶是蛋白质,所以其对环境有敏感性。当遇到不适的酸、碱和温度等条件,酶的活力会降低,甚至是失活。
第二,酶具有非常高效的催化活性。
我们生化教科书当中给了一个非常直观、也非常形象的例子。在我们的消化道当中,如果没有酶的存在,那么如果我们想消化一顿简单的午餐大概需要50年的时间。但是在酶的帮助下,我们消化一顿饭可能在几个小时内便已经进行完全了。
第三,酶具有高度专一性。这也是其能精确地识别底物,并催化反应的一个基本前提。因此我们通常也把酶和它的底物比喻成“锁和钥匙”,用于形容其对底物的精准识别和对反应催化的这样的一个严格性。
早在1773年,意大利科学家斯帕兰扎尼将肉块放入到一个小巧的金属笼子里,然后给鹰吃进去,过一段时间以后,把这个小笼子取出,发现肉不见了。当时他就推测:在我们的胃当中,一定有某种能催化、消化肉的这种特殊的物质。当时他并不知道,这就是酶。
在我们生活当中,我们在吃馒头或米饭等这些主食的时候,我们也经常会感觉到:诶?越嚼越甜!其实这是我们口腔当中的唾液淀粉酶将食品的淀粉转化成糖的结果。
酶是不是就真的看不见,摸不着呢?当然不是。
结构生物学就像一枚超级放大镜,它可以将我们看不见的酶分子放大到原子水平。在结构生物学的帮助下,我们可以从本质上去理解我们肠道中酶和食物相互作用关系。肠道中的酶主要是由两部分构成,一部分来源于我们宿主——也就是我们人体自身的基因组所编码的酶;另外一部分呢,就是肠道菌群所编码的酶,而这一部分酶可能是占有更大的一个比例。
除了多糖,蛋白质是我们食品当中另一类非常重要的成分,谷氨酸作为组成蛋白质的一个基础结构元件之一,几乎存在于我们所有的食品当中。而我们日常生活中所常见的食品增鲜剂——味精,或者说是鸡精,它的主要成分其实就是谷氨酸的钠盐形式——谷氨酸钠。虽然早在1987年,联合国粮农组织和世界卫生组织便已经宣布取消对味精的食用限量,确认了其是一种安全可靠的食品添加剂,但是相信在座的各位以及大家的亲朋好友,仍有很多人对味精避之不及或者是敬而远之。其实谷氨酸在我们机体的蛋白质循环或者说代谢过程当中,起到了非常重要的这样的一个作用。
再有研究显示:谷氨酸在我们的肠道中的时候,便已经开启了它的转化之旅。在我们肠道中的多形拟杆菌所编码的谷氨酸脱羧酶的作用下,谷氨酸可以被转化成一种健脑、益智、抗癫痫等具有重要生理功能的一种抑制性神经递质——γ氨基丁酸。因此,从它的生理功能以及从肠道菌群对它的转化角度来讲,适量地食用谷氨酸或者说是味精,其实对我们的身体是有益的。这里,提醒广大消费者,任何时候脱离剂量去谈毒性都是不科学的。所以请大家不要轻易地去相信网上或者是微信朋友圈里流传“某某物质有毒”、“某某食品致癌”等这样的博人眼球的不实报道。
我们的食品当中含有各种各样的活性化合物。但是由于其结构不同、组成不同,那么肠道菌群对它的转化能力、转化产物的生物活性以及生物利用度都各不相同。这也需要我们具体问题具体分析。
从以上三个案例的分享当中呢,我们也可以看到,肠道菌群在我们的食物转化过程当中发挥了非常重要的作用。比如说,在肠道菌群的帮助下,我们可以去消化食物当中非常难消化的多糖物质;可以帮助我们把蛋白质的组成成分——氨基酸转化成具有更高活性或者其他活性的代谢产物;可以帮助我们提高食品当中活性化合物的生物利用度等等。
那么在这个过程当中,菌群的牙齿则功不可没。在我们人体经常处在一个非常复杂的内外环境当中,我们经常会受到各种各样因素的困扰。其中食物、菌群以及酶这三个因素,它们就像一个铁三角一样,稳定地相互作用,相互扶持,共同地为我们的营养与健康保驾护航。