近日，斯坦福大学的Catherine S. Liou和Elizabeth S. Sattely等研究发现， 人类要从十字花科蔬菜中获取异硫氰酸酯，离不开一些携带特定基因的肠道菌。而 要想充分吸收异硫氰酸酯，可能还得少吃点碳水化合物。这一研究发表在 Cell 上[1]。
十字花科植物对人类来说绝对是个宝库，以前每年都有冬储的萝卜白菜、一般人吃不起的涪陵榨菜、健康明星西蓝花、制作彩色面食少不了的紫甘蓝、“糁羹珍美胜羔豚”的陆游本命——荠菜，通通都来自十字花科。
健康上，十字花科蔬菜也毫不含糊。它所含有的异硫氰酸酯，已被证明 可以抑制肝脏脂质合成，减少血液中的LDL[2,3]，还能 降低2型糖尿病患者的空腹血糖[4]， 减轻炎症[5]。有人还专门培育了一种异硫氰酸酯含量丰富的西蓝花Beneforte[6]。
其实十字花科蔬菜也不是多么好心，还为人类的健康着想。它含有异硫氰酸酯，本来是为了避免被吃，毕竟这东西刺激性强，味道冲，轻则吃起来辣，重则一口下去直冲天灵盖，涕泗横流。没错，就是芥末那股味。
十字花科蔬菜中，这些 异硫氰酸酯平时以硫代糖苷（GS）的形式储存在细胞液泡里，而 另一些细胞里则存有水解硫代糖苷的芥子酶。要是有人吃它， 细胞结构被破坏，硫代糖苷和芥子酶遇到一块，就释放出有刺激性辣味的异硫氰酸酯了[7]，所以生吃萝卜会越嚼越辣。
但从健康上来说， 硫代糖苷本身没什么活性，还 非得转化成异硫氰酸酯后才能让人体吸收，带来健康益处。但咱们中国人吃菜还是喜欢吃熟的。不管是煎炒烹炸，这 菜做熟后芥子酶早都失活了。难不成为了异硫氰酸酯的健康益处，还得天天吃蔬菜沙拉？
其实吧，除了植物自带的酶， 把GS转化成异硫氰酸酯这个过程，肠道菌也可以完成。在1998年，就有人发现， 减少了肠道中定植的细菌后，人体对食物中异硫氰酸酯的吸收减少了[8]。不同人吃下煮熟的十字花科蔬菜后，摄取异硫氰酸酯的量，也会因肠道菌不同而出现很大差异[9]。
目前，已经发现乳酸菌、双歧杆菌和拟杆菌，具有将硫代糖苷转化为异硫氰酸酯的能力。至于怎么转化的，研究人员对多型拟杆菌（Bt）进行了研究。
研究人员在体外培养了几种从人体中分离获得的Bt菌株，检测了它们把硫代糖苷转化成异硫氰酸酯的能力。 不同的Bt菌株，异硫氰酸酯的产量差异巨大，最多和最少的差了10倍以上。
通过对这些菌株的基因对比分析，研究人员发现了26个差异较大，可能与GS代谢有关的基因。其中可能性最大的是BT2156~BT2159这几个基因。
这几个基因位于同一个操纵子上，经常一起转录表达，其中包括了两个依赖烟酰胺的氧化还原酶（BT2158和BT2159）、一个糖苷水解酶（BT2157）一个受BT2160调节的磷酸糖类异构酶（BT2156）。这一操纵子也是多形拟杆菌中许多糖类代谢的关键位点。
对这几个基因的进一步分析显示， BT2157、BT2158和BT2160的缺失，都会影响异硫氰酸酯的产生。
此外，研究人员还发现， 在富含葡萄糖的培养基中，只有在培养后期才开始有异硫氰酸酯生成。也就是说， 多形拟杆菌会优先利用葡萄糖，只有葡萄糖耗尽后，才会开始代谢GS，产生异硫氰酸酯。 其它一些糖类，比如甘露糖、半乳糖、麦芽糖等等，也会被Bt优先利用，从而抑制异硫氰酸酯的产生。
接下来，研究人员在小鼠体内进行了试验。他们把BT2157突变的多形拟杆菌移植给了无菌小鼠，喂食低糖鼠粮和硫代糖苷或者西蓝花。通过对小鼠尿液的分析，研究人员发现 移植BT2157突变型Bt的小鼠，尿液中的异硫氰酸酯代谢物明显低于移植野生型细菌的小鼠。
最后，研究人员还检测了BT2160-BT2156这个影响异硫氰酸酯吸收的操纵子的分布。在大多数国家中， 这一操纵子都广泛存在于人们的肠道菌中，也包括咱们中国。
这么说来，常吃的炖萝卜熬白菜也是可以带来异硫氰酸酯的健康益处的。只不过可能最好要少吃点糖，免得肠子里的微生物都去吃糖，而冷落了硫代糖苷，减少异硫氰酸酯的吸收。
参考文献：
1. A Metabolic Pathway for Activation of Dietary Glucosinolates by a Human Gut Symbiont. Cell [J], 180: 717-728.e719.
2. The Nrf2-antioxidant response element pathway: a target for regulating energy metabolism[J]. Journal of Nutritional Biochemistry, 2012, 23(10).
3. Diet rich in high glucoraphanin broccoli reduces plasma LDL cholesterol: Evidence from randomised controlled trials[J]. Molecular Nutrition & Food Research, 2015, 59(5):918-926.
4. Sulforaphane reduces hepatic glucose production and improves glucose control in patients with type 2 diabetes[J]. Science translational medicine, 2017, 9(394).
6. Development and commercialisation of 'Beneforté' broccoli and potential health benefits. Acta Horticulturae [J], 1005: 67-70.
7. BIOLOGY AND BIOCHEMISTRY OF GLUCOSINOLATES[J]. Annual Review of Plant Biology, 2006, 57(1):303-333.
8. Human metabolism and excretion of cancer chemoprotective glucosinolates and isothiocyanates of cruciferous vegetables.[J]. Cancer Epidemiol Biomarkers Prev, 1998, 7(12):1091-1100.
9. Variation of glucoraphanin metabolism in vivo and ex vivo by human gut bacteria[J]. British Journal of Nutrition, 2011, 106(3):408-416.
