甘薯（Ipomoea batatas Lam.）,为旋花科甘薯属一年或多年蔓生草本植物,是继水稻、小麦、玉米和马铃薯之后的第五大粮食作物。据FAO统计,2019年我国甘薯种植面积和总产量分别为237.4万公顷和0.52亿吨,均居世界首位。在我国,甘薯主要用于生产淀粉及其制品,在此过程中产生的薯渣大部分被直接丢弃,优质资源未得到有效利用。甘薯渣富含淀粉、膳食纤维、蛋白质等物质,是微生物生长代谢的良好基质,通过微生物发酵可将其转化为高附加值产品,对实现甘薯渣高值化利用、减少环境污染、丰富甘薯加工产品种类等具有重要意义。研究表明,采用微生物发酵谷物、果蔬等植物性原料可以改善其营养价值、风味、去除抗营养因子、提高抗氧化活性和降血脂活性、延长保质期等。但目前关于微生物发酵甘薯渣实现全利用的研究尚未见报道。因此,本研究以甘薯渣为原料,对不同菌种发酵甘薯渣产物的营养功能成分及理化特性进行分析,筛选出适宜发酵甘薯渣的菌种;优化鼠李糖乳杆菌和戊糖片球菌复配发酵甘薯渣的工艺参数,获得最优工艺下甘薯渣发酵产物（FSPR）;在此基础上,探讨乳酸菌发酵甘薯渣产物的体外消化及结肠发酵特性,并对其调节高脂膳食大鼠脂质代谢及肠道菌群的作用机制进行研究。本研究为实现甘薯渣全利用、提高甘薯渣附加值、开发具有调节脂质代谢和肠道菌群的甘薯渣发酵产品提供理论依据。（1）明确不同菌种发酵甘薯渣产物的营养功能成分及理化特性,筛选适宜发酵甘薯渣的最佳菌种。结果显示:鼠李糖乳杆菌（Lacticaseibacillus rhamnosus;LR）CICC 23119、肠膜明串珠菌（Leuconostoc mesenteroides;LM）CICC 21860、戊糖片球菌Pediococcus pentosaceus;PP)CICC 21862、嗜热链球菌（Streptococcus thermophilus;ST）CICC 21728和长双歧杆菌（Bifidobacterium longum;BL）CICC 6188发酵均显著提高了甘薯渣发酵产物的乳酸、乙酸、可溶性膳食纤维（SDF）、总酚含量,降低了草酸含量（p＜0.05）,其中,鼠李糖乳杆菌发酵甘薯渣产物（LRF-SPR）具有最高的总酚含量（97.35 mg/100g DW）和乳酸含量（67.18 mg/g DW）,戊糖片球菌发酵甘薯渣产物（PPF-SPR）具有最高SDF含量（16.63 g/100g DW）。不同菌种发酵均会提高甘薯渣发酵产物的活菌数和抗氧化活性,其中以LRF-SPR的活菌数（10.03×10~8CFU/m L）和抗氧化活性（DPPH自由基清除能力:62.04 mg AAE/100g DW;铁离子还原（FRAP）能力:71.87 mg TE/100g DW）最高。对发酵甘薯渣产物的营养功能成分、有机酸及抗氧化活性等进行灰色理论关联度分析,结果显示,LRF-SPR和PPF-SPR的综合营养价值最高。5个菌种发酵均会提高甘薯渣发酵产物的储能模量（G’）、损耗模量（G”）、粘度、体积平均粒径(D[4,3])和面积平均粒径(D[3,2]),这对发酵产物体系的稳定性具有一定的促进作用。5个菌种发酵甘薯渣产物均呈现出明显的膳食纤维结构,且在1741cm-1处吸收峰的强度及峰面积显著增加,而在3394cm-1和1632cm-1处降低,表明SDF含量增加,而淀粉、纤维素等在发酵过程中有一定降解。不同菌种发酵均会提高甘薯渣的鲜味及酸味,气相色谱-质谱联用仪（GC-MS）分析结果可得不同菌种发酵后挥发性酸类物质占比均显著增加。（2）采用单因素试验研究了鼠李糖乳杆菌（LR）和戊糖片球菌（PP）复配发酵甘薯渣的工艺参数,并对最佳工艺下甘薯渣发酵产物（FSPR）的品质特性进行研究。结果显示:发酵时间48 h、固液比1:10、接种量1.5%、发酵温度37℃、鼠李糖乳杆菌与戊糖片球菌复配比1:1时,所得甘薯渣发酵产物有机酸和活菌数最高,分别为59.67 mg/g和9.83 lg CFU/m L。与未发酵甘薯渣相比,FSPR的SDF含量（15.02 g/100g DW）、总酚含量（95.74 mg/100g DW）和抗氧化活性均显著增加（p＜0.05）,其中,DPPH自由基清除能力及铁离子还原（FRAP）能力分别增加了1.68和2.23倍。FSPR在1741cm-1处的吸收峰强度及峰面积显著增加,而在3394cm-1和1632cm-1处降低,表明SDF含量增加,而淀粉、纤维素、半纤维素在酶解发酵过程中有一定降解。FSPR的储能模量（G’）、损耗模量（G”）、粘度、体积平均粒径(D[4,3])和面积平均粒径(D[3,2])均显著增加（p＜0.05）,表明FSPR呈现出较高的稳定性。通过感官特性分析可得FSPR的亮度（L*）值降低,酸味、鲜味及挥发性酸类物质含量增加显著（p＜0.05）。（3）通过体外模拟试验明确FSPR体外消化及结肠发酵特性,并分析了FSPR活菌数、总酚含量和膳食纤维结构的变化,以及模拟结肠发酵对p H、总酸、短链脂肪酸、肠道菌群组成的影响。结果显示:FSPR在体外模拟口腔-胃肠消化过程中,活菌数从6.93 lg CFU/g分别降低至5.86 lg CFU/g（胃阶段）和5.60 lg CFU/g（小肠阶段）。多酚含量在模拟体外消化过程中无显著变化,但在体外模拟结肠发酵过程中显著增加,在模拟结肠发酵48 h时,多酚含量可达179.89 mg GAE/100g DW。在体外模拟结肠发酵阶段,FSPR可显著降低p H,增加乳酸、乙酸、丙酸和丁酸的含量。当发酵时间为48 h时,可使双歧杆菌和乳酸杆菌的丰度分别提高38.47%和153.85%,同时,巨单胞菌属和毛梭菌属丰度分别降低了61.33%和38.47%,表明FSPR具有一定的体外益生活性。在体外模拟结肠发酵48 h时,FSPR中总膳食纤维在3394 cm-1、2920 cm-1和1741cm-1处的FTIR吸收峰强度及面积均有显著的降低;不同消化及发酵阶段样品具有相同的XRD图谱中主衍射峰,分别为22.4°和16.4°,在结肠发酵时间为48 h时FSPR总膳食纤维结晶度为22.12%,显著高于FSPR总膳食纤维的结晶度（16.72%）;SEM结果表明在结肠发酵后,TDF发生明显的断裂现象,出现较多的短棒状和颗粒状物质,结构更为松散;以上结果说明FSPR膳食纤维在体外模拟结肠发酵阶段被肠道菌群降解,且非结晶区被优先利用。（4）采用高脂膳食大鼠模型,研究FSPR调节脂质代谢及肠道菌群的作用机制。大鼠体重、脏器指数及结肠长度结果显示,高脂膳食诱导的肥胖模型大鼠的体重和肝脏指数显著高于正常大鼠,而结肠长度显著降低（p＜0.05）;正常组（CON）、模型组（MOD）及给药组的大鼠体重均随着饲养时间的延长而逐渐增加,摄入FSPR可以减缓高脂膳食大鼠体重的增加;高剂量的FSPR会降低肝脏指数和增加结肠长度,将其恢复至跟CON组相近水平。由高脂膳食大鼠结肠中分泌型免疫球蛋白A（s Ig A）的分析结果可得,高剂量的FSPR及其DF均会显著提高结肠中s Ig A的含量（p＜0.05）。高脂膳食大鼠摄入FSPR,尤其是高剂量的FSPR后,大鼠血清中白细胞介素-1β（IL-1β）、白细胞介素6（IL-6）、肿瘤坏死因子α（TNF-α）和干扰素γ（IFN-γ）下降;大鼠肝脏和结肠的炎症和氧化应激分析结果显示,高脂膳食会显著提高大鼠肝脏和结肠的炎症及氧化应激水平,主要表现在大鼠肝脏和结肠的髓过氧化物酶（MPO）增加,谷胱甘肽（GSH）、总抗氧化能力（T-AOC）和超氧化物歧化酶（SOD）活性降低,FSPR可以降低大鼠组织炎症及氧化应激水平,尤其是高剂量FSPR组对组织氧化损伤的缓解能力最强。对大鼠血清及肝脏脂质水平进行分析,结果显示,FSPR可降低高脂膳食大鼠血清和肝脏中甘油三酯（TG）和总胆固醇（TC）的水平,同时,降低血清中游离脂肪酸（FAA）和低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）水平,增加血清中高密度脂蛋白胆固醇（HDL-C）水平。对大鼠肝脏、结肠、回肠及胰腺的组织切片进行观察,结果表明,FSPR及其DF可以显著改善大鼠肝脏的脂肪积累和脂肪变性,且高剂量FSPR增加高脂膳食大鼠结肠和回肠绒毛高度、隐窝深度及杯状细胞数目的效果最为明显,缓解因高脂膳食带来的肠道组织损伤,此外,FSPR还可缓解大鼠因高脂膳食而带来的胰腺损伤及炎症反应。大鼠结肠中短链脂肪酸的分析结果表明,高剂量组的FSPR及其DF均会增加短链脂肪酸的浓度,尤其以增加乳酸、丙酸和丁酸的效果最为显著。大鼠肠道菌群的分析结果显示,与PCON组乳杆菌属（Lactobacillus）丰度（4.82%）相比,FSPRH组的乳杆菌属丰度（11.88%）显著提高;与MOD组相比,FSPRH组的罕见小球菌属（Subdoligranulum）丰度增加了82.20%,且FSPR还可以促进粪杆菌（Faecalibacterium）的增殖,说明FSPR可以促进肠道有益菌生长,改善肠道菌群结构。本研究结果表明,FSPR可以缓解由高脂膳食引起的炎症反应,还可以改善肠道菌群结构。