影响人类肠道微生物的组合物和方法1.相关申请的交叉引用本技术要求2019年7月19日提交的美国临时申请号62/876,388的优先权，其公开内容经此引用并入本文。2.政府权利本发明在政府支持下在nationalinstitutesofhealth授予的dk070977、dk078669和dk107158下完成。政府在本发明中有一定权利。3.发明背景越来越多的证据表明，肠道微生物群影响人类生物学多种特征，这促使努力开发改善健康状况的微生物导向干预。微生物群导向食品（mdf）是一种方法，因为饮食对微生物群落构造有着显著和快速的影响。膳食碳水化合物为肠道细菌提供重要的能量来源，其中其代谢产物有益于主要微生物消费者、其互养伙伴及宿主。膳食纤维形式的植物多糖的消耗与许多健康益处相关。此外，生活在工业化国家的人们饮食中复合多糖的多样性降低与其微生物群中细菌多样性的丧失有关。4.从肠道微生物群的角度来看，植物材料和由植物材料制备的纤维制剂含有具有不同的结构特征和生物物理可用性的活性和惰性部分。在历史上，识别纤维制剂的生物活性组分是一项艰巨的挑战。因此，在本领域仍然需要以促进健康肠道微生物群的方式选择性促进人类肠道微生物群落成员的表现并促进其所表达的有益功能，并进而对健康进行积极影响的组合物。5.发明概述在一方面，本公开包括包含多种纤维制剂的组合物，每种纤维制剂独立地选自大麦纤维制剂或其聚糖等效物、柑橘纤维制剂或其聚糖等效物、柑橘果胶制剂或其聚糖等效物、高分子量菊粉制剂或其聚糖等效物、豌豆纤维制剂或其聚糖等效物和甜菜纤维制剂或其聚糖等效物，其中多种纤维制剂为组合物的至少95重量%。6.在另一方面，本公开包括一种组合物，至少15重量%的一种或多种甜菜纤维制剂和至少28重量%的一种或多种高分子量菊粉制剂，以及任选的以不超过10重量%的量的一种或多种柑橘果胶制剂、以不超过25重量%的量的一种或多种柑橘纤维制剂、和以不超过45重量%的量的一种或多种大麦纤维制剂，其中多种纤维制剂为组合物的至少95重量%。7.在另一方面，本公开包括一种组合物，包含至少15重量%的一种或多种豌豆纤维制剂或其聚糖等效物；和至少一种附加的纤维制剂，所述附加的纤维制剂选自（i）至少28重量%的一种或多种高分子量菊粉制剂或其聚糖等效物，（ii）10重量%或更少的一种或多种柑橘果胶制剂或其聚糖等效物，（iii）25重量%或更少的一种或多种柑橘纤维制剂或其聚糖等效物，或（iv）45重量%或更少的一种或多种大麦纤维制剂或其聚糖等效物。8.在另一方面，本公开包括一种组合物，包含大约35重量%的一种或多种豌豆纤维制剂或其聚糖等效物、大约10重量%的一种或多种柑橘纤维制剂或其聚糖等效物、大约35重量%的一种或多种高分子量菊粉制剂或其聚糖等效物、和大约20重量%的一种或多种大麦纤维制剂或其聚糖等效物；并且其中一种或多种豌豆纤维制剂、一种或多种柑橘纤维制剂、一种或多种高分子量菊粉制剂和一种或多种大麦纤维制剂为组合物的至少95重量%。9.在另一方面，本公开包括一种组合物，包含大约30-40重量%的一种或多种豌豆纤维制剂或其聚糖等效物、大约9-11重量%的一种或多种柑橘纤维制剂或其聚糖等效物、大约30-40重量%的一种或多种高分子量菊粉或其聚糖等效物、和大约18-22重量%的一种或多种大麦纤维制剂或其聚糖等效物；并且其中一种或多种豌豆纤维制剂、一种或多种柑橘纤维制剂、一种或多种高分子量菊粉制剂、和一种或多种大麦纤维制剂为组合物的至少95重量%。10.在另一方面，本公开包括一种组合物，包含大约30-35重量%的一种或多种豌豆纤维制剂或其聚糖等效物、大约9-11重量%的一种或多种柑橘纤维制剂或其聚糖等效物、大约35-40重量%的一种或多种高分子量菊粉制剂或其聚糖等效物、和大约18-22重量%的一种或多种大麦麸制剂或其聚糖等效物；并且其中一种或多种豌豆纤维制剂、一种或多种柑橘纤维制剂、一种或多种高分子量菊粉制剂和一种或多种大麦纤维制剂为组合物的至少95重量%。11.在另一方面，本公开包括一种组合物，包含大约33重量%的一种或多种豌豆纤维制剂或其聚糖等效物、大约11重量%的一种或多种柑橘纤维制剂或其聚糖等效物、大约36重量%的一种或多种高分子量菊粉制剂或其聚糖等效物、和大约20重量%的一种或多种大麦纤维制剂或其聚糖等效物；并且其中一种或多种豌豆纤维制剂、一种或多种柑橘纤维制剂、一种或多种高分子量菊粉制剂和一种或多种大麦纤维制剂为组合物的至少95重量%。12.在另一方面，本公开包括一种组合物，包含大约65重量%的豌豆纤维或其聚糖等效物、和大约35重量%的高分子量菊粉或其聚糖等效物；并且其中一种或多种豌豆纤维制剂与一种或多种高分子量菊粉制剂为组合物的至少95重量%。13.在另一方面，本公开包括食品组合物，其包含本文中公开的组合物。在一些实施方案中，组合物的量为食品组合物的大约40重量%至大约50重量%。在一些实施方案中，组合物提供食品组合物中总膳食纤维的大约90%或更多。14.在另一方面，本公开包括压制、膨化或烘焙的食品组合物，该食品组合物包含大约40重量%至大约95重量%的纤维制剂的组合物，该纤维制剂组合物包含（a）大约25重量%至大约40重量%的一种或多种豌豆纤维制剂或其聚糖等效物；大约5重量%至大约15重量%的一种或多种柑橘纤维制剂或其聚糖等效物；大约30重量%至大约40重量%的一种或多种高分子量菊粉制剂或其聚糖等效物；和大约10重量%至大约30重量%的一种或多种大麦纤维制剂或其聚糖等效物；或（b）大约55重量%至大约65重量%的一种或多种豌豆纤维制剂或其聚糖等效物；和大约30重量%至大约40重量%的一种或多种高分子量菊粉制剂或其聚糖等效物；其中30克一份的食品组合物具有至少6克的总膳食纤维；并且其中当受试者每天食用食品组合物至少一次，持续至少5天（例如至少6天、至少7天等等）时，食品组合物使得受试者的肠道微生物群的纤维降解能力提高和/或受试者的健康改善。15.下面更彻底地描述了本发明的其它方面和迭代。16.附图概述申请文件含有至少一张彩色制作的照片。具有彩色照片的本专利申请公开的副本经请求和支付必要费用后将由知识产权局（office）提供。17.图1a和图1b显示了食品级纤维制剂对确定的人类肠道微生物群成员的影响的体内筛选的设计和结果。图1a包括筛选（三种类似筛选中的一种）的示意性设计。单独圈养的成年无菌小鼠用获自单一人类供体的20种菌株的聚生体定殖。动物接收一系列的补充的hisf-lofv饮食，每种饮食以8%（w/w）含有一种纤维制剂，并以2%（w/w）含有另一种（有色框）。在每个一周长的饮食期的最后两天期间收集粪便样本。对照动物单调地接收未补充的hisf-lofv或losf-hifv饮食四周。还显示了用所示补充纤维的hisf-lofv饮食治疗的第6天和第7天的多形拟杆菌和粪拟杆菌的平均相对丰度值。条显示平均值。圆圈表示个体小鼠。黑色箭头指向从（消耗了在小鼠饮食波动序列的指示时期消耗的含有8%(w/w)豌豆纤维的饮食的）不同小鼠获得的数据。板块b中的绿色箭头标记接受作为次要纤维类型（2%w/w）豌豆纤维的小鼠，而板块c中的紫色箭头突出其中高分子量（mw）菊粉是次要纤维的动物。34种纤维的组成分析参见表a。图1b描绘了在三个筛选实验中来自菌株线性模型的系数预)测值，其中模型产生至少一个预测系数＞0.4。统计学显著的系数（p＜0.01；anova)根据色带进行加深处理。18.图2a、图2b、图2c、图2d、图2e、图2f、图2g、图2h、图2i和图2j显示了蛋白质组学和正向遗传学实验的结果，以鉴定豌豆纤维中的阿拉伯聚糖作为多种细菌物种的营养源。图2a是基于单糖和键分析（具有推断的异头碳立体化学）在豌豆纤维中检测到的多糖结构的示意图。图2b-图2e是显示所示菌株的相对丰度的图。成年c57bl/6j无菌小鼠被15个成员的群落定殖，所述群落由代表四种拟杆菌属物种（bacteroidesspecies）的inseq文库和10种用于图1所示筛选实验的附加菌株组成。在单调喂食对照hisf-lofv饮食（灰色）或补充有10%(w/w)豌豆纤维的hisf-lofv饮食（绿色）的小鼠的每个所示时间点，显示每种菌株的相对丰度。圆圈表示个体小鼠。阴影表示95%ci。给定时间点的数据点内的线位置表示平均值（n=15只单独笼养的小鼠/组；表s4a-s4c）。*,p＜0.05；（补充豌豆纤维vs.未补充的hisf-lofv饮食；anova）。图2f-图2i是显示在实验第6天收集的粪便样品的蛋白质组学和inseq分析的图。在x轴上，每个点的位置表示获自单调喂食补充豌豆纤维的hisf-lofv饮食的动物的样本中单一细菌蛋白质的丰度的平均值（相对于喂食未补充饮食的对照）。y轴表示在豌豆纤维与hisf-lofv饮食组的比较中，在编码每种蛋白的基因中具有tn破坏的突变菌株的差异富集的平均值。蛋白质数据集和inseq突变池二者中所代表的基因的总数显示在每个图的左上方，并且这些基因以灰色点绘制。绿色圆圈突出了明显受豌豆纤维影响的基因（p＜0.05，|倍数变化|＞log2(1.2)；limma或limma-voom），如通过其蛋白质产物的水平或其对适应度的贡献来判断；空心圆标记了pul编码的这些基因的子集。存在于多形拟杆菌、解纤维素拟杆菌和普通拟杆菌中三种同源的阿拉伯聚糖加工pul中的基因用其pul编号标记，如其在puldb中出现的那样（terrapon等人,2018）。用“a”标记普通拟杆菌中阿拉伯糖加工操纵子中的基因。卵形拟杆菌rgi加工pul97中的基因也被标记。（j）多形拟杆菌pul7、解纤维素拟杆菌pul5、普通拟杆菌pul27和普通拟杆菌阿拉伯糖操纵子的比对。转录方向是从左至右（除非用向左的箭头标记）。第一个和最后一个基因用它们的基因座标号在上方标记。基因根据其功能注释（参见图例）进行颜色编码。cazy数据库中酶的gh家族以基因框内的数字显示（gh51、gh43:4、gh43:29和gh146的特征成员主要是阿拉伯聚糖酶或阿拉伯呋喃糖苷酶）。连接基因的阴影区域表示显著的blast同源性（e-值＜10-9）；显示了它们的蛋白质产物的氨基酸一致性百分比。19.图3a、图3b、图3c和图3d显示了来自于故意操纵群落组成以证明豌豆纤维阿拉伯聚糖的种间竞争的实验的结果。图3a和图3c是显示所示菌株的相对丰度的图。成年c57bl/6j无菌小鼠用与图2中的实验所用相同的确定群落定殖，有或没有解纤维素拟杆菌（b.c.）。在存在（浅灰色，实心圆）或不存在（深灰色，空心圆）解纤维素拟杆菌的情况下喂食对照hisf-lofv饮食，或在存在（绿色，实心圆）或不存在（品红色，空心圆）解纤维素拟杆菌的情况下喂食补充有10%(w/w)豌豆纤维的hisf-lofv饮食的小鼠中，在每个时间点显示了每种菌株的相对丰度。图例：圆圈，个体小鼠；直线，平均值；阴影，95%ci（n=每组4-10只小鼠）。*,p＜0.05；（饮食-群落相互作用；anova）。图3b和图3d是显示在实验第6、12、19和25天取样的粪便群落的蛋白质组学分析的平均值±sd（垂直阴影）（n=5只动物/处理组）的图。相关pul中的基因沿x-轴显示（仅作为基因座标号；bt_xxxx或bvu_xxxx）。基因根据其功能注释（参见图例）进行颜色编码。cazy数据库中酶的gh家族以基因框内的数字显示。圆圈的图例与板块a和c中使用的相同。*,p＜0.05，|倍数变化|＞log2(1.2)（补充豌豆纤维的vs.未补充的hisf-lofv饮食；limma）。20.图4a、图4b、图4c、图4d和图4e显示了来自随群落成员与人工食品粒子而变的表征聚糖加工的实验的结果。图4a是基于珠粒的体内聚糖降解测试的示意图。图4b描述了流式细胞术图，显示了在穿过代表两种定殖条件的小鼠肠道之前和之后，三种珠粒类型的池中的荧光水平。用每个通道中检测的荧光团来标记轴。图4c图示了通过用解纤维素拟杆菌或普通拟杆菌单定殖的悉生（gnotobiotic）小鼠的肠道之前（黑色）和之后（绿色）与两种类型的多糖涂布的珠粒以及空的未涂布珠粒缔合的阿拉伯糖的质量。在强饲之后四小时由盲肠和结肠内容物纯化珠粒。绘制了在通过肠道之前（黑色）和之后（绿色）与珠粒缔合的阿拉伯糖的质量。圆圈表示个体动物。条显示平均值和95%ci。图4d和图4e图示了喂食hisf-lofv饮食的用15个成员的群落（具有解纤维素拟杆菌）或14个成员的群落（缺少解纤维素拟杆菌）定殖的小鼠中的多糖降解。绘制了在实验的第12天从盲肠和结肠内容物收集之前（黑色）和之后（灰色，15个成员的群落组；品红色，减去解纤维素拟杆菌组）珠粒缔合的阿拉伯糖（板块d）或葡萄糖（板块e）的质量。沿x轴注释每组小鼠中解纤维素拟杆菌的存在或不存在。圆圈表示个体小鼠。显示平均值+95%ci（n=3-6只动物/组）。*,p＜0.05（mann-whitneyu检验）。21.图5a、图5b、图5c、图5d、图5e和图5f显示了使用蛋白质组学和正向遗传学检测对潜在竞争者存在的适应的实验结果。图5a和图5b图示了在用与用于图2中的实验的相同的确定群落定殖成年c57bl/6j无菌小鼠后，在有或没有解纤维素拟杆菌（b.c.）或普通拟杆菌（b.v.）的情况下所示菌株的相对丰度。在用15个成员的群落（灰色实心圆）或缺乏解纤维素拟杆菌或普通拟杆菌的群落（空心圆；分别为品红色和棕色）定殖的小鼠中在每个时间点显示粪便样本中每种菌株的相对丰度。所有小鼠接受对照基础hisf-lofv饮食。图例：圆圈，个体小鼠；直线，平均值；阴影，95%ci。图5c和图5d是显示阿拉伯木聚糖pul中基因的蛋白质丰度和inseq数据的图，所述pul沿x轴显示（仅作为基因座标号；bovatus_0xxxx），按照它们在基因组中出现的顺序。显示平均值±sd（垂直阴影）（n=5只动物/处理组）。根据功能注释对基因进行颜色编码。圆圈的图例：灰色，15个成员的群落；品红或棕色，小鼠分别具有不含有解纤维素拟杆菌或普通拟杆菌的群落。*,p《0.05，|倍数变化|＞log2(1.2)[15个成员群落vs.14个成员(减去解纤维素拟杆菌)；limma或limma-voom]。图5e是显示在实验第6天取样的粪便群落的蛋白质组学分析的图。在右上方显示在不存在解纤维素拟杆菌的情况下其丰度显著增加的蛋白质；用空心圆突出显示pul中的基因编码的那些蛋白质，同时用其pul编号标记阿拉伯木聚糖加工pul中的基因编码的那些蛋白质。图5f是显示inseq分析的图，inseq分析显示了突变菌株丰度从实验第2天到第6天相对于15种菌株的群落的变化。在缺少解纤维素拟杆菌的情况下对适应度明显更重要的基因出现在左上方。用空心圆突出显示pul中对适应度具有显著影响的基因；位于阿拉伯木聚糖加工pul中的那些用它们的pul编号标记。[0022]图6a、图6b、图6c、图6d、图6e、图6f和图6g显示了减轻消耗阿拉伯木聚糖的拟杆菌属之间的竞争的实验结果。图6a、图6b和图6c图示了在用与用于图2中的实验的相同的确定群落定殖成年c57bl/6j无菌小鼠后，在有或没有解纤维素拟杆菌（b.c.）和/或普通拟杆菌（b.v.）的情况下菌株的相对丰度。在喂食对照hisf-lofv饮食并用15个成员的群落（实心圆）或缺乏解纤维素拟杆菌或普通拟杆菌或两种物种的衍生群落（空心圆；分别为品红色、橙色和青色）定殖的小鼠中，在每个时间点显示了每种菌株的相对丰度。图例：圆圈，个体小鼠；直线，平均值；阴影，95%ci。图6d和图6e图示了在实验第6天获得的粪便样品中卵形拟杆菌或解纤维素拟杆菌蛋白质丰度的分析。阿拉伯木聚糖加工pul中的基因按照它们在基因组中出现的顺序沿x轴显示(仅作为基因座标号；bovatus_0xxxx或bcellwh2_0xxxx)。显示平均值±sd（垂直阴影）（n=5-7只动物/处理组）。根据功能注释（参见图例）对基因进行颜色编码。圆圈的图例：灰色，15个成员的群落；品红、橙色或青色，小鼠分别具有不含解纤维素拟杆菌、卵形拟杆菌或两种物种的群落。*,p＜0.05[15个成员的群落vs.14个成员(减去解纤维素拟杆菌)；limma]。图6f和图6g图示了在喂食hisf-lofv饮食并定殖有完整的15个成员的群落，或缺乏解纤维素拟杆菌、卵形拟杆菌或这两种物种的群落的小鼠中多糖降解的基于珠粒的测定的结果。绘制了在暴露于所示群落（灰色，完整的15个成员的群落；品红色，缺少解纤维素拟杆菌的群落；橙色，缺少卵形拟杆菌的群落；青色，缺少两种拟杆菌属物种的群落）之前（黑色）和之后珠粒缔合的阿拉伯糖（图6f）或甘露糖（图6g）的质量。沿x轴注释每组小鼠中解纤维素拟杆菌和卵形拟杆菌的存在或不存在。圆圈表示个体小鼠。显示平均值+95%ci（n=5-7只动物/组）。*,p＜0.05（mann-whitneyu检验）。[0023]图7a、图7b、图7c、图7d、图7e、图7f、图7g、图7h和图7i显示了为了鉴定柑橘果胶中作为多种细菌物种的营养源的同型半乳糖醛酸聚糖的蛋白质组学和正向遗传学实验的结果。图7a是在柑橘果胶中基于单糖和连接分析（推断异头碳的立体化学）检测的多糖结构的示意图。图7b-e是显示所示菌株的相对丰度的图。成年c57bl/6j无菌小鼠被15个成员的群落定殖，所述群落由代表四种拟杆菌属物种的inseq文库和10种用于图1所示筛选实验的附加菌株组成。在喂食对照hisf-lofv饮食（灰色）或补充有10%(w/w)柑橘果胶的hisf-lofv饮食（蓝色）的小鼠中，在每个所示时间点显示每种菌株的相对丰度。圆圈表示个体小鼠；直线，平均值，和阴影，95%ci（n=15只单独笼养的小鼠/组；结果集中在三个独立实验中）。*,p＜0.05（mann-whitneyu检验）。图f-i是显示在实验第6天收集的粪便样本的蛋白质组学和inseq分析的图。在x轴上，每个点表示来自单调喂食补充了柑橘果胶的hisf-lofv饮食的动物的样本中单一细菌蛋白质丰度的平均值（相对于喂食未补充的饮食的对照物）。y轴表示在柑橘果胶与hisf-lofv饮食组的比较中，在编码每种蛋白质的基因中具有tn破坏的突变体的差异富集的平均值。蓝点代表明显受柑橘果胶影响的基因（p＜0.05，|倍数变化|＞log2(1.2)；limma或limma-voom），这通过它们的蛋白质产物水平或它们对适应度的贡献来判断，而空心圆标记pul编码的这些基因的亚组。存在于预测的同型半乳糖醛酸聚糖加工pul中的基因在多形拟杆菌、解纤维素拟杆菌和普通拟杆菌中用其pul编号标记，如其在puldb中出现的那样（terrapon等人,2018）。[0024]图8a、图8b、图8c和图8d显示了来自于故意操纵群落组成以证明柑橘果胶中同型半乳糖醛酸聚糖的种间竞争的实验的结果。图8a和图8b是显示所示菌株的相对丰度的图。成年c57bl/6j无菌小鼠用与图2中的实验所用相同的限定群落定殖，有或没有解纤维素拟杆菌（b.c.）。在存在（浅灰色，实心圆）或不存在（深灰色，空心圆）解纤维素拟杆菌的情况下喂食对照hisf-lofv饮食，或在存在（绿色，实心圆）或不存在（品红色，空心圆）解纤维素拟杆菌的情况下喂食补充有10%(w/w)柑橘果胶的hisf-lofv饮食的小鼠中，在每个时间点显示了每种菌株的相对丰度。图例：圆圈，个体小鼠；直线，平均值；阴影，95%ci（n=每组4-10只小鼠）。*,p＜0.05；（饮食-群落相互作用；anova）。图8c和图8d是显示在实验第6、12、19和25天取样的粪便群落的蛋白质组学分析的平均值±sd（垂直阴影）（n=5只动物/处理组）的图。预测的同型半乳糖醛酸聚糖加工pul中的基因沿x-轴显示（仅作为基因座标号；bt_xxxx、bvu_xxxx），根据其出现在基因组中的顺序。示出了平均值±sd（垂直线）（n=5只动物/处理组）。基因根据其功能注释（参见图例）进行颜色编码。cazy数据库中酶的gh家族以基因框内的数字显示。圆圈的图例与板块a和b中使用的相同。*,p＜0.05，|倍数变化|＞log2(1.2)（补充柑橘果胶vs.未补充hisf-lofv饮食；limma）。[0025]图9a、图9b、图9c、图9d、图9e、图9f显示了来自随群落成员与人工食品粒子而变的表征聚糖加工的实验的结果。图9a和图9b图示了与三种类型的多糖涂布珠粒或与空的未涂布珠粒缔合的阿拉伯糖或葡萄糖的质量。用三种类型的多糖涂布的珠粒以及空的未涂布的珠粒强饲用解纤维素拟杆菌或普通拟杆菌单定殖的悉生小鼠。强饲后4小时从盲肠和结肠内容物中纯化珠粒。绘制在珠粒通过肠道之前（黑色）和之后（绿色）与珠粒缔合的阿拉伯糖（图9a）或葡萄糖（图9b）的质量。圆圈表示个体动物。条显示了95%ci的平均值。在图9c和图9d中，用四种珠粒类型（标记在x轴上）强饲成年c57bl/6j无菌小鼠。从强饲后4至12小时收集的粪便样本中分离珠粒。绘制在珠粒通过肠道之前（黑色）和之后（蓝色）与珠粒缔合的阿拉伯糖（图9c）或葡萄糖（图9d）的质量。圆圈表示个体小鼠。条显示平均值+95%ci（n=13只动物）。图9e和图9f图示了喂食hisf-lofv饲料+10%豌豆纤维的用15个成员的群落（具有解纤维素拟杆菌）或缺少解纤维素拟杆菌的14个成员的群落定殖的小鼠中的多糖降解。从盲肠和结肠内容物中回收珠子。绘制在通过肠道之前（黑色）和之后（绿色，15个成员的群落组；品红色，减去解纤维素拟杆菌组）珠粒缔合的阿拉伯糖（图9e）或葡萄糖（图9f）的质量。在图9a、b、e和f中以及在图4d和4e中，所有的图共享输入珠粒，因为在同一实验中分析了所有六组小鼠。沿x轴记录每组小鼠中解纤维素拟杆菌的存在或不存在。圆圈表示个体小鼠。显示平均值+95%ci（n=3-6只动物/组）。*,p＜0.05（mann-whitneyu检验）。[0026]图10图示了使用聚糖涂布的珠粒和肠道微生物的粘附测定的结果。相对于与荧光染料而不是细菌一起温育的对照珠粒，测量y轴上的荧光程度（syto-60+）。[0027]图11a、图11b、图11c、图11d和图11e示出了实施例中描述的各种实验设计。图11a—未补充的hisf-lofv饮食或补充四种不同纤维制剂之一的饮食的单调喂食。在第2、3、6、8、12、14、19和21天收集粪便样本。图11b—向定殖了具有或不具有解纤维素拟杆菌的群落的小鼠单调喂食未补充的hisf-lofv饮食或补充豌豆纤维或柑橘果胶的hisf-lofv饮食。在第2、3、6、8、12、14、19和25天收集粪便样本。图11c—向定殖了具有或不具有解纤维素拟杆菌的群落的小鼠单调喂食含有或不含有豌豆纤维的hisf-lofv。在第2、3、4、6、7、8、10、11和12天收集粪便样本。图11d—向定殖了具有或不具有解纤维素拟杆菌或普通拟杆菌的群落的小鼠单调喂食具有或不具有柑橘果胶的hisf-lofv。在第2、3、4、6、7、8、10和12天收集粪便样本。图11e—向具有含有或不含有解纤维素拟杆菌和/或卵形拟杆菌的群落的小鼠单调喂食未补充的hisf-lofv饮食。在第2、3、4、6、7、8和10天收集粪便样本。[0028]图12是化学反应示意图。尽管在该描述中仅使用单一多糖，但可使用任何聚糖。[0029]图13a是描绘表面改性的顺磁性二氧化硅珠粒的ζ电位的图。使用母体珠粒和仅用apts或thpmp修饰的珠粒作为标准物。[0030]图13b是描绘每种所示珠粒类型与nhs酯荧光素反应后的珠粒荧光的图。仅有用表面胺修饰而非乙酰化的珠粒是高度荧光的。[0031]图14是多糖的cdap活化和固定在膦酸胺珠粒表面上的化学反应示意图。尽管在该描绘中仅使用了单一多糖，但是可使用任何聚糖。[0032]图15是描绘阿拉伯木聚糖固定在表面改性珠粒上的图。在催化tea的存在下，珠粒与cdap活化的阿拉伯木聚糖反应。通过在酸水解一定数目的珠粒后量化释放的木糖和阿拉伯糖来确定结合到每种珠粒类型的阿拉伯木聚糖的量。[0033]图16是使用多糖涂布的珠粒来测量小鼠中肠道微生物群的生物化学功能的示意图。[0034]图17是描绘在珠粒强饲后4小时由盲肠收获的多糖涂布的珠粒释放阿拉伯糖的图。每个数据点代表单个小鼠。平均值±sd。成对韦尔奇t检验。benjamini和hochberg校正。*p《0.05。[0035]图18图示了豌豆纤维制剂分级的程序。[0036]图19是描绘豌豆纤维制剂的级分1至8的单糖组合物的图。[0037]图20a描绘了豌豆纤维阿拉伯聚糖的结构。r基团（未显示）连接到各个末端上，其中r可以是氢或果胶片段。提出的豌豆纤维阿拉伯聚糖的化学结构来源于部分甲基化的多羟糖醇乙酸酯gc-ms分析，其得到了chemicalsciences,geosciencesandbiosciencesdivision,officeofbasicenergysciences,u.s.departmentofenergygrant(de-sc0015662)对doeꢀ–ꢀ在complexcarbohydrateresearchcenter的centerforplantandmicrobialcomplexcarbohydrates的支持。在级分8中，r1是h且r2是含有半乳糖醛酸、半乳糖和鼠李糖的果胶片段。[0038]图20b描绘了甜菜阿拉伯聚糖的结构。r基团（未显示）连接到游离端，其中r可以是氢或果胶片段。[0039]图21是描绘甜菜阿拉伯聚糖与级分8的单糖组合物的图。[0040]图22是实施例10中所述的实验设计的示意图。[0041]图23是响应饮食补充的粪便细菌群落组成的主成分分析的图。每个数据点代表单个小鼠。阴影区域表示平均值的s.d.的95%概率区域。[0042]图24图示了饮食补充后几种菌株的丰度分数。每个圆圈代表单个小鼠。阴影区域为±sd。[0043]图25是实施例10中所述的实验设计的图解。[0044]图26是描绘饮食补充后阿拉伯糖质量的图。[0045]图27a、图27b和图27c是拟杆菌属物种中阿拉伯聚糖利用位点（阿拉伯聚糖利用位点）的比对（与图2相关）。每个物种的多个菌株中多形拟杆菌pul7（图27a）、解纤维素拟杆菌pul5（图27b）和普通拟杆菌pul27（图27c）的比对。转录方向由箭头指示。基因用它们的基因座标号标记，并根据它们的功能注释进行颜色编码（参见图例）。连接基因的阴影区域表示（i）显著的blast同源性（e值＜10-9）和它们的蛋白质产物的氨基酸一致性百分比（参见图例）。[0046]图28a、图28b和图28c是显示在hisf-lofv饮食背景下（与图6相关）通过卵形拟杆菌的解纤维素拟杆菌依赖性聚糖的使用的图。在实验第6、12、19和25天取样的粪便群落的蛋白质组学分析。在所示的pul中根据其包括gh家族分配的功能注释进行颜色编码的基因与其基因座标号（bovatus_0xxxx）一起沿x轴显示。将它们表达的蛋白质产物的丰度（平均值±sd）沿y轴作图（n=5只动物/处理组）。圆圈的图例：灰色，15个成员的群落；品红色，具有不含解纤维素拟杆菌的群落的小鼠。*,p《0.05，|倍数变化|＞log2(1.2)，[15个成员的群落vs.14个成员(减去解纤维素拟杆菌)；limma]。[0047]图29图示了用于制造食品组合物（例如膨化枕形物（extrudedpillow））的方法。[0048]图30a显示实施例12的研究设计的图示。[0049]图30b显示了奇异值分解和高阶奇异值分解的描述。图示的顶部部分显示了由n行和m列定义的矩阵m，其由svd分析以创建三个新的矩阵：u（维度n乘n)、e（维度n乘m）和v（维度m乘m）。u矩阵的列被称为“左奇异向量”（lsv），e的对角条目被称为“奇异值”，v的行被称为“右奇异向量”（rsv）。第一lsv（lsv1）、第一奇异值和第一rsv（rsv1）相乘产生矩阵m1，其专门反映包含在第一奇异值内的变化。图示的底部部分显示了由n行、m列和p条件定义的张量o，其通过ho-svd分析以创建仅由对角元素填充的核心张量g以及三个矩阵（维度n乘a、m乘b和p乘c）。核心张量g的维度（a、b和c）由在ho-svd中使用的数值近似方法确定，该方法被称为正则-多元交替最小二乘算法（cp-als）。张量分量1（tc1）捕获的分数方差由g的第一元素（a1、b1、c1）的值来反映（核心张量g中的红色阴影立方体）。ho-svd对o的结果导致计算每个自由度（n、m或p）对每个张量分量的贡献或‘投影’。tc1上每个自由度的投影用红色突出显示。[0050]图30c、图30d、图30e和图30f显示了膳食纤维在用九种不同的肥胖人类供体微生物群定殖并喂食hisf-lofvusa饮食的悉生小鼠中的作用的测试结果。图30c显示了tc1和tc2上微生物群结构随饮食处理而变的图，其来自于应用于饮食波动实验的豌豆纤维阶段过程中用九种不同的肥胖人类供体微生物群落定殖的小鼠粪便微生物组中的碳水化合物活性酶的ho-svd。图30d显示了在tc1上的碳水化合物投影的直方图，其中投射在最正和最负的第10个百分位内的碳水化合物活性酶基因分别用红色和黄色突出显示。图30e和图30f显示了图30d中显示的log2倍数变化差异性碳水化合物活性酶的热图。对含有在所示时间点取样的给定人类供体微生物群的动物的数据进行平均，并归一化至第14天的值。从热图的顶部到底部排列的碳水化合物活性酶的所示顺序（从图30e开始并以图30f结束）是基于它们沿图30d中的tc1的投影，以最负投影的碳水化合物活性酶（gh102位于最左列的顶部）开始并以最正投影的碳水化合物活性酶（pl6和gh99位于最右列的底部）结束。[0051]图31a、图31b、图31c、图31d、图31e、图31f、图31g、图31h、图31i、图31j和图31k显示了纤维-点心食品原型对超重和肥胖人类的粪便微生物组的影响的受控饮食研究结果。图31a显示了实施例14的研究设计的图示。图31b显示实施例15的研究设计的图示。图31c-e显示了随纤维点心原型而变的微生物组构造变化的ho-svd分析，其由差异性碳水化合物活性酶的表现来限定，其中图31c由碳水化合物活性酶豌豆纤维限定；图31d由碳水化合物活性酶豌豆纤维和菊粉限定；并且图31e由碳水化合物活性酶豌豆纤维、菊粉、橙纤维和大麦麸限定。图31f-k显示热图，其绘制了这些差异性碳水化合物活性酶的丰度相对于开始消耗豌豆纤维点心组合物（第14天）（图31f，图31g）；开始消耗豌豆纤维和菊粉点心（第11天）（图31h，图31i）；以及开始消耗豌豆纤维、菊粉、橙纤维和大麦麸点心（第11天）（图31j，图31k）的时间的log2倍数变化。在图31f-k中，层次聚类（canberradistance）提供了一种将参与的微生物组操作性地分组为对干预的响应或响应不足的方式（在所示的树状图中分别为红色和黑色的分支）。[0052]图32a、图32b、图32c、图32d、图32e和图32f显示了在受控饮食研究中由血浆蛋白质组学特征定义的宿主响应。图32a、图32c和图32e显示了在所述时间点取样的每个所示治疗组中受试者的血浆蛋白质组变化的ho-svd分析，其中图32a是消耗豌豆纤维点心的组，图32c是消耗豌豆纤维和菊粉点心的组，并且图32e是消耗豌豆纤维、菊粉、橙纤维和大麦麸点心的组。图32b、图32d和图32f显示了在每个受试者中分配给kegg胰岛素和胰高血糖素信号通路的25种差异性血浆蛋白质的丰度的log2倍数变化，其作为在豌豆纤维研究（图32b）中归一化至第14天和在对两种（图32d）和在对四种纤维（图32f）的制剂的效果中归一化至第11天的不同点心纤维原型处理变化的函数。这些蛋白质中的每一种的丰度的变化方向（其指示朝向更健康状态的移动）由热图右侧的垂直条表示（红色增加或蓝色减少）。基于这25种蛋白质标记物朝向更健康状态的总变化≥50%加上层次聚类的结果，将受试者分类为对点心食品原型干预有响应或响应不足。[0053]图33a、图33b、图33c和图33d显示了将宿主蛋白质组学响应与消耗四种纤维的点心原型的受试者的微生物组中碳水化合物活性酶基因表现的变化相关联的互相关奇异值分解（cc-svd）。图33a和图33b显示了cc-svd方法的概述，其中互相关矩阵的每个元素含有碳水化合物活性酶i和蛋白质j之间的spearman等级相关性（图33a）。互相关矩阵的奇异值分解（svd）显示在图33b中。左奇异矩阵含有碳水化合物活性酶沿sv1的投影，而右奇异矩阵含有蛋白质沿sv1的投影。将左和右sv（并通过延伸，碳水化合物活性酶蛋白质与血浆蛋白质）相关联的奇异值包含在中央矩阵中。碳水化合物活性酶（橙色）和蛋白质（蓝色）的投影的直方图沿sv1。碳水化合物活性酶和蛋白质在分布的相同尾部中，是强烈正相关的，而那些在分布的相反尾部中的是强烈负相关的。图33c-d显示了绘制了四种纤维、两种纤维和仅有豌豆纤维的点心原型的碳水化合物活性酶与蛋白质之间的spearman相关系数的热图。图33c中的空白栏表明，在消耗豌豆纤维的研究1参与者的血浆蛋白质组中tff2的测量没有通过质量控制标准。图33c中所示的酶/碳水化合物活性酶的着色适用于图33d。图33d中的图例适用于图33c。[0054]图34a、图34b、图34c、图34d和图34e显示了喂食给悉生小鼠的未补充的和补充纤维的hisf-lofv饮食中存在的单糖含量（图34a、图34b、图34c、图34d）和糖基键（图34e）。所示数据是通过具有holm-sidak多重比较校正的单向anova测定的*p＜0.01，***,p＜0.001。所示键由它们的甲基化单糖衍生物缩写表示。glc，葡萄糖；gal，半乳糖；gala，半乳糖醛酸；glca，葡糖醛酸；ara，阿拉伯糖；xyl，木糖；fru，果糖；fuc，岩藻糖；rha，鼠李糖；rib，核糖；hex，己糖；dhex，脱氧己糖；t，末端；f，呋喃糖；p，吡喃糖；x，未确定的键。[0055]图35a、图35b、图35c、图35d、图35e、图35f、图35g、图35h和图35i显示了在饮食波动的豌豆纤维阶段过程中，将ho-svd应用于从具有九种不同的肥胖人类供体微生物群落的小鼠的粪便微生物群中产生的asv和mcseed代谢途径数据集的结果。图35a显示了如tc1和tc2上的表现所定义的微生物群构造的投影。图35b示出了tc1上的asv投影的直方图；在最正和最负的第10个百分位内的投影的分类单位分别以红色和黄色突出显示。图35c、图35d、图35ce显示图35b中突出显示的分类单位亚组的丰度分数的热图，其中每列指示用于定殖小鼠的人类供体微生物群。在所示实验日，对给定处理组中的所有小鼠的数据进行平均。图35f显示如通过mcseed代谢途径的表现所定义的微生物组构造。图35g显示了突出显示在最正和最负的第10个百分位内投影的途径的直方图。图35h和图35i显示热图，其描述了图35g中鉴定的差异性mcseed代谢途径的表现的log2倍数变化。在指定的时间点，将指定处理组中所有小鼠的数据平均，并归一化至第14天的值。[0056]图36a、图36b、图36c、图36d、图36e和图36f显示了在小鼠饮食波动的橙纤维处理阶段过程中，将ho-svd应用于编码存在于小鼠粪便微生物组中的碳水化合物活性酶的基因的结果。图36a显示了由碳水化合物活性酶基因丰度定义的微生物组构造的变化。图36b显示了在tc1和tc2上的碳水化合物活性酶投影的直方图，其中在最正和最负的第10个百分位内投影的那些以红色和黄色突出显示。图36c、图36d、图36e和图36f显示了图36b中显示的差异性碳水化合物活性酶的log2倍数变化的热图。在指定的时间点，将指定处理组中所有小鼠的数据平均，并归一化至第14天的值。图36c和图36d是第44天；图36e和图36f是第54天。[0057]图37a、图37b、图37c、图37d、图37e、图37f、图37g和图37h显示了在饮食波动的橙纤维阶段过程中，将ho-svd应用于由小鼠产生的asv和mcseed途径数据集的结果。图37a显示如tc1和tc2上的表现所定义的微生物群改性的投影。图37b示出了tc1上的asv投影的直方图；在最正和最负的第10个百分位内的投影的分类单位分别以红色和黄色突出显示。图37c、图37d、图37e示出了图37b中突出显示的分类单位的子集的丰度分数的热图。每列表示用于定殖小鼠的人类供体微生物群。在指定的实验日，对给定处理组中的所有小鼠的数据进行平均。图37f显示如通过mcseed代谢途径的表现所定义的微生物组构造。图37g显示了突出显示投射在最正和最负的第10个百分位内的途径的直方图。图37h显示了热图，其描述了图37g中鉴定的差异性mcseed代谢途径的表现中的log2倍数变化。在指定的时间点，将指定处理组中所有小鼠的数据平均，并归一化至第14天的值。[0058]图38a、图38b、图38c、图38d、图38e和图38f显示了在饮食波动的大麦麸纤维阶段过程中，将ho-svd应用于存在于用肥胖人类供体微生物群落定殖的小鼠的粪便微生物组中的碳水化合物活性酶基因的结果。图38a显示了由碳水化合物活性酶基因丰度定义的微生物组构造的变化。图38b显示了在tc1和tc2上的碳水化合物活性酶投影的直方图，其中分别用红色和黄色突出显示在最正和最负的第10个百分位内投影的那些。图38c、图38d、图38e和图38f显示了图38b中显示的差异性碳水化合物活性酶在第54天（图38c和图38d）和第65天（图38e和图38f）的log2倍数变化的热图。在指定的时间点，将指定处理组中所有小鼠的数据平均，并归一化至第14天的值。[0059]图39a、图39b、图39c、图39d、图39e、图39f和图39g显示了在饮食波动的大麦麸纤维阶段过程中小鼠粪便群落中asv和mcseed途径表现的ho-svd的结果。图39a显示了如tc1和tc2上的表现所定义的微生物群构造的投影。图39b显示了tc1上的asv投影的直方图；在最正和最负的第10个百分位内投影的分类单位分别以红色和黄色突出显示。图39c和图39d示出了图39b中突出显示的分类单位亚组的丰度分数的热图。每列表示用于定殖小鼠的人类供体微生物群。在指定的实验日，对给定处理组中的所有小鼠的数据进行平均。图39e显示了如通过mcseed代谢途径的表现所定义的微生物组构造。图39f显示了直方图，其突出显示了位于沿tc1投影的最正的第10个百分位和最负的第20个百分位内的路径。图39g显示热图，其描述图39f中鉴定的差异性mcseed代谢途径的表现中的log2倍数变化。在指定的时间点，将指定处理组中所有小鼠的数据平均，并归一化至第14天的值。[0060]图40a、图40b和图40c显示了碳水化合物活性酶，其通过ho-svd分析鉴定为对于微生物组对不同纤维点心食品原型的响应为差异性。图40a、图40b和图40c显示了豌豆纤维点心（图40a）和两种（图40b）与四种纤维（图40c）的点心制剂在所示张量分量上的碳水化合物活性酶投影的直方图。在最正和最负的第20个百分位内投影的碳水化合物活性酶基因分别用红色和黄色突出显示。虚线框将图31f-k中所示热图的从上至下的碳水化合物活性酶的等级顺序与它们沿着这些直方图中描述的张量分量的投影相关联，从最右边的列的底部处的最正投影的碳水化合物活性酶开始，并且继续到框内所包括的第一列中的最上面的碳水化合物活性酶（即对于豌豆纤维，最正投影的碳水化合物活性酶，cmb77位于图31f、g中显示的热图的顶部，而cbm3位于热图的底部；对于两种纤维的制剂，pl29位于图31h、i中的热图的顶部，而gh89位于热图的底部；对于四种纤维的制剂，pl38位于图31j、k中的热图的顶部，而cmb77位于热图的底部）。[0061]图41a、图41b、图41c、图41d、图41e、图41f、图41g、图41h和图41i显示了豌豆纤维点心原型对豌豆纤维处理差异性mcseed代谢途径和人类研究1中招募的受试者粪便微生物组中存在的asv分类单位的表现的影响的ho-svd分析结果。图41a显示了mcseed代谢途径的微生物组构造在tc1和tc3上的投影。图41b显示了tc3上mcseed代谢途径投影的直方图；投影在最正和最负的第20个百分位内的代谢途径分别以红色和黄色突出显示。图41c显示了在图41b中鉴定的差异性mcseed代谢途径的表现中第29天（消耗最大剂量的豌豆纤维点心原型）的log2倍数变化的热图，标准化至第14天（最后的处理前时间点）。每列指示一名受试者。图41d显示微生物群结构。图41e显示了突出显示投影在tc2上最正和最负的第20百分位内的asv的直方图。图41f、图41g、图41h和图41i显示了热图，其描述了图41e中鉴定的asv在第14天（处理前最后一天，图41f和图41g）和第29天（消耗最大剂量的豌豆纤维点心原型，图41h和图41i）的丰度分数。每一行表示一名参与者，行在图41f和图41h中被标识，并且标识符也适用于图41g和图41i。[0062]图42a和图42b显示了在消耗豌豆纤维点心原型的受试者的粪便群落中碳水化合物活性酶通过单糖和糖基键的表现的spearman的等级互相关性分析。ho-svd的log2倍数变化确定差异性碳水化合物活性酶基因丰度（通过时间和受试者匹配）与归一化到第14天（干预前阶段）的单糖（图42a）和糖苷键（图42b）水平的log2倍数变化之间的相关性。豌豆纤维中丰富的单糖与差异性碳水化合物活性酶明显正相关，其在豌豆纤维补充期间增加，在图42a中用绿色方框突出显示。热图的每行是单糖。从顶部到底部，行是rib、xyl、gala、ara、fru、fuc、glc、man、glca、gal、all、rha、glcnac、galnac。每列是碳水化合物活性酶。从左至右，列是：gh43_4、pl27、gh43_37、pl11、gh115、gh43_19、gt101、gh43_29、cbm6、cbm27、cbm23、gh43_5、gh10、gh82、cbm61、cbm22、cbm4、gh5_2、cbm72、gt17、gt76、gh30_5、gh97、pl8、gh43_2、pl6、gh5_5、gh50、pl17、pl15、pl13、pl12、gh5_21、gh43_1、gh67、gh108、gh5_1、gh30_8、gh43_7、cbm37、cbm2、gh30、pl30、gh26、pl1、pl9、cbm77、gh13_8、gt3、gh19、gh13_38、gt30、gh5_7、gh30_3、gh57、gh9、gh5_8、gh5_4、gh44、cbm3、cbm79、cbm78。图42b提供了证据，受试者微生物组含有碳水化合物活性酶，其切割豌豆纤维阿拉伯聚糖的多个分支，导致其1,5-阿拉伯呋喃糖主链在粪便中积累。每行表示糖苷键。从顶部到底部，行是：5-ara(f)；2-xyl；x,x-hex(i)；2-gal；4-man/3-man；4-glc；4,6-glc/3,6-gal；x,x,x-hex(i)；3-xyl；2,x1-xyl；2,x-hex(i)；2,x,x-hex(i)；4-xyl(p)；2,x,x-hex(ii)；2,x2-ara；2-ara(f)；3-ara(f)；3,4,6-man,3,4,6-gal；3,6-man；6-glc/6-gal；4-gal/6-man；2,x-dhex(iii)；t-man；3-glc/3-gal；t-gal；t-rha；2,x-dhex(ii)；t-ara(f)；t-glc；t-fuc；x-hex；2-man；2-glc；4,6-man；3,4-xyl(p)；xyl(p)；2,x1-ara；2,x2-rib；2,x-hex(ii)；2-dhex(i)；x-dhex(i)；3,4-fuc；x-dhex(ii)；t-fru；2,x-dhex(i)。每列是碳水化合物活性酶。从左至右，列是：gh5_2、gh5_7、cbm4、gh5_21、gh67、gh10、gh57、gh97、gt19、gh13_38、gh13_8、gt3、gt30、gh43_2、gt101、gh43_29、pl1、cbm6、gh82、pl11、gh43_1、gh43_19、gh115、gh43_4、gh43_37、gt76、cbm27、cbm77、gh43_7、gh5_8、cmb2、cmb79、gh44、gh5_1、cmb78、cmb3、gh5_37、gh30_8、gh26、gh5_4、gh108、gh30_3、gt17、pl17、cbm61、pl27、gh30、gh9、pl30、pl6、gh5_5、pl8、cbm23、cbm22、pl9、gh50、pl12、pl15、pl13、gh43_5、cbm72、cbm37、gh30_5。缩写：葡萄糖(glc)，半乳糖醛酸(gala)，阿拉伯糖(ara)，木糖(xyl)，半乳糖(gal)，甘露糖(man)，鼠李糖(rha)，岩藻糖(fuc)，果糖(fru)，葡糖醛酸(glca)，n-乙酰基氨基葡萄糖(glcnac)，n-乙酰基氨基半乳糖(galnac)，阿洛糖(all)，核糖(rib)，己糖(hex)，脱氧己糖(dhex)，末端(t)，吡喃糖(p)，呋喃糖(f)，未确定键(x)。[0063]图43a、图43b、图43c、图43d、图43e、图43f和图43g显示了两种纤维的点心原型对人类研究2中招募的受试者粪便群落中处理差异性mcseed代谢途径和asv的表现的影响的ho-svd分析。图43a显示基于mcseed代谢途径组成的微生物组构造的投影。图43b显示tc2上mcseed代谢途径投影的直方图；在最正和最负的第20个百分位内投影的途径分别以红色和黄色突出显示。图43c显示了在图43b中鉴定的差异性mcseed代谢途径的表现中第25天（最大剂量的两种纤维的点心原型）的log2倍数变化的热图，其归一化至第11天（处理前的最后一天）。每列指示一个主题。图43d显示了基于asv组成的微生物群构造。图43e显示了突出显示在tc2上最正和最负的第20百分位内的分类单位的直方图。图43f、图43g、图43h和图43i显示了热图，其描述了图43e中鉴定的差异性asv在第11天（处理前的最后一天，图43f和图43g）和第25天（消耗最大剂量的两种纤维的点心原型，图43h和图43i）的丰度分数。每行指示一名参与者。在图43f和图43h中识别了行，并且标识符也适用于图43g和图43i。[0064]图44a、图44b、图44c、图44d、图44e、图44f、图44g、图44h和图44i显示了四种纤维的点心原型对人类研究2中招募的受试者粪便群落中处理差异性mcseed代谢途径和asv的表现的影响的ho-svd分析。图44a显示基于mcseed代谢途径组成的微生物组构造的投影。图44b显示tc1上mcseed代谢途径投影的直方图；在最正和最负的第20个百分位内投影的代谢途径分别以红色和黄色突出显示。图44c显示图44b中鉴定的差异性mcseed代谢途径的表现中第49天（消耗最大剂量的四种纤维的点心原型）的log2倍数变化的热图，其归一化至第11天（处理前的最后一天）。每列指示一名受试者。图44d显示了asv的表现所定义的微生物群构造。图44e显示了突出显示在tc1上最正和最负的第20个百分位内投影的分类单位的直方图。图44f、图44g、图44h和图44i显示了热图，其描述了图44e中鉴定的差异性asv对于第35天（清除期的最后一天；图44e和图44f）和第49天（消耗最大剂量的四种纤维的点心原型；图44g和图44h）的丰度分数。每行指示一名参与者。在图44f和图44h中识别了行，并且标识符也适用于图44g和图44i。[0065]图45a、图45b和图45c显示了在悉生小鼠和人粪便样本中存在的橙纤维消耗的生物标志物的lc-qtof-ms分析。图45a显示了在喂食未补充的、补充橙纤维或补充豌豆纤维的hisf-lofv饮食10天的定殖和无菌小鼠中m/z274.1442分析物水平的比较。分析物仅在消耗橙纤维时可检测，并且其产生不依赖于供体微生物组。图45b和图45c显示了当人类研究2的参与者消耗最大剂量的两种纤维（豌豆和菊粉）和四种纤维（豌豆纤维、菊粉、橙纤维加大麦麸）的点心食品原型时，在第25天和第49天获自他们的粪便样本中分析物水平的比较，其中图45b显示了每个个体的粪便样本中分析物的平均量，并且图45c显示了每个个体的粪便样本中分析物的量。图45c中的水平虚线表示基线值，其被操作性地定义为在消耗缺少橙纤维的两种纤维的点心食品原型的受试者中分析物的最高检测水平。[0066]详细描述本公开提供了组合物和食品，其以促进健康肠道微生物群的方式选择性促进人类肠道微生物群落成员的表现并促进其所表达的有益功能，并进而对健康进行积极影响。纤维补充对肠道微生物群落构造（微生物分类群的表现、编码碳水化合物活性酶的基因和编码各种代谢途径中的蛋白质与酶的基因）、肠道微生物功能（编码碳水化合物活性酶的基因和/或编码各种代谢途径中的蛋白质与酶的基因的活性）和宿主生物学（这可由代表多种生理、代谢和免疫功能的生物标志物和介质的血浆蛋白质水平的变化来定义）的影响显示为特异性的。因此，这些特定效果可以被认为是区别特征，并可以用于为关于这些产品对于具有不同体重、人体质量指数、饮食和健康的不同消费者的益处的主张提供严格的科学基础。例如，应答者可被定义为对于血浆蛋白质标志物（例如慢性炎症的蛋白质标志物、胰岛素和/或胰高血糖素信号传导的蛋白质标志物、饱腹感的蛋白标志物、体重管理的蛋白质标志物、心血管健康的蛋白质标志物等等）的集合具有朝向更健康状态的≥50%的综合变化的那些受试者。实施例中血浆蛋白质生物标志物的集合通过蛋白质组学测定（例如somascanassay1.3k）来限定，但是可以使用其它测定。替代性地或此外，应答者可被定义为在健康差异性（healthdiscriminatory）碳水化合物活性酶、mcseed子系统蛋白质或微生物分类群的表现中具有朝向更健康状态≥50%的综合变化的那些受试者。在下文中详细描述了本公开的组合物和食品的各种实例（其包含一种或多种纤维制剂），其使用方法也是如此。此外，申请人已经确定了提高肠道微生物群的纤维降解能力的组成复杂的食品成分的生物活性组分。[0067]虽然讨论了具体实施方式，应当理解的是，这样做仅仅为了说明的目的。相关领域技术人员将认识到，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可采用其它组分和构造。本公开的附加特征和优点将在以下说明书中阐述，并且部分地将由说明书显而易见，或可以通过实践本文中公开的原理来获知。本公开的这些和其它特征将由以下说明书和所附权利要求变得更显而易见，或可以通过实践本文中阐述的原理来获知。[0068]现在将给出应用于本公开通篇的若干定义。[0069]本文中所用的“大约”是指数值，包括整数、分数、百分比等等，无论是否明确指出。术语“大约”通常是指数值范围，例如引用值的±0.5-1%、±1-5%或±5-10%，其将被认为等同于引用值，例如具有相同的功能或结果。在一些情况下，术语“大约”可包括四舍五入到最接近的有效数字的数值。[0070]术语“包含”是指“包括但不一定限于”；其具体指示在如此描述的组合、组、系列等等中的开放式包括或成员身份。本文中所用的术语“包含”和“包括”是包括性的和/或开放式的，并且不排除附加的未列举的要素或方法过程。[0071]本文中所用的术语“纤维制剂”是指包含膳食纤维的组合物，所述膳食纤维（i）意在作为食品中的成分，并且（ii）已从植物来源制备，所述植物来源包括但不限于水果、蔬菜、豆类、含油种子和谷类；或已经被另行制造成具有类似于（由植物来源制备的）纤维制剂的组成。本文中所用的“由植物来源制备”是指植物材料在其用于制造本文中公开的组合物之前已经经历了一个或多个处理步骤（例如碾磨、研磨、去壳、脱皮、提取、膨化、分级等等）。[0072]术语“膳食纤维”是指植物的可食用部分或类似的聚糖和碳水化合物，其在人小肠中耐消化和吸附，在大肠中完全或部分发酵。术语“膳食纤维”包括聚糖、木质素和相关的植物物质。总膳食纤维、可溶性膳食纤维和不溶性膳食纤维是通过用于度量它们相对量的方法所定义的本领域术语。本文中所用的总膳食纤维由aoac方法2009.01定义；可溶性膳食纤维和不溶性膳食纤维由aoac方法2011.25定义。[0073]术语“碳水化合物”是指具有式cm(h2o)n的有机化合物，其中m和n可以是相同或不同的数字，条件是数字大于3。[0074]本文中所用的术语“聚糖”是指糖苷连接的两个或更多个单糖的均聚物或杂聚物。因此，术语“聚糖”包括二糖、寡糖和多糖。术语还包括已经改性的聚合物，无论是天然地还是以其它方式改性；此类改性的非限制性实例包括乙酰化、烷基化、酯化、醚化、氧化、磷酸化、硒化、磺化或任何其它操作。聚糖可以是直链或支链的，可以合成产生或由天然来源获得，并且可以在使用前进行或不进行纯化或加工。[0075]聚糖可部分根据其单糖含量及其糖基键来定义。例如，植物阿拉伯聚糖由1,5-α-连接的l-阿拉伯呋喃糖基残基组成，并且这些可以在o-2或o-3处通过单个阿拉伯糖基残基或短侧链支化（beldman等人,1997；ridley等人,2001；mohnen,2008）。1,5-连接的阿拉伯聚糖结构以不与果胶结构域连接或与果胶结构域连接的游离聚合物的形式存在（beldman等,1997；ridley等,2001）。[0076]如本领域中所理解的那样，由于侧链合成的机理，植物聚糖不是单一的化学实体，而是具有限定的主链和可变量的取代基/分支的聚糖的混合物。通过示出其丰度分数来示出可变量的取代基的存在在本领域是常规的。例如，当r1和r2各自为h时，下面描绘的聚糖是阿拉伯聚糖——具体而言，由1,5-α-连接的l-阿拉伯呋喃糖基残基组成的聚合物：。[0077]式表明（1）聚合物骨架由1,5-α-连接的l-阿拉伯呋喃糖基残基组成，和（2）存在4种类型的阿拉伯糖组分——即，组分aꢀ–ꢀ2,3,5-阿拉伯呋喃糖，组分bꢀ–ꢀ5-阿拉伯呋喃糖，组分cꢀ–ꢀ2,5-阿拉伯呋喃糖，和组分dꢀ–ꢀ3,5-阿拉伯呋喃糖。每种组分的丰度分数分别由分配给a、b、c和d的值表示。所有值的总和为大约1（允许测量中的少量误差）。零（0）的值表示组分从未存在于该聚合物中。一（1）的值表示组分占聚合物的100%。0.5的值表示组分占聚合物的50%。如本领域中所理解的那样，聚合物中组分的排列可以变化，并且不受所描绘的顺序的限定。[0078]术语“组合聚糖等效物”是指具有与其相比较的组合物基本类似的聚糖含量的纤维制剂。对于其比较组合物，组合聚糖等效物可被大约1:1替代，因为该组合聚糖等效物具有与其替代的组合物类似的聚糖含量。例如，如果大约30重量%的豌豆纤维制品将被其组合聚糖等效物替代，则本领域技术人员将使用大约30重量%的豌豆纤维聚糖等效物。组合聚糖等效物可根据其单糖含量和任选通过糖苷键分析来限定。测量单糖含量和分析糖苷键的方法是本领域中已知的，并描述在本文中。[0079]术语“功能聚糖等效物”是指具有与其相比较的组合物基本类似的功能的纤维制剂。实现基本类似功能所需的功能聚糖等效物的量可与比较组合物大致相同，或者可能更少。例如，在1:1（重量）的基础上，组合聚糖等效物通常将具有与其比较组合物基本类似的功能。但是，组合物的富集的生物活性级分可能具有与初始组合物基本类似的功能，但包含较少的材料，并且因此比初始组合物的重量更轻。本公开涵盖了这些和其它功能聚糖等效物，如实施例10中所示。基本类似的功能可通过本文实施例中详述的任何方法测量，特别是对以下进行影响的能力：微生物群落成员的一个或多个总丰度、微生物群落成员的一个或多个相对丰度、微生物基因的表达、微生物基因产物（例如蛋白质）的丰度、微生物蛋白质的活性和/或观察到的微生物群落的生物学功能。[0080]“食品”或“食品组合物”是口服制品。该食品或食品组合物的形式可以不同，并包括但不限于可重构或洒在不同食品上的粉末形式；棒；饮品；凝胶、软糖、糖块等等；曲奇、饼干、蛋糕等等；和乳制品（例如酸奶、冰淇淋等等）。术语还涵盖丸剂、胶囊、片剂或液体。本文中所用的“微生物群导向食品”是指选择性促进靶向的人类肠道微生物的表现和/或其所表达的有益功能的食品。[0081]术语“微生物群”是指在特定环境中发现的微生物，并且术语“微生物组”是指在特定环境中发现的所有微生物的基因组中的基因集合。因此，术语“肠道微生物群”是指在受试者的胃肠道内发现的微生物，并且“肠道微生物组”是指来自受试者的胃肠道中发现的所有微生物的基因组的集合。[0082]受试者肠道微生物群的“健康”可、由其特征，即其组成状态和/或其功能状态来定义。肠道微生物群的“组成状态”是指微生物群落成员的存在、不存在或丰度（相对或绝对）。群落成员可以通过不同的分类方法来描述，所述分类方法通常基于16srrna序列，包括但不限于操作分类单元（out）和扩增子序列变体（asv）。肠道微生物群的“功能状态”是指微生物基因的表达、观察到的生物功能和/或群落的表型状态。具有不健康的肠道微生物群的受试者具有肠道微生物群或微生物组的至少一种特征的量度，其与具有类似环境暴露（如地理、饮食和年龄）的健康受试者的肠道微生物群或微生物组的至少一种特征量度偏离1.5个标准偏差或更多（例如2个标准偏差、2.5个标准偏差、3个标准偏差等等）。“促进受试者中健康肠道微生物群”是指以某种方式改变具有不健康肠道微生物群的受试者的微生物群或微生物组的特征接近健康受试者，并包括完全修复（即肠道微生物群健康的量度不偏离1.5个标准偏差或更多）和低于完全修复的修复水平。促进受试者中的健康肠道微生物群还包括预防受试者中的不健康肠道微生物群的发展。[0083]受试者的肠道微生物群的“纤维降解能力”可由其组成状态和/或其功能状态来限定。例如，受试者的肠道微生物群的组成状态可由膳食纤维的初级和次级消费者的缺失、存在和丰度来限定，而功能状态可由相关基因组位点（多糖利用位点(pul)、碳水化合物活性酶(cazymes)等等）的表现、来自这些位点的表达和/或这些位点编码的蛋白质的活性来限定。受试者的纤维降解能力的增加可通过增加具有用于聚糖的输入和代谢的基因组位点的微生物丰度来实现，通过以下所示例：pul和/或编码碳水化合物活性酶的位点；和/或提高由pul编码的一种或多种蛋白质和/或一种或多种碳水化合物活性酶的丰度或表达（具有或不具有微生物丰度的伴随变化）。[0084]本文中所用的“统计学显著”是p-值《0.05，或通过其它合适的方法计算的相当的值。[0085]术语“基本类似”大体上是指数值范围，例如所引用值的±0.5-1%、±1-5%或±5-10%，其将被认为等同于所引用值，例如，具有相同的功能或结果。[0086]本文中所用的术语“相对丰度”和“丰度分数”描述一种或多种微生物的量。相对丰度是指特定种类的微生物相对于区域中微生物总数的百分比组成。丰度分数是相对丰度除以100。例如，“受试者的肠道微生物群中拟杆菌属的相对丰度”是在合适的样本中测得的所有拟杆菌属物种相对于构成受试者的肠道微生物群的细菌总数的百分比。“总丰度”是指微生物的总数。适于定量肠道微生物群的样本包括粪便样本、盲肠样本或内腔的其它样本。本领域中已知多种方法用于定量肠道微生物群。例如，可将大肠腔内容物的粪便样本、盲肠样本或其它样本，收集、处理、覆盖在合适的生长培养基上，在合适的条件（即温度、存在或不存在氧和二氧化碳、搅拌等等）下培养，并可确悉生落形成单位。或者，测序方法或测定法可用于确定丰度。实施例详述了一种方法，copro-seq，其中相对丰度由测序读数的数字来限定定，所述测序读数在出于基因组的唯一性调整之后可以明确地分配到物种的基因组。也可以使用16srrna基因测序方法，并且其是本领域公知的。[0087]下面进一步详述本公开的这些和其它方面。[0088]i．纤维制剂的组合物（纤维共混物）在一方面，本公开提供了包含多种纤维制剂的组合物。这部分的组合物在本文中也可被称为“纤维共混物”。每种纤维制剂可以独立地选自大麦纤维制剂、柑橘纤维制剂、柑橘果胶制剂、高分子量菊粉制剂、豌豆纤维制剂、甜菜纤维制剂及其聚糖等效物，其中多种纤维制剂为组合物的至少95重量%、至少97重量%、或至少99重量%。本公开还提供了基本上由多种纤维制剂组成的组合物，每种纤维制剂独立地选自大麦纤维制剂、柑橘纤维制剂、柑橘果胶制剂、高分子量菊粉制剂、豌豆纤维制剂、甜菜纤维制剂及其聚糖等效物，其中多种纤维制剂为组合物的至少95重量%、至少97重量%、或至少99重量%，并且组合物的剩余重量百分比（如果有的话）包含一种或多种缺少膳食纤维的附加食品成分。组合物中多种纤维制剂的量也可表示为范围，例如大约95重量%至大约97重量%、大约97重量%至大约100重量%、或大约98重量%至大约100重量%等等；或以单独的值的形式，例如95重量%、96重量%、97重量%、98重量%、99重量%、或100重量%。聚糖等效物可以是功能聚糖等效物或组合聚糖等效物。多种纤维制剂可以是2、3、4、5、6、7、8、9、10或更多种不同的纤维制剂，所述纤维制剂选自大麦纤维制剂或其聚糖等效物、柑橘纤维制剂或其聚糖等效物,柑橘果胶或其聚糖等效物、高分子量菊粉制剂或其聚糖等效物、豌豆纤维制剂或其聚糖等效物、和甜菜纤维制剂或其聚糖等效物。在一些实施方案中，组合物可含有2种或更多种不同的大麦纤维制剂、2种或更多种不同的柑橘纤维制剂等等。在下文中更详细地描述各种实施方案。[0089]在另一方面，本公开提供组合物，其包含至少15重量%的一种或多种豌豆纤维制剂或其聚糖等效物；和至少一种附加的纤维制剂，所述附加的纤维制剂选自（i）至少28重量%的一种或多种高分子量菊粉制剂或其聚糖等效物，（ii）0重量%至10重量%（含端点）的一种或多种柑橘果胶制剂或其聚糖等效物，（iii）0重量%至25重量%（含端点）的一种或多种柑橘纤维制剂或其聚糖等效物，或（iv）0重量%至45重量%（含端点）的一种或多种大麦纤维制剂或其聚糖等效物。组合物可含有2、3、4、5、6、7、8、9、10或更多种不同的纤维制剂。在下文中更详细地描述各种实施方案。[0090]在一些实施方案中，组合物包含（a）至少15重量%的一种或多种豌豆纤维制剂和/或至少15重量%的一种或多种甜菜纤维制剂，和（b）至少28重量%的一种或多种高分子量菊粉制剂、不超过10重量%的量的一种或多种柑橘果胶制剂、不超过25重量%的量的一种或多种柑橘纤维制剂、不超过45重量%的量的一种或多种大麦纤维制剂，且不含甜菜纤维制剂。在另一实施方案中，组合物基本上由以下组成：（a）至少15重量%的一种或多种豌豆纤维制剂和/或至少15重量%的一种或多种甜菜纤维制剂，和（b）至少28重量%的一种或多种高分子量菊粉制剂、不超过10重量%的量的一种或多种柑橘果胶制剂、不超过25重量%的量的一种或多种柑橘纤维制剂、不超过45重量%的量的一种或多种大麦纤维制剂，且不含甜菜纤维制剂。在一些实施方案中，一种或多种柑橘果胶制剂为小于1重量%，或组合物中不存在柑橘果胶。在进一步的实施方案中，一种或多种柑橘纤维的量不超过15重量%、或其量不超过12重量%。在再进一步的实施方案中，一种或多种大麦纤维制剂的量不超过30重量%、或其量不超过20重量%。在再进一步的实施方案中，存在一种或多种豌豆纤维制剂或一种或多种甜菜纤维制剂二者之一。[0091]在一些实施方案中，一种或多种组合物包含（a）至少28重量%的一种或多种豌豆纤维制剂和/或至少15重量%的一种或多种甜菜纤维制剂，和（b）至少28重量%的一种或多种高分子量菊粉制剂、不超过10重量%的量的一种或多种柑橘果胶制剂、不超过25重量%的量的一种或多种柑橘纤维、不超过45重量%的量的一种或多种大麦纤维制剂，且不含甜菜纤维制剂。在另一实施方案中，组合物基本上由以下组成：（a）至少28重量%的一种或多种豌豆纤维制剂和/或至少15重量%的一种或多种甜菜纤维制剂，和（b）至少28重量%的一种或多种高分子量菊粉制剂、不超过10重量%的量的一种或多种柑橘果胶制剂、不超过25重量%的量的一种或多种柑橘纤维制剂、不超过45重量%的量的一种或多种大麦纤维制剂，且不含甜菜纤维制剂。在一些实施方案中，一种或多种柑橘果胶制剂为小于1重量%，或组合物中不存在柑橘果胶。在进一步的实施方案中，一种或多种柑橘纤维制剂的量不超过15重量%、或其量不超过12重量%。在再进一步的实施方案中，一种或多种大麦纤维制剂的量不超过30重量%、或其量不超过20重量%。在再进一步的实施方案中，存在一种或多种豌豆纤维制剂或一种或多种甜菜纤维制剂二者之一。[0092]在一些实施方案中，组合物包含（a）至少30重量%的一种或多种豌豆纤维制剂和/或至少15重量%的一种或多种甜菜纤维制剂，和（b）至少30重量%的一种或多种高分子量菊粉制剂、不超过10重量%的量的一种或多种柑橘果胶制剂、不超过25重量%的量的一种或多种柑橘纤维制剂、不超过45重量%的量的一种或多种大麦纤维制剂，且不含甜菜纤维制剂。在另一实施方案中，组合物基本上由以下组成：（a）至少15重量%的一种或多种豌豆纤维制剂和/或至少15重量%的一种或多种甜菜纤维制剂，和（b）至少28重量%的一种或多种高分子量菊粉制剂、不超过10重量%的量的一种或多种柑橘果胶制剂、不超过25重量%的量的一种或多种柑橘纤维制剂、不超过45重量%的量的一种或多种大麦纤维制剂，且不含一种或多种甜菜纤维制剂。在一些实施方案中，柑橘果胶制剂为小于1重量%，或该组合物中不存在柑橘果胶。在进一步的实施方案中，一种或多种柑橘纤维制剂的量不超过15重量%、或其量不超过12重量%。在再进一步的实施方案中，一种或多种大麦纤维制剂的量不超过30重量%、或其量不超过20重量%。在再进一步的实施方案中，存在一种或多种豌豆纤维制剂或一种或多种甜菜纤维制剂二者之一。[0093]在一些实施方案中，组合物包含（a）至少35重量%的一种或多种豌豆纤维制剂和/或至少15重量%的一种或多种甜菜纤维制剂，和（b）至少35重量%的一种或多种高分子量菊粉制剂、不超过10重量%的量的一种或多种柑橘果胶制剂、不超过25重量%的量的一种或多种柑橘纤维制剂、不超过45重量%的量的一种或多种大麦纤维制剂，且不含甜菜纤维制剂。在另一实施方案中，组合物基本上由以下组成：（a）至少15重量%的一种或多种豌豆纤维和/或至少15重量%的一种或多种甜菜纤维制剂，和（b）至少28重量%的一种或多种高分子量菊粉制剂、不超过10重量%的量的一种或多种柑橘果胶制剂、不超过25重量%的量的一种或多种柑橘纤维制剂、不超过45重量%的量的一种或多种大麦纤维制剂，且不含甜菜纤维制剂。在一些实施方案中，一种或多种柑橘果胶制剂为小于1重量%，或组合物中不存在柑橘果胶。在进一步的实施方案中，一种或多种柑橘纤维制剂的量不超过15重量%、或其量不超过12重量%。在再进一步的实施方案中，一种或多种大麦纤维制剂的量不超过30重量%、或其量不超过20重量%。在再进一步的实施方案中，存在一种或多种豌豆纤维制剂或一种或多种甜菜纤维制剂二者之一。[0094]在一些实施方案中，组合物包含（a）至少15重量%的一种或多种豌豆纤维制剂、至少15重量%的一种或多种甜菜纤维制剂，或其聚糖等效物，和（b）至少一种附加的纤维制剂，所述附加的纤维制剂选自：至少28重量%的一种或多种高分子量菊粉制剂或其聚糖等效物、10重量%或更少的一种或多种柑橘果胶制剂或其聚糖等效物、25重量%或更少的一种或多种柑橘纤维制剂或其聚糖等效物、和45重量%或更少的一种或多种大麦纤维制剂或其聚糖等效物。在另一实施方案中，组合物基本上由以下组成：（a）至少15重量%的一种或多种豌豆纤维制剂、至少15重量%的一种或多种甜菜纤维制剂，或其聚糖等效物，和（b）至少一种附加的纤维制剂，所述附加的纤维制剂选自：至少28重量%的一种或多种高分子量菊粉制剂或其聚糖等效物、10重量%或更少的一种或多种柑橘果胶制剂或其聚糖等效物、25重量%或更少的一种或多种柑橘纤维制剂或其聚糖等效物、和45重量%或更少的一种或多种大麦纤维制剂或其聚糖等效物。在一些实施方案中，一种或多种柑橘果胶或其聚糖等效物的量为小于1重量%，或组合物中不存在柑橘果胶或其聚糖等效物。在进一步的实施方案中，一种或多种柑橘纤维制剂或其聚糖等效物的量不超过15重量%、或其量不超过12重量%。在再进一步的实施方案中，一种或多种大麦纤维制剂或其聚糖等效物的量不超过30重量%、或其量不超过20重量%。在再进一步的实施方案中，存在（i）一种或多种豌豆纤维制剂或其聚糖等效物，或（ii）一种或多种甜菜纤维制剂或其聚糖等效物二者之一。该聚糖等效物可以是功能聚糖等效物或组合聚糖等效物。[0095]在一些实施方案中，组合物包含（a）至少28重量%的一种或多种豌豆纤维制剂、至少28重量%的一种或多种甜菜纤维制剂，或其聚糖等效物，和（b）至少一种附加的纤维制剂，所述附加的纤维制剂选自：至少28重量%的一种或多种高分子量菊粉制剂或其聚糖等效物、10重量%或更少的一种或多种柑橘果胶制剂或其聚糖等效物、25重量%或更少的一种或多种柑橘纤维制剂或其聚糖等效物、和45重量%或更少的一种或多种大麦纤维制剂或其聚糖等效物。在另一实施方案中，组合物基本上由以下组成：（a）至少28重量%的一种或多种豌豆纤维制剂、至少28重量%的一种或多种甜菜纤维制剂，或其聚糖等效物，和（b）至少一种附加的纤维制剂，所述附加的纤维制剂选自：至少28重量%的一种或多种高分子量菊粉制剂或其聚糖等效物、10重量%或更少的一种或多种柑橘果胶制剂或其聚糖等效物、25重量%或更少的一种或多种柑橘纤维制剂或其聚糖等效物、和45重量%或更少的一种或多种大麦纤维制剂或其聚糖等效物。在一些实施方案中，一种或多种柑橘果胶制剂或其聚糖等效物的量为小于1重量%，或组合物中不存在柑橘果胶或其聚糖等效物。在进一步的实施方案中，一种或多种柑橘纤维制剂或其聚糖等效物的量不超过15重量%、或其量不超过12重量%。在再进一步的实施方案中，一种或多种大麦纤维制剂或其聚糖等效物的量不超过30重量%、或其量不超过20重量%。在再进一步的实施方案中，存在（i）一种或多种豌豆纤维制剂或其聚糖等效物，或（ii）一种或多种甜菜纤维制剂或其聚糖等效物二者之一。聚糖等效物可以是功能聚糖等效物或组合聚糖等效物。[0096]在一些实施方案中，组合物包含（a）至少30重量%的一种或多种豌豆纤维制剂、至少30重量%的一种或多种甜菜纤维制剂，或其聚糖等效物，和（b）至少一种附加的纤维制剂，所述附加的纤维制剂选自：至少30重量%的一种或多种高分子量菊粉制剂或其聚糖等效物、10重量%或更少的一种或多种柑橘果胶制剂或其聚糖等效物、25重量%或更少的一种或多种柑橘纤维制剂或其聚糖等效物、和45重量%或更少的一种或多种大麦纤维制剂或其聚糖等效物。在另一实施方案中，组合物基本上由以下组成：（a）至少30重量%的一种或多种豌豆纤维制剂、至少30重量%的一种或多种甜菜纤维制剂，或其聚糖等效物，和（b）至少一种附加的纤维制剂，所述附加的纤维制剂选自：至少30重量%的一种或多种高分子量菊粉制剂或其聚糖等效物、10重量%或更少的一种或多种柑橘果胶制剂或其聚糖等效物、25重量%或更少的一种或多种柑橘纤维制剂或其聚糖等效物、和45重量%或更少的一种或多种大麦纤维制剂或其聚糖等效物。在一些实施方案中，柑橘果胶制剂或其聚糖等效物为小于1重量%，或组合物中不存在柑橘果胶制剂或其聚糖等效物。在进一步的实施方案中，一种或多种柑橘纤维制剂或其聚糖等效物的量不超过15重量%、或其量不超过12重量%。在再进一步的实施方案中，一种或多种大麦纤维制剂或其聚糖等效物的量不超过30重量%、或其量不超过20重量%。在再进一步的实施方案中，存在（i）一种或多种豌豆纤维制剂或其聚糖等效物，或（ii）一种或多种甜菜纤维制剂或其聚糖等效物。该聚糖等效物可以是功能聚糖等效物或组合聚糖等效物。[0097]在一些实施方案中，组合物包含大约30重量%至大约40重量%的一种或多种豌豆纤维制剂或其聚糖等效物、大约30重量%至大约40重量%的一种或多种高分子量菊粉制剂或其聚糖等效物、大约9重量%至大约11重量%的一种或多种柑橘纤维制剂或其聚糖等效物、和大约18重量%至大约22重量%的一种或多种大麦纤维制剂或其聚糖等效物。在另一实施方案中，组合物基本上由以下组成：大约30重量%至大约40重量%的一种或多种豌豆纤维制剂或其聚糖等效物、大约30重量%至大约40重量%的一种或多种高分子量菊粉制剂或其聚糖等效物、大约9重量%至大约11重量%的一种或多种柑橘纤维制剂或其聚糖等效物、和大约18重量%至大约22重量%的一种或多种大麦纤维制剂或其聚糖等效物。该聚糖等效物可以是功能聚糖等效物或组合聚糖等效物。[0098]在一些实施方案中，组合物包含大约30重量%至大约35重量%的一种或多种豌豆纤维制剂或其聚糖等效物、大约35重量%至大约40重量%的一种或多种高分子量菊粉制剂或其聚糖等效物、大约9重量%至大约11重量%的一种或多种柑橘纤维制剂或其聚糖等效物、和大约18重量%至大约22重量%的一种或多种大麦纤维制剂或其聚糖等效物。在另一实施方案中，组合物基本上由以下组成：大约30重量%至大约35重量%的一种或多种豌豆纤维制剂或其聚糖等效物、大约35重量%至大约40重量%的一种或多种高分子量菊粉制剂或其聚糖等效物、大约9重量%至大约11重量%的一种或多种柑橘纤维制剂或其聚糖等效物、和大约18重量%至大约22重量%的一种或多种大麦纤维制剂或其聚糖等效物。该聚糖等效物可以是功能聚糖等效物或组合聚糖等效物。[0099]在一些实施方案中，组合物包含大约35重量%的一种或多种豌豆纤维制剂或其聚糖等效物、大约35重量%的一种或多种高分子量菊粉制剂或其聚糖等效物、大约10重量%的一种或多种柑橘纤维制剂或其聚糖等效物、和大约20重量%的一种或多种大麦纤维制剂或其聚糖等效物。在另一实施方案中，组合物基本上由以下组成：大约35重量%的一种或多种豌豆纤维制剂或其聚糖等效物、大约35重量%的一种或多种高分子量菊粉制剂或其聚糖等效物、大约10重量%的一种或多种柑橘纤维制剂或其聚糖等效物、和大约20重量%的一种或多种大麦纤维制剂或其聚糖等效物。该聚糖等效物可以是功能聚糖等效物或组合聚糖等效物。[0100]在一些实施方案中，组合物包含大约33重量%的一种或多种豌豆纤维制剂或其聚糖等效物、大约36重量%的一种或多种高分子量菊粉制剂或其聚糖等效物、大约11重量%的一种或多种柑橘纤维制剂或其聚糖等效物、和大约20重量%的一种或多种大麦纤维制剂或其聚糖等效物。在另一实施方案中，组合物基本上由以下组成：大约33重量%的一种或多种豌豆纤维制剂或其聚糖等效物、大约36重量%的一种或多种高分子量菊粉制剂或其聚糖等效物、大约11重量%的一种或多种柑橘纤维制剂或其聚糖等效物、和大约20重量%的一种或多种大麦纤维制剂或其聚糖等效物。该聚糖等效物可以是功能聚糖等效物或组合聚糖等效物。[0101]在一些实施方案中，组合物包含或基本上由以下组成：大约60重量%至大约70重量%的一种或多种豌豆纤维制剂或其聚糖等效物和大约30重量%至大约40重量%的一种或多种高分子量菊粉制剂或其聚糖等效物。该聚糖等效物可以是功能聚糖等效物或组合聚糖等效物。[0102]在一些实施方案中，组合物包含或基本上由以下组成：大约65重量%的一种或多种豌豆纤维制剂或其聚糖等效物、大约35重量%的一种或多种高分子量菊粉制剂或其聚糖等效物。该聚糖等效物可以是功能聚糖等效物或组合聚糖等效物。[0103]纤维制剂可通过本领域已知的方法由植物材料制备。经济地用于人类食品的植物来源的纤维制剂通常是不同分子组成的混合物，其不仅包含膳食纤维，还包含蛋白质、脂肪、碳水化合物等等。技术人员将理解，通过不同制造方法制备的纤维制剂可具有不同的组成，并且可使用近似分析来评估纤维制剂的适用性。组合物（例如纤维制剂、食品项目）的近似分析是指组合物的水分、蛋白质、脂肪、灰分和碳水化合物含量的分析，其分别表示为组合物中的含量（重量%）。蛋白质、脂肪、灰分和水分含量可以分别通过由associationofofficialanalyticalchemists（aoac）2009.01、aoac920.123、aoac933.05、aoac935.42和aoac926.08建立的方法来测量，并且碳水化合物可以定义为(100ꢀ‑ꢀ(蛋白质+脂肪+灰分+水分)。单独测量的膳食纤维的分析可提供进一步的信息，由此评估制剂的适用性。例如，可溶性和不溶性膳食纤维，以及高分子量和低分子量膳食纤维，可以通过aoac方法2011.25来测量。在实施例中提供了进一步的细节。合适的纤维制剂基本将类似于本文中公开的那些。如本文中所示，从肠道微生物群的角度来看，纤维制剂含有具有不同的结构特征和生物物理可用性的活性和惰性成分。因此，优选的纤维制剂还可具有基本类似的单糖含量和/或糖苷键。测量单糖含量和进行糖苷键分析的方法在本领域中是已知的，并描述在本文中。[0104]（a）大麦纤维制剂大麦纤维制剂可根据本领域中已知的方法来制备，并如本文中所述评估。也可使用市售来源。[0105]在一些实施方案中，组合物以不超过该组合物的45重量%的量包含一种或多种大麦纤维制剂。量也可表示为单个值或范围。例如，这些实施方案中的一种或多种大麦纤维制剂可为大约1重量%、2重量%、3重量%、4重量%、5重量%、6重量%、7重量%、8重量%、9重量%、10重量%、11重量%、12重量%、13重量%、14重量%、15重量%、16重量%、17重量%、18重量%、19重量%、20重量%、21重量%、22重量%、23重量%、24重量%、25重量%、26重量%、27重量%、28重量%、29重量%、30重量%、31重量%、32重量%、33重量%、34重量%、35重量%、36重量%、37重量%、38重量%、39重量%、40重量%、41重量%、42重量%、43重量%、44重量%或45重量%。在一些实例中，一种或多种大麦纤维制剂可为组合物的大约1重量%至大约45重量%、大约10重量%至大约45重量%、或大约20重量%至大约45重量%。在一些实例中，一种或多种大麦纤维制剂可为组合物的大约1重量%至大约25重量%或大约10重量%至大约25重量%、或组合物的大约1重量%至大约20重量%或大约10重量%至大约20重量%。[0106]在合适的大麦纤维制剂的一个示例性实施方案中，总膳食纤维包含大约5重量%至大约15重量%、或大约10重量%至大约15重量%的不溶性膳食纤维和/或大约40重量%至大约50重量%、或大约42重量%至大约47重量%的高分子量膳食纤维。在一些实施方案中，总膳食纤维为制剂的大约35重量%至大约55重量%、大约40重量%至大约55重量%、或大约45重量%至大约55重量%。在另一些实施方案中，总膳食纤维为制剂的大约35重量%至大约50重量%或大约30重量%至大约45重量%。在再进一步的实施方案中，大麦纤维制剂包含大约15重量%至大约20重量%的蛋白质、大约2重量%至大约5重量%的脂肪、大约65重量%至大约75重量%的碳水化合物、大约2重量%至大约7重量%的水分和大约1重量%至大约3重量%的灰分。[0107]在合适的大麦纤维制剂的另一示例性实施方案中，总膳食纤维包含大约5重量%至大约15重量%、或大约10重量%至大约15%的不溶性膳食纤维和大约40重量%至大约50重量%、或大约42重量%至大约47重量%的高分子量膳食纤维；总膳食纤维为制剂的大约35重量%至大约55重量%、大约40重量%至大约55重量%、或大约45重量%至大约55重量%；并且大麦纤维制剂包含大约15重量%至大约20重量%的蛋白质、大约2重量%至大约5重量%的脂肪、大约65重量%至大约75重量%的碳水化合物、大约2重量%至大约7重量%的水分、和大约1重量%至大约3重量%的灰分。[0108]在另一示例性实施方案中，合适的大麦纤维制剂基本类似于表a中所述的制剂。[0109]在上述实施方案的每一个中，合适的大麦纤维制剂还可具有基本类似于表b中所述的制剂的单糖含量、基本类似于表e中例举的制剂的糖苷键、或二者。[0110]在另一示例性实施方案中，合适的大麦纤维制剂具有基本类似于表b中例举的制剂的单糖含量和基本类似于表e中例举的制剂的糖基键。[0111]在另一示例性实施方案中，合适的大麦纤维制剂基本类似于表g中所述的制剂。[0112]（b）柑橘纤维制剂柑橘纤维制剂可根据本领域中已知的方法由柑橘类水果（所述柑橘类水果包括但不限于克里曼丁红橘、枸橼、葡萄柚、金橘、柠檬、青柠、橙子、橘柚、红橘和香橙（yuzu））来制备，并如本文中所述评估。也可使用市售来源。[0113]在一些实施方案中，组合物以不超过组合物的25重量%的量包含一种或多种柑橘纤维制剂。量也可表示为单个值或范围。例如，这些实施方案中的一种或多种柑橘纤维制剂可为大约1重量%、2重量%、3重量%、4重量%、5重量%、6重量%、7重量%、8重量%、9重量%、10重量%、11重量%、12重量%、13重量%、14重量%、15重量%、16重量%、17重量%、18重量%、19重量%、20重量%、21重量%、22重量%、23重量%、24重量%或25重量%。在一些实例中，该柑橘纤维制剂可以为该组合物的大约1重量%至大约25重量%、大约1重量%至大约20重量%、或大约1重量%至大约15重量%。在一些实例中，一种或多种柑橘纤维制剂可为组合物的大约5重量%至大约25重量%、大约5重量%至大约20重量%、或大约5重量%至大约15重量%。在一些实例中，一种或多种柑橘纤维制剂可为组合物的大约10重量%至大约25重量%、大约10重量%至大约20重量%、或大约10重量%至大约15重量%。[0114]在合适的柑橘纤维制剂的一个示例性实施方案中，总膳食纤维包含大约30重量%至大约40重量%、或大约30重量%至大约35%的不溶性膳食纤维和/或大约65重量%至大约75重量%、或大约65重量%至大约70重量%的高分子量膳食纤维。在一些实施方案中，总膳食纤维为制剂的大约60重量%至大约80重量%、大约60重量%至大约75重量%、或大约60重量%至大约70重量%。在另一些实施方案中，总膳食纤维为制剂的大约65重量%至大约80重量%、大约65重量%至大约75重量%、或大约65重量%至大约70重量%。在再进一步的实施方案中，柑橘纤维制剂包含大约5重量%至大约10重量%的蛋白质、大约1重量%至大约3重量%的脂肪、大约75重量%至大约85重量%的碳水化合物、大约5重量%至大约10重量%的水分和大约1重量%至大约4重量%的灰分。[0115]在合适的柑橘纤维制剂的另一示例性实施方案中，总膳食纤维包含大约30重量%至大约40重量%、或大约30重量%至大约35%的不溶性膳食纤维和/或大约65重量%至大约75重量%、或大约65重量%至大约70重量%的高分子量膳食纤维；总膳食纤维为制剂的大约65重量%至大约80重量%、大约65重量%至大约75重量%、或大约65重量%至大约70重量%；并且柑橘纤维制剂包含大约5重量%至大约10重量%的蛋白质、大约1重量%至大约3重量%的脂肪、大约75重量%至大约85重量%的碳水化合物、大约5重量%至大约10重量%的水分和大约1重量%至大约4重量%的灰分。[0116]在另一示例性实施方案中，合适的柑橘纤维制剂基本类似于表a中所述的制剂。[0117]在上述实施方案的每一个中，合适的柑橘纤维制剂还可具有基本类似于表b中所述的制剂的单糖含量、基本类似于表f1或f2中例举的制剂的糖苷键或二者。[0118]在另一示例性实施方案中，合适的柑橘纤维制剂具有基本类似于表b中例举的制剂的单糖含量和基本类似于表f1或f2中例举的制剂的糖基键。[0119]在另一示例性实施方案中，合适的柑橘纤维制剂基本类似于表g中所述的制剂。[0120]（c）柑橘果胶制剂柑橘果胶制剂可根据本领域中已知的方法由柑橘类水果（所述柑橘类水果包括但不限于克里曼丁红橘、枸橼、葡萄柚、金橘、柠檬、青柠、橙子、橘柚、红橘和香橙）来制备，并如本文中所述评估。也可使用市售来源。[0121]在一些实施方案中，组合物以不超过组合物的10重量%的量包含一种或多种柑橘果胶制剂。量也可表示为单个值或范围。例如，这些实施方案柑橘果胶的量可为大约1重量%、2重量%、3重量%、4重量%、5重量%、6重量%、7重量%、8重量%、9重量%、或10重量%。在一些实例中，一种或多种柑橘果胶制剂可为组合物的大约1重量%至大约10重量%、大约1重量%至大约8重量%、或大约1重量%至大约6重量%。在一些实例中，一种或多种柑橘果胶制剂可为组合物的大约1重量%至大约4重量%、或大约1重量%至大约2重量%。[0122]在合适的柑橘果胶制剂的一个示例性实施方案中，总膳食纤维包含大约1重量%至大约10重量%、或大约1重量%至大约5重量%的不溶性膳食纤维和/或大约85重量%至大约95重量%、或大约90重量%至大约95重量%的高分子量膳食纤维。在一些实施方案中，总膳食纤维为制剂的大约75重量%至大约95重量%、大约80重量%至大约95重量%、或大约85重量%至大约95重量%。在另一些实施方案中，总膳食纤维为制剂的大约85重量%至大约90重量%或大约90重量%至大约95重量%。在再进一步的实施方案中，柑橘果胶制剂包含大约2重量%或更少的蛋白质、大约1重量%至大约2重量%的脂肪、大约85重量%至大约95重量%的碳水化合物、大约1重量%至大约6重量%的水分和大约3重量%至大约6重量%的灰分。[0123]在合适的柑橘果胶制剂的另一示例性实施方案中，总膳食纤维包含大约1重量%至大约10重量%、或大约1重量%至大约5%的不溶性膳食纤维和大约85重量%至大约95重量%、或大约90重量%至大约95重量%的高分子量膳食纤维；总膳食纤维为制剂的大约85重量%至大约95重量%、大约85重量%至大约90重量%、或大约90重量%至大约95重量%；并且柑橘果胶制剂包含大约2重量%或更少的蛋白质、大约1重量%至大约2重量%的脂肪、大约85重量%至大约95重量%的碳水化合物、大约1重量%至大约6重量%的水分和大约3重量%至大约6重量%的灰分。[0124]在另一示例性实施方案中，合适的柑橘果胶制剂基本类似于表a中所述的制剂。[0125]在上述实施方案的每一个中，合适的柑橘果胶制剂还可具有基本类似于表b中例举的制剂的单糖含量、基本类似于表d中例举的制剂的糖基键或二者。[0126]在另一示例性实施方案中，合适的柑橘果胶制剂具有基本类似于表b中例举的制剂的单糖含量和基本类似于表d中例举的制剂的糖基键。[0127]（d）高分子量菊粉制剂高分子量菊粉制剂可根据本领域中已知的方法来制备，并如本文中所述评估。也可使用市售来源。菊粉由aoac方法999.03来限定。高分子量菊粉包含通过ß‑(2,1)-键连接在一起的果糖单元，其通常由葡萄糖单元封端。[0128]在一些实施方案中，组合物以组合物的至少28重量%的量包含一种或多种高分子量菊粉制剂。量也可表示为单个值或范围。例如，这些实施方案中的一种或多种高分子量菊粉制剂可为大约29重量%、30重量%、31重量%、32重量%、33重量%、34重量%、35重量%、36重量%、37重量%、38重量%、39重量%、40重量%、41重量%、42重量%、43重量%、44重量%、45重量%、46重量%、47重量%、48重量%、49重量%、50重量%或更多。在一些实例中，一种或多种高分子量菊粉制剂可为组合物的大约30重量%至大约50重量%、大约30重量%至大约45重量%、或大约30重量%至大约40重量%。在一些实例中，一种或多种高分子量菊粉制剂可为组合物的大约35重量%至大约50重量%、大约35重量%至大约45重量%、或大约35重量%至大约40重量%。菊粉由aoac方法999.03来限定。[0129]在合适的高分子量菊粉制剂的一个示例性实施方案中，总膳食纤维包含大约0.5重量%或更少的不溶性膳食纤维和/或大约55重量%至大约65重量%、或大约57重量%至大约62重量%的高分子量膳食纤维。在一些实施方案中，总膳食纤维为制剂的大约75重量%至大约95重量%、大约80重量%至大约95重量%、或大约85重量%至大约95重量%。在另一些实施方案中，总膳食纤维为制剂的大约85重量%至大约99重量%、90重量%至大约99重量%、或大约95重量%至大约99重量%。在再进一步的实施方案中，高分子量菊粉制剂包含不超过1重量%的蛋白质、大约2重量%至大约5重量%的脂肪、大约85重量%至大约95重量%的碳水化合物、大约2重量%至大约7重量%的水分和不超过2重量%的灰分。[0130]在合适的高分子量菊粉制剂的一个示例性实施方案中，总膳食纤维包含大约0.5重量%的不溶性膳食纤维和大约55重量%至大约65重量%、或大约57重量%至大约62重量%的高分子量膳食纤维；总膳食纤维为制剂的大约85重量%至大约99重量%、90重量%至大约99重量%、或大约95重量%至大约99重量%；并且高分子量菊粉制剂包含不超过1重量%的蛋白质、大约2重量%至大约5重量%的脂肪、大约85重量%至大约95重量%的碳水化合物、大约2重量%至大约7重量%的水分和不超过2重量%的灰分。[0131]在另一示例性实施方案中，合适的高分子量菊粉制剂基本类似于表a中所述的制剂。[0132]在另一示例性实施方案中，合适的高分子量菊粉制剂基本类似于表g中所述的制剂。[0133]在上述实施方案的每一个中，合适的高分子量菊粉制剂中的菊粉的大约99%可具有大于或等于5的聚合度（dp）。在一些实例中，合适的制剂中的菊粉的dp可为5至60。或者或此外，平均dp可为小于或等于23。[0134]（e）豌豆纤维制剂豌豆纤维制剂可根据本领域中已知的方法来制备，并如本文中所述评估。也可使用市售来源。[0135]在一些实施方案中，组合物以组合物的至少15重量%的量包含一种或多种豌豆纤维制剂。量也可表示为单个值或范围。例如，这些实施方案中的一种或多种豌豆纤维制剂可为大约15重量%、16重量%、17重量%、18重量%、19重量%、20重量%、21重量%、22重量%、23重量%、24重量%、25重量%、26重量%、27重量%、28重量%、29重量%、30重量%、31重量%、32重量%、33重量%、34重量%、35重量%、36重量%、37重量%、38重量%、39重量%、40重量%、41重量%、42重量%、43重量%、44重量%、45重量%、46重量%、47重量%、48重量%、49重量%、50重量%、51重量%、52重量%、53重量%、54重量%、55重量%、56重量%、57重量%、58重量%、59重量%、60重量%、61重量%、62重量%、63重量%、64重量%、65重量%或更多。在一些实例中，一种或多种豌豆纤维制剂可为组合物的大约15重量%至大约75重量%、大约25重量%至大约75重量%、或大约35重量%至大约75重量%。在一些实例中，一种或多种豌豆纤维制剂可为组合物的大约15重量%至大约65重量%、大约25重量%至大约65重量%、或大约35重量%至大约65重量%。在一些实例中，一种或多种豌豆纤维制剂可为组合物的大约30重量%至大约85重量%、大约40重量%至大约85重量%、或大约50重量%至大约85重量%。[0136]在合适的豌豆纤维制剂的一个示例性实施方案中，总膳食纤维包含大约55重量%至大约65重量%、或大约60重量%至大约65%的不溶性膳食纤维和/或大约60重量%至大约70重量%、或大约65重量%至大约70重量%的高分子量膳食纤维。在一些实施方案中，总膳食纤维为制剂的大约60重量%至大约80重量%、大约60重量%至大约75重量%、或大约60重量%至大约70重量%。在另一些实施方案中，总膳食纤维为制剂的大约65重量%至大约80重量%、大约65重量%至大约75重量%、或大约65重量%至大约70重量%。在再进一步的实施方案中，豌豆纤维制剂包含大约7重量%至大约12重量%的蛋白质、不超过2重量%的脂肪、大约75重量%至大约85重量%的碳水化合物、大约5重量%至大约10重量%的水分和大约1重量%至大约4重量%的灰分。[0137]在合适的豌豆纤维制剂的一个示例性实施方案中，总膳食纤维包含大约55重量%至大约65重量%、或大约60重量%至大约65%的不溶性膳食纤维和大约60重量%至大约70重量%、或大约65重量%至大约70重量%的高分子量膳食纤维；总膳食纤维为制剂的大约65重量%至大约80重量%、大约65重量%至大约75重量%、或大约65重量%至大约70重量%；并且豌豆纤维制剂包含大约7重量%至大约12重量%的蛋白质、不超过2重量%的脂肪、大约75重量%至大约85重量%的碳水化合物、大约5重量%至大约10重量%的水分和大约1重量%至大约4重量%的灰分。[0138]在另一示例性实施方案中，合适的豌豆纤维制剂基本类似于表a中所述的制剂。[0139]在上述实施方案的每一个中，合适的豌豆纤维制剂还可具有基本类似于表b中例举的制剂的单糖含量；基本类似于表c1、表c2、表13、表14、表16或表17中例举的制剂的糖基键；或二者。[0140]在另一示例性实施方案中，合适的豌豆纤维制剂具有基本类似于表b中例举的制剂的单糖含量和基本类似于表c1、表c2、表13、表14、表16或表17中例举的制剂的糖基键。[0141]在另一示例性实施方案中，合适的豌豆纤维制剂具有以下单糖含量，其具有大约10重量%至大约90重量%的阿拉伯糖，和基本类似于表c1、表c2、表13、表14、表16或表17中例举的制剂的阿拉伯糖键。在一些实例中，阿拉伯糖可为大约10重量%至20重量%、或大约15重量%至大约20重量%。在一些实例中，阿拉伯糖可为大约20重量%至30重量%、大约20重量%至大约25重量%、或大约25重量%至大约30重量%。在一些实例中，阿拉伯糖可为大约50重量%至90重量%、大约60重量%至大约90重量%、或大约70重量%至大约90重量%。在一些实例中，阿拉伯糖可为大约50重量%至80重量%、大约60重量%至大约80重量%、或大约70重量%至大约80重量%。[0142]在另一示例性实施方案中，合适的豌豆纤维制剂具有以下单糖含量，其具有含有基本类似于表b中例举的制剂的阿拉伯糖含量和基本类似于表c1、表c2、表13、表14、表16或表17中例举的制剂的阿拉伯糖糖基键。[0143]在另一示例性实施方案中，合适的豌豆纤维制剂基本类似于实施例10中描述的纤维8级分或酶促脱淀粉的纤维8级分。[0144]在另一示例性实施方案中，合适的豌豆纤维制剂基本类似于表g中所述的制剂。[0145]在所有前述实施方案中，合适的豌豆纤维制剂也可包含式（i）的阿拉伯聚糖：其中a为大约0.1至大约0.3，b为大约0.4至大约0.6，c为大约0.1至大约0.4，d为大约0.04至大约0.06（由其中阿拉伯糖含有5-键的阿拉伯糖键的丰度分数计算，如通过部分甲基化的多羟糖醇乙酸酯gc-ms分析测定的）；并且其中r1和r2各自独立地选自h、糖基、糖部分（改性或未改性）、寡糖（支化或未支化）或多糖（支化或未支化），以及含有半乳糖醛酸、半乳糖和鼠李糖的多糖。[0146]或者，在所有前述实施方案中，合适的豌豆纤维制剂也可包含式（i）的阿拉伯聚糖：其中a为大约0.2至大约0.3，b为大约0.5至大约0.6，c为大约0.2至大约0.4，d为大约0.04至大约0.06（由其中阿拉伯糖含有5-键的阿拉伯糖键的丰度分数计算，如通过部分甲基化的多羟糖醇乙酸酯gc-ms分析测定的）；并且其中r1和r2各自独立地选自h、糖基、糖部分（改性或未改性）、寡糖（支化或未支化）或多糖（支化或未支化），以及含有半乳糖醛酸、半乳糖和鼠李糖的多糖。[0147]或者，在所有前述实施方案中，合适的豌豆纤维制剂也可包含式（i）的阿拉伯聚糖：其中a为大约0.1至大约0.2，b为大约0.4至大约0.5，c为大约0.2至大约0.4，d为大约0.04至大约0.06（由其中阿拉伯糖含有5-键的阿拉伯糖键的丰度分数计算，如通过部分甲基化的多羟糖醇乙酸酯gc-ms分析测定的）；并且其中r1和r2各自独立地选自h、糖基、糖部分（改性或未改性）、寡糖（支化或未支化）或多糖（支化或未支化），以及含有半乳糖醛酸、半乳糖和鼠李糖的多糖。[0148]或者，在所有前述实施方案中，合适的豌豆纤维制剂也可包含式（i）的阿拉伯聚糖：其中a为大约0.2至大约0.3，b为大约0.4至大约0.5，c为大约0.3至大约0.4，d为大约0.04至大约0.06（由其中阿拉伯糖含有5-键的阿拉伯糖键的丰度分数计算，如通过部分甲基化的多羟糖醇乙酸酯gc-ms分析测定的）；其中r1和r2各自独立地选自h、糖基、糖部分（改性或未改性）、寡糖（支化或未支化）或多糖（支化或未支化），以及含有半乳糖醛酸、半乳糖和鼠李糖的多糖。[0149]或者，在所有前述实施方案中，合适的豌豆纤维制剂也可包含式（i）的阿拉伯聚糖：其中a为大约0.20，b为大约0.47，c为大约0.28，d为大约0.05（由其中阿拉伯糖含有5-键的阿拉伯糖键的丰度分数计算，如通过部分甲基化的多羟糖醇乙酸酯gc-ms分析测定的）；其中r1和r2各自独立地选自h、糖基、糖部分（改性或未改性）、寡糖（支化或未支化）或多糖（支化或未支化），以及含有半乳糖醛酸、半乳糖和鼠李糖的多糖。[0150]阿拉伯聚糖的分子量可为大约2kda至大约500,000kda，或更高。在一个实例中，阿拉伯聚糖的分子量可为大约1000kda至大约500,000kda。在一个实例中，阿拉伯聚糖的分子量可为大约1000kda至大约200,000kda。在一个实例中，阿拉伯聚糖的分子量可为大约1000kda至大约100,000kda。在一个实例中，阿拉伯聚糖的分子量可为大约1000kda至大约10,000kda。在一个实例中，阿拉伯聚糖的分子量可为大约10,000kda至大约500,000kda。在一个实例中，阿拉伯聚糖的分子量可为大约10,000kda至大约200,000kda。在一个实例中，阿拉伯聚糖的分子量可为大约100,000kda至大约500,000kda。[0151]合适的豌豆纤维制剂中式（i）的所有阿拉伯聚糖的总量可不同。在一些实施方案中，总量可为至少10重量%。例如，总量可为大约10重量%、大约15重量%、大约20重量%、大约25重量%、大约30重量%、大约35重量%、大约40重量%、大约45重量%、大约50重量%、大约55重量%、大约60重量%、大约65重量%、大约70重量%、大约75重量%、大约80重量%、大约85重量%、大约90重量%、大约95重量%。在一些实施方案中，总量可为至少20重量%、至少30重量%、至少40重量%、至少50重量%、至少60重量%、至少70重量%、至少80重量%、至少90重量%。在一些实施方案中，总量可为大约10重量%至大约50重量%、大约20重量%至大约50重量%、大约30重量%至大约50重量%、大约40重量%至大约50重量%。在一些实施方案中，总量可为大约30重量%至大约70重量%、大约40重量%至大约70重量%、大约50重量%至大约70重量%、大约60重量%至大约70重量%。在一些实施方案中，总量可为大约50重量%至大约90重量%、大约60重量%至大约90重量%、大约70重量%至大约90重量%、大约80重量%至大约90重量%。[0152]（f）甜菜纤维制剂甜菜纤维制剂可根据本领域中已知的方法来制备，并如本文中所述评估。也可使用市售来源。[0153]在一些实施方案中，组合物以组合物的至少15重量%的量包含一种或多种甜菜纤维制剂。量也可表示为单个值或范围。例如，这些实施方案中的一种或多种豌豆纤维制剂可为大约15重量%、16重量%、17重量%、18重量%、19重量%、20重量%、21重量%、22重量%、23重量%、24重量%、25重量%、26重量%、27重量%、28重量%、29重量%、30重量%、31重量%、32重量%、33重量%、34重量%、35重量%、36重量%、37重量%、38重量%、39重量%、40重量%、41重量%、42重量%、43重量%、44重量%、45重量%、46重量%、47重量%、48重量%、49重量%、50重量%、51重量%、52重量%、53重量%、54重量%、55重量%、56重量%、57重量%、58重量%、59重量%、60重量%、61重量%、62重量%、63重量%、64重量%、65重量%或更多。在一些实例中，一种或多种甜菜纤维制剂可为组合物的大约15重量%至大约65重量%、大约25重量%至大约65重量%、或大约35重量%至大约65重量%。在一些实例中，一种或多种甜菜纤维制剂可为组合物的大约15重量%至大约55重量%、大约25重量%至大约55重量%、或大约35重量%至大约55重量%。在一些实例中，一种或多种甜菜纤维制剂可为组合物的大约15重量%至大约45重量%、大约25重量%至大约45重量%、或大约35重量%至大约45重量%。[0154]在合适的甜菜纤维制剂的一个示例性实施方案中，总膳食纤维包含大约55重量%至大约65重量%、或大约60重量%至大约65%的不溶性膳食纤维和/或大约75重量%至大约85重量%、或大约80重量%至大约85重量%的高分子量膳食纤维。在一些实施方案中，总膳食纤维为制剂的大约70重量%至大约90重量%、大约70重量%至大约85重量%、或大约70重量%至大约80重量%。在另一些实施方案中，总膳食纤维为制剂的大约75重量%至大约90重量%、大约80重量%至大约90重量%、或大约80重量%至大约85重量%。在再进一步的实施方案中，甜菜纤维制剂包含大约7重量%至大约12重量%的蛋白质、大约1重量%至大约3重量%的脂肪、大约75重量%至大约85重量%的碳水化合物、大约5重量%至大约10重量%的水分和大约3重量%至大约6重量%的灰分。[0155]在合适的甜菜纤维制剂的一个示例性实施方案中，总膳食纤维包含大约55重量%至大约65重量%、或大约60重量%至大约65%的不溶性膳食纤维和大约75重量%至大约85重量%、或大约80重量%至大约85重量%的高分子量膳食纤维，总膳食纤维为制剂的大约75重量%至大约90重量%、大约80重量%至大约90重量%、或大约80重量%至大约85重量%；并且甜菜纤维制剂包含大约7重量%至大约12重量%的蛋白质、大约1重量%至大约3重量%的脂肪、大约75重量%至大约85重量%的碳水化合物、大约5重量%至大约10重量%的水分和大约3重量%至大约6重量%的灰分。[0156]在另一示例性实施方案中，合适的甜菜制剂基本类似于表a中所述的制剂。[0157]（g）聚糖等效物在上述实施方案的每一个中，其组合聚糖等效物和/或其功能聚糖等效物可用作大麦纤维制剂、柑橘纤维制剂、柑橘果胶制剂、高分子量菊粉制剂、豌豆纤维制剂和/或甜菜纤维制剂的替代品。[0158]在一些实施方案中，大麦纤维制剂、柑橘纤维制剂、柑橘果胶制剂、高分子量菊粉制剂、豌豆纤维制剂或甜菜纤维制剂的合适的功能聚糖等效物具有与表2中确定的相应制剂基本类似的功能。基本类似的功能可通过本文中的实施例中详述的任何一种或多种方法来测量，特别是影响微生物群落成员（特别是初级和次级纤维降解微生物，更特别为拟杆菌属物种）的相对丰度或总丰度的能力；和/或一种或多种微生物基因或基因产物的表达，特别是由多糖利用位点（pul）编码的一种或多种基因或基因产物和/或一种或多种碳水化合物活性酶。在一个示例性实施方案中，合适的功能聚糖等效物是与实施例中使用的大麦纤维制剂、柑橘纤维制剂、柑橘果胶制剂、高分子量菊粉制剂、豌豆纤维制剂或甜菜纤维制剂相比富含一种或多种生物活性聚糖的纤维制剂。[0159]例如，纤维制剂的合适的功能聚糖等效物可对受试者的肠道微生物群中拟杆菌属物种的相对丰度具有类似的效果。在另一实例中，纤维制剂的合适的功能聚糖等效物可以对受试者的肠道微生物群中拟杆菌属物种的总丰度具有类似的效果。在另一实例中，纤维制剂的合适的功能聚糖等效物可对拟杆菌属物种的亚组的相对丰度具有类似的效果。在另一实例中，纤维制剂的合适的功能聚糖等效物可对拟杆菌属物种的亚组的总丰度具有类似的效果。在一个实例中，拟杆菌属物种的亚组可包括选自粪拟杆菌、解纤维素拟杆菌、芬氏拟杆菌、马赛拟杆菌（b.massiliensis）、卵形拟杆菌、多形拟杆菌和普通拟杆菌的一种或多种物种。在另一实例中，合适的功能聚糖等效物可对选自卵形拟杆菌、解纤维素拟杆菌、多形拟杆菌、普通拟杆菌、粪拟杆菌、芬氏拟杆菌、马赛拟杆菌、产气柯林斯菌、大肠杆菌、内脏臭气杆菌、狄氏副拟杆菌、瘤胃球菌属（ruminococcaceaesp.）和subdoligranulumvariabile的一种或多种物种的相对丰度具有类似的效果。[0160]或者或此外，合适的功能聚糖等效物可对由一种或多种多糖利用位点（pul）编码的一种或多种蛋白质和/或一种或多种碳水化合物活性酶的丰度或活性具有类似的效果。在一些实例中，pul选自pul5、pul6、pul7、pul27、pul31、pul34、pul35、pul38、pul42、pul43、pul73、pul75、pul83和pul97。[0161]尽管实施例使用悉生小鼠模型，其中小鼠用培养的、已测序的肠道细菌的限定聚生体定殖，但实施例中详述的方法也可用于测量悉生小鼠模型（其中小鼠用获自一个或多个人类的完好未培养肠道微生物群定殖）中的效果，以及用于直接测量在人体内的效果。[0162]（h）附加的食品成分在上述实施方案的每一个中，组合物的剩余重量百分比（如果存在的话）包含一种或多种附加的食品成分。非限制性实例包括防结块剂、防腐剂、ph控制剂、颜色添加剂、香料、增味剂等等。[0163]（i）食品组合物本公开还提供了包含该章节的组合物的食品组合物。该食品组合物可进一步包含一种或多种附加的食品成分，包括但不限于面粉、粗粉（meal）、甜味剂、防腐剂、颜色添加剂、香料、调味品、增味剂、脂肪、油、脂肪替代品（包括用于替代脂肪的制剂的组分）、营养物、维生素、矿物质、乳化剂、稳定剂、增稠剂、粘结剂、调质剂、ph控制剂、膨松剂、防结块剂、湿润剂、硬化剂、益生菌和酶制剂，以及夹杂物、水果、蔬菜和谷物。[0164]面粉或粗粉可由多种来源制得，所述来源包括但不限于谷物、豆类、根、坚果或种子。[0165]甜味剂的非限制性实例包括蔗糖（糖）、葡萄糖、果糖、糖多元醇（例如山梨醇、甘露醇等等）、糖浆（例如玉米糖浆、高果糖玉米糖浆等等）、糖精、阿斯巴甜、三氯蔗糖、乙酰磺胺酸钾（安赛蜜）和纽甜。[0166]防腐剂包括但不限于抗坏血酸、柠檬酸、苯甲酸钠、丙酸钙、异抗坏血酸钠、亚硝酸钠、山梨酸钙、山梨酸钾、bha、bht、edta和生育酚（维生素e）。[0167]夹杂物是组合物基质中的替代或间质成分。非限制性实例包括糖块、薄片（巧克力、奶油糖果等等）、坚果、种子、草药等等。[0168]香料可以是天然的、合成的或人造的。增味剂的非限制性实例包括谷氨酸一钠（msg）、水解大豆蛋白、自溶酵母提取物、鸟苷酸二钠和肌苷酸盐。[0169]脂肪替代品的非限制性实例包括蔗糖聚酯（olestra）、纤维素凝胶、角叉菜胶、聚葡萄糖、改性食品淀粉、微粒化蛋清蛋白质、瓜尔胶、黄原胶和浓缩乳清蛋白。乳化剂可包括卵磷脂、甘油单酯和二酯、蛋黄、聚山梨醇酯、失水山梨醇单硬脂酸酯和甘油单硬脂酸酯。[0170]稳定剂、增稠剂、粘结剂和调质剂的非限制性实例包括明胶、果胶、瓜尔胶、角叉菜胶、黄原胶和乳清。膨松剂包括但不限于小苏打、磷酸二氢钙、碳酸钙、碳酸氢铵、一水合磷酸二氢钙、酸式焦磷酸钠、磷酸铝钠、有机酸和酵母。湿润剂可以是甘油、山梨醇等等。硬化剂的非限制性实例包括氯化钙和乳酸钙。[0171]食品中组合物的量可不同。在一些实施方案中，该章节的组合物可为用于制造食品的成分（不包括任何添加的水）的大约5重量%至大约60重量%。在一些实施方案中，该章节的组合物可为用于制造食品的成分（不包括任何添加的水）的大约40重量%至大约60重量%。在一些实施方案中，该章节的组合物可为用于制造食品的成分（不包括任何添加的水）的大约40重量%至大约50%重量%、大约45重量%至大约50重量%、或大约50重量%至大约60重量%。在一些实施方案中，该章节的组合物可为用于制造食品的成分（不包括任何添加的水）的大约45重量%至大约50重量%。[0172]在某些实施方案中，章节的组合物提供食品组合物中总膳食纤维的大约90%或更多。例如，组合物可提供食品组合物中膳食纤维的大约90%、大约91%、大约92%、大约93%、大约94%、大约95%、大约96%、大约97%、大约98%、大约99%或大约100%。在一个实例中，组合物提供食品组合物中总膳食纤维的大约95%。在另一实例中，组合物提供食品组合物中总膳食纤维的大约98%或更多。[0173]在进一步的实施方案中，食品组合物提供每一份至少6克的膳食纤维。在一些实例中，食品组合物可提供每一份至少7克、至少8克、至少9克、或至少10克的膳食纤维。在其它实例中，食品组合物可提供每一份大约6克至大约20克、大约6克至大约15克、或大约6克至大约10克的膳食纤维。一份大小可为至少6克，例如大约10克、大约15克、大约20克、大约25克、大约30克、大约35克、大约40克、大约45克、大约50克等等。在某些实施方案中，一份为大约30克。[0174]在一些实施方案中，食品组合物为烘焙形式。在一些实施方案中，食品组合物为压制或膨化形式的。在一些实施方案中，食品组合物为粉末形式，其可重构或洒在不同食品上。在一些实施方案中，食品组合物为棒；饮品；凝胶、软糖、糖块等等；曲奇、饼干、蛋糕等等；乳制品（例如酸奶、冰淇淋等等）。[0175]（j）替代施用形式本公开还提供了包含该章节的组合物的其它口服剂型。合适的剂型包括片剂，包括混悬片、咀嚼片、泡腾片或囊片（caplet）；丸剂；粉剂如无菌包装粉剂、可分配粉剂（dispensablepowder）和泡腾粉剂；胶囊，包括软或硬明胶胶囊二者，如hpmc胶囊；锭剂；丸粒；颗粒；液体；悬浮液；乳液；或半固体与凝胶。胶囊和片剂制剂可包括但不限于粘结剂、润滑剂和稀释剂。胶囊和片剂可根据本领域公知的方法包衣。水性悬浮液制剂可包括但不限于分散剂、调味剂、掩味剂和着色剂。[0176]表aꢀ–ꢀ示例性纤维制剂的组成分析[0177]表bꢀ–ꢀ纤维制剂的单糖分析[0178]表c1ꢀ–ꢀ豌豆纤维制剂的糖基连接分析（参见用于描述方法的实施例8）[0179]表c2ꢀ–ꢀ膨化的豌豆纤维制剂的糖基连接分析（参见用于描述方法的实施例8）[0180]表dꢀ–ꢀ柑橘果胶制剂的糖基连接分析（参见用于描述方法的实施例8）[0181]表eꢀ–ꢀ大麦纤维制剂的糖基连接分析（参见用于描述方法的实施例8）[0182]表f1ꢀ–ꢀ柑橘纤维制剂的糖基连接分析（参见用于描述方法的实施例8）[0183]表f2ꢀ–ꢀ膨化的柑橘纤维制剂的糖基连接分析（参见用于描述方法的实施例8）[0184]表g[0185]ii．食品组合物在另一方面，本公开提供了包含一种或多种纤维制剂的食品组合物，每种纤维制剂独立地选自大麦纤维制剂、柑橘纤维制剂、柑橘果胶制剂、高分子量菊粉制剂、豌豆纤维制剂、甜菜纤维制剂及其聚糖等效物。聚糖等效物可以是组合聚糖等效物或功能聚糖等效物。本公开涵盖的食品组合物可含有1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13或更多种独立地选自以上的不同纤维制剂。合适的纤维制剂详细描述在部分i中。通常，每种单独的纤维制剂或纤维制剂的组合为以下量，所述量在基于每天施用于受试者至少5天（例如5、6、7、8、9、10、11、12、13、14天或更多）时提高了受试者中肠道微生物群的纤维降解能力和/或促进了受试者中健康的肠道微生物群。在一些实施方案中，食品组合物为烘焙形式。在一些实施方案中，食品组合物为膨化或压制形式。根据模头，膨化食品可以成型为无限形式。也可以使用粘结剂将它们用其它成分包覆、填充、与其它成分压成棒（或其它形状）或其组合。在一些实施方案中，食品组合物为棒；饮品；凝胶、软糖、糖块等等；曲奇、饼干、蛋糕等等；面包、松饼等等；乳制品（例如酸奶、冰淇淋等等）。[0186]术语“重量%的食品组合物”是作为处理（例如烘焙、膨化、脱水等等）成最终形式（例如曲奇、饼干、棒、膨化形状、凝胶、粉末等等）之前，食品组合物中所有成分的百分比的成分的重量，但是不包括任何添加的水。通常将成分组合，并随后添加适量的水（例如大约15%）以制造用于烘焙产品的面团或用于膨化过程的混合物。当组合成分时，所有成分可单独添加（包含各种纤维制剂），或各种成分可组合并随后添加组合体（combinations）。例如，在一些实施方案中，一种或多种纤维制剂可首先组合在一起形成纤维制剂组合物，并且随后将纤维制剂组合物与任何其它成分组合。在另一些实施方案中，每种纤维制剂可独立添加。烘焙、压制或膨化产品的最终水分含量可不同，尽管通常最终水分含量可为大约2-5%、或更优选3%。[0187]在一些实施方案中，一种或多种纤维制剂总计为食品组合物的大约30重量%至大约50重量%。在一些实施方案中，一种或多种纤维制剂提供食品组合物的总膳食纤维的50%。在一些实施方案中，一种或多种纤维制剂总计为食品组合物的大约30重量%至大约50重量%，并提供食品组合物的总膳食纤维的50%。在上述实施方案的每一个中，一种或多种纤维制剂总计可提供每一份食品组合物至少3克、至少6克或至少10克的总膳食纤维。例如，一种或多种纤维制剂总计可提供每一份食品组合物3克、4克、5克、6克、7克、8克、9克、10克或更多的总膳食纤维。一份大小可以不同，并可为大约20克至大约50克、大约25克至大约40克、大约30克至大约40克、或大约30克至大约35克。在一些实例中，一种或多种纤维制剂总计可提供每一份食品组合物大约3克至大约10克的总膳食纤维。在其它实例中，一种或多种纤维制剂总计可提供每一食品组合物大约3克至大约6克的总膳食纤维，或向食品组合物提供大约6克至大约10克的总膳食纤维。在优选实例中，一种或多种纤维制剂包含豌豆纤维制剂和/或其聚糖等效物，特别是部分i的豌豆纤维制剂和/或聚糖等效物。[0188]如实施例中所示，大麦纤维、柑橘纤维、高分子量菊粉和豌豆纤维制剂的数量不同的食品组合物对受试者的微生物群和对健康的生物标志物（包括心血管代谢与免疫炎症状态的生物标志物）具有重叠和不同的效果。因此，可优化纤维制剂的数量和各自的量以实现所需效果。重要的是，实施例进一步示出了作为模型系统的代表人类研究人群的用肠道微生物群落定殖的悉生小鼠的适用性，所述模型系统可以用于选择纤维制剂并限定合适的量。实施例还确定了可以在人类血液样本中测量的健康差异性生物标志物，其与肠道微生物群的健康差异性特征相关（例如碳水化合物活性酶、puls等等）。由此，实施例表明，肠道微生物群可用作评估所给食品的有效性的读数。[0189]在一个特定实例中，食品组合物可包含为豌豆纤维制剂或其聚糖等效物的第一纤维制剂，和为高分子量菊粉制剂或其聚糖等效物的第二纤维制剂，其中第一和第二纤维制剂总计提供每一份食品组合物大约3克至大约10克的总膳食纤维。在另一特定实例中，食品组合物可包含为豌豆纤维制剂或其聚糖等效物的第一纤维制剂、为高分子量菊粉制剂或其聚糖等效物的第二纤维制剂、为柑橘纤维制剂或其聚糖等效物的第三纤维制剂、和为大麦纤维制剂或其聚糖等效物的第四纤维制剂，其中第一、第二、第三和第四纤维制剂总计提供每一份食品组合物大约3克至大约10克的总膳食纤维。在进一步的实例中，上述食品组合物可具有下表中所示的每种纤维制剂的量。[0190]在再进一步的实例中，豌豆纤维制剂或其聚糖等效物可具有基本类似于表a或表g的豌豆纤维制剂的组成，和/或基本类似于表b或表g的豌豆纤维制剂的单糖含量，和任选地基本类似于表c1或c2的豌豆纤维制剂的糖基键。高分子量菊粉制剂或其聚糖等效物可具有基本类似于表a或表g的高分子量菊粉制剂的组成。大麦纤维制剂或其聚糖等效物可具有基本类似于表a或表g的大麦纤维制剂的组成，和/或基本类似于表b或表g的大麦纤维制剂的单糖含量，和任选地基本类似于表e的大麦纤维制剂的糖基键。柑橘纤维制剂或其聚糖等效物可具有基本类似于表a或表g的柑橘纤维制剂的组成，和/或基本类似于表b或表g的柑橘纤维制剂的单糖含量，和任选地基本类似于表f1或f2的柑橘纤维制剂的糖基键。[0191]除了选择食品组合物中的一种或多种纤维制剂及其量之外，可以以以下方式处理食品组合物，所述方式使得在基于每天向受试者施用食品组合物至少5天（例如至少6天、至少7天等等）时，食品提高受试者中肠道微生物群的纤维降解能力和/或促进受试者中健康的肠道微生物群。特别地，由此此类食品组合物影响（在受试者每天消耗食品组合物至少一次持续至少5天（例如至少6天、至少7天等等）后）在获自受试者的粪便样本中测得的拟杆菌属物种的总丰度或相对丰度的提高。[0192]食品组合物可进一步包含一种或多种附加的食品成分。这些附加成分可为食品增进有利的感官性质（例如味道、质地等等）、改善食品的加工和处理、向食品提供附加的营养价值等等。附加的食品成分的非限制性实例包括面粉、粗粉、甜味剂、防腐剂、颜色添加剂、香料、调味品、增味剂、脂肪、油、脂肪替代品（包括用于替代脂肪的制剂的组分）、营养物、维生素、矿物质、乳化剂、稳定剂、增稠剂、粘结剂、调质剂、ph控制剂、膨松剂、防结块剂、湿润剂、硬化剂、益生菌、后生元和酶制剂，以及水果、蔬菜和谷物。食品成分的非限制性实例进一步详细描述在章节ii（i）中。[0193]实施例11示出了选择食品的各种形式和使用附加食品成分可如何影响感官性质和/或营养价值。[0194]（a）示例性实施方案以下实施方案中的每一个都含有多种纤维制剂。为了准确地描述每个实施方案中每种纤维制剂的量，多种纤维制剂被称为“组合物”。关于食品组合物中的多种纤维制剂（在该章节中以及在本公开的其它地方）使用术语“组合物”涵盖了将多种纤维制剂组合为随后添加到其它食品成分中的一种组合物的实施方案、将多种纤维制剂组合成随后添加到其它食品成分中的超过一种组合物的实施方案、以及每种纤维制剂独立地添加到其它食品成分中的实施方案。这与上述公开内容一致，所述上述公开陈述纤维制剂可以以该章节中描述的量独立地添加。[0195]在一个实施方案中，本公开提供了一种压制、膨化或烘焙的食品组合物，其中30克一份的食品组合物具有至少3克或至少6克的总膳食纤维，并且其中食品组合物包含大约40重量%至大约95重量%的纤维制剂组合物，纤维制剂组合物包含大约25重量%至大约40重量%的豌豆纤维制剂或其聚糖等效物、大约5重量%至大约15重量%的柑橘纤维制剂或其聚糖等效物、大约30重量%至大约40重量%的高分子量菊粉制剂或其聚糖等效物、和大约10重量%至大约30重量%的大麦纤维制剂或其聚糖等效物。[0196]在另一实施方案中，本公开提供了一种压制、膨化或烘焙的食品组合物，其中30克一份的食品组合物具有至少3克或至少6克的总膳食纤维，并且其中食品组合物包含大约40重量%至大约95重量%的纤维制剂组合物，该纤维制剂组合物包含大约15重量%至大约32重量%的甜菜纤维制剂或其聚糖等效物、大约5重量%至大约15重量%的柑橘纤维制剂或其聚糖等效物、大约30重量%至大约40重量%的高分子量菊粉制剂或其聚糖等效物、和大约10重量%至大约30重量%的大麦纤维制剂或其聚糖等效物。[0197]在另一实施方案中，本公开提供了一种压制、膨化或烘焙的食品组合物，其中30克一份的食品组合物具有至少3克或至少6克的总膳食纤维，并且其中食品组合物包含大约40重量%至大约95重量%的纤维制剂组合物，该纤维制剂组合物包含55重量%至大约65重量%的一种或多种豌豆纤维制剂或其聚糖等效物和大约30重量%至大约40重量%的一种或多种高分子量菊粉制剂或其聚糖等效物。[0198]在另一实施方案中，本公开提供了一种压制、膨化或烘焙的食品组合物，其中30克一份的食品组合物具有至少3克或至少6克的总膳食纤维，并且其中食品组合物包含大约40重量%至大约95重量%的纤维制剂组合物，该纤维制剂组合物包含大约60重量%至大约65重量%的一种或多种豌豆纤维制剂或其聚糖等效物和大约30重量%至大约35重量%的一种或多种高分子量菊粉制剂或其聚糖等效物。[0199]在另一实施方案中，本公开提供了一种压制、膨化或烘焙的食品组合物，其中30克一份的食品组合物具有至少3克或至少6克的总膳食纤维，并且其中食品组合物包含大约40重量%至大约95重量%的纤维制剂组合物，该纤维组合物包含大约55重量%至大约65重量%的一种或多种甜菜纤维制剂或其聚糖等效物和大约30重量%至大约40重量%的一种或多种高分子量菊粉制剂或其聚糖等效物。[0200]在另一实施方案中，本公开提供了一种压制、膨化或烘焙的食品组合物，其中30克一份的食品组合物具有至少3克或至少6克的总膳食纤维，并且其中食品组合物包含大约40重量%至大约95重量%的纤维制剂组合物，该纤维制剂组合物包含大约45重量%至大约55重量%的一种或多种甜菜制剂或其聚糖等效物和大约30重量%至大约50重量%的一种或多种高分子量菊粉制剂或其聚糖等效物。[0201]在另一实施方案中，本公开提供了一种压制、膨化或烘焙的食品组合物，其中30克一份的食品组合物具有至少3克或至少6克的总膳食纤维，并且其中食品组合物包含大约40重量%至大约95重量%的纤维制剂组合物，该纤维制剂组合物包含25重量%至大约40重量%的豌豆纤维制剂或其聚糖等效物、大约5重量%至大约15重量%的柑橘纤维制剂或其聚糖等效物、大约30重量%至大约40重量%的高分子量菊粉制剂或其聚糖等效物、和大约10重量%至大约30重量%的大麦纤维制剂或其聚糖等效物。[0202]在另一实施方案中，本公开提供了一种压制、膨化或烘焙的食品组合物，其中30克一份的食品组合物具有至少3克或至少6克的总膳食纤维，并且其中食品组合物包含大约40重量%至大约95重量%的纤维制剂组合物，该纤维制剂组合物基本上由以下组成：大约15重量%至大约32重量%的甜菜纤维制剂或其聚糖等效物、大约5重量%至大约15重量%的柑橘纤维制剂或其聚糖等效物、大约30重量%至大约40重量%的高分子量菊粉制剂或其聚糖等效物、和大约10重量%至大约30重量%的大麦纤维制剂或其聚糖等效物。[0203]在另一实施方案中，本公开提供了一种压制、膨化或烘焙的食品组合物，其中30克一份的食品组合物具有至少6克的总膳食纤维，并且其中食品组合物包含大约40重量%至大约95重量%的纤维制剂组合物，该纤维制剂组合物基本上由以下组成：大约55重量%至大约65重量%的一种或多种豌豆纤维制剂或其聚糖等效物和大约30重量%至大约40重量%的一种或多种高分子量菊粉制剂或其聚糖等效物。[0204]在另一实施方案中，本公开提供了一种压制、膨化或烘焙的食品组合物，其中30克一份的食品组合物具有至少6克的总膳食纤维，并且其中食品组合物包含大约40重量%至大约95重量%的纤维制剂组合物，该纤维制剂组合物基本上由以下组成：大约60重量%至大约65重量%的一种或多种豌豆纤维制剂或其聚糖等效物和大约30重量%至大约35重量%的一种或多种高分子量菊粉制剂或其聚糖等效物。[0205]在另一实施方案中，本公开提供了一种压制、膨化或烘焙的食品组合物，其中30克一份的食品组合物具有至少6克的总膳食纤维，并且其中食品组合物包含大约40重量%至大约95重量%的纤维制剂组合物，该纤维制剂组合物基本上由以下组成：大约55重量%至大约65重量%的一种或多种甜菜纤维制剂或其聚糖等效物和大约30重量%至大约40重量%的一种或多种高分子量菊粉制剂或其聚糖等效物。[0206]在另一实施方案中，本公开提供了一种压制、膨化或烘焙的食品组合物，其中30克一份的食品组合物具有至少6克的总膳食纤维，并且其中食品组合物包含大约40重量%至大约95重量%的纤维制剂组合物，该纤维制剂组合物基本上由以下组成：大约45重量%至大约55重量%的一种或多种甜菜制剂或其聚糖等效物和大约30重量%至大约50重量%的一种或多种高分子量菊粉制剂或其聚糖等效物。[0207]在另一实施方案中，本公开提供了一种压制、膨化或烘焙的食品组合物，其中30克一份的食品组合物具有至少6克的总膳食纤维，并且其中食品组合物包含大约40重量%至大约95重量%的纤维制剂组合物，该纤维制剂组合物基本上由以下组成：大约45重量%至大约55重量%的一种或多种甜菜制剂或其聚糖等效物和大约30重量%至大约50重量%的一种或多种高分子量菊粉制剂或其聚糖等效物。[0208]在上述实施方案的一部分中，在纤维制剂组合物中可存在大约30-40重量%的一种或多种豌豆纤维制剂或其聚糖等效物、大约9-11重量%的一种或多种柑橘纤维制剂或其聚糖等效物、大约30-40重量%的高分子量菊粉制剂或其聚糖等效物、和大约18-22重量%的大麦纤维制剂或其聚糖等效物。在另一实例中，在纤维制剂组合物中可存在大约30-35重量%的一种或多种豌豆纤维制剂或其聚糖等效物、大约9-11重量%的一种或多种柑橘纤维制剂或其聚糖等效物、大约35-40重量%的一种或多种高分子量菊粉制剂或其聚糖等效物、和大约18-22重量%的一种或多种大麦纤维制剂或其聚糖等效物。在又另一实例中，在纤维制剂组合物中可存在大约33重量%的一种或多种豌豆纤维制剂或其聚糖等效物、大约11重量%的一种或多种柑橘纤维制剂或其聚糖等效物、大约36重量%的一种或多种高分子量菊粉制剂或其聚糖等效物、和大约20重量%的一种或多种大麦纤维制剂或其聚糖等效物。[0209]在上述实施方案的一部分中，在纤维制剂组合物中可存在大约60重量%至大约65重量%的一种或多种豌豆纤维制剂和大约35重量%至大约40重量%的一种或多种高分子量菊粉制剂。在进一步的实施方案中，在纤维制剂组合物中可存在大约65重量%的一种或多种豌豆纤维制剂和大约35重量%的一种或多种高分子量菊粉制剂。[0210]在上述实施方案的一部分中，在纤维制剂组合物中可存在大约50重量%至大约55重量%的一种或多种豌豆纤维制剂和大约35重量%至大约40重量%的一种或多种高分子量菊粉制剂。在进一步的实施方案中，在纤维制剂组合物中可存在大约55重量%的一种或多种豌豆纤维制剂和大约45重量%的一种或多种高分子量菊粉制剂。[0211]在进一步的实施方案中，纤维制剂组合物仅含有一种类型的每种纤维制剂。例如，在纤维制剂组合物中可存在大约55重量%的一种豌豆纤维制剂和大约45重量%的一种高分子量菊粉制剂。[0212]合适的大麦纤维制剂、柑橘纤维制剂、柑橘果胶制剂、高分子量菊粉制剂、豌豆纤维制剂和甜菜纤维制剂在上文描述在部分i.中，如是大麦纤维制剂、柑橘纤维制剂、柑橘果胶制剂、高分子量菊粉制剂、豌豆纤维制剂和甜菜纤维制剂的组合聚糖等效物和功能聚糖等效物。作为非限制性实例，豌豆纤维制剂可具有基本类似于表a或表g的豌豆纤维制剂的组成，和/或基本类似于表b或表g的豌豆纤维制剂的单糖含量，和任选地基本类似于表c1或c2的豌豆纤维制剂的糖基键；高分子量菊粉制剂可具有基本类似于表a或表g的高分子量菊粉制剂的组成；大麦纤维制剂可具有基本类似于表a或表g的大麦纤维制剂的组成，和/或基本类似于表b或表g的大麦纤维制剂的单糖含量，和任选地基本类似于表e的大麦纤维制剂的糖基键；柑橘纤维制剂可具有基本类似于表a或表g的柑橘纤维制剂的组成，和/或基本类似于表b或表g的柑橘纤维制剂的单糖含量，和任选地基本类似于表f1或f2的柑橘纤维制剂的糖基键。[0213]当食品组合物是上述实施方案中的压制或膨化食品组合物时，纤维制剂组合物可包含食品的大约40重量%至大约95重量%、大约50重量%至大约90重量%、或大约60重量%至大约80重量%。或者，纤维制剂组合物可包含食品组合物的大约40重量%至大约80重量%、大约40重量%至大约70重量%、或大约40重量%至大约60重量%。在又另一替代方案中，纤维制剂组合物可包含食品组合物的大约40重量%至大约50重量%。[0214]当食品组合物是上述实施方案中的烘焙的食品组合物时，纤维制剂组合物可包含食品组合物的大约40重量%至大约60重量%、大约40重量%至大约50重量%、或大约50重量%至大约60重量%。在又另一替代方案中，纤维制剂组合物可包含食品组合物的大约40重量%至大约50重量%。[0215]在上述实施方案的每一个中，纤维制剂组合物可提供食品组合物中总膳食纤维的大约90%或更多。例如，纤维制剂组合物可提供食品组合物中总膳食纤维的大约90%、大约91%、大约92%、大约93%、大约94%、大约95%、大约96%、大约97%、大约98%、大约99%、或大约100%。在一些实施方案中，纤维制剂组合物可提供食品组合物中总膳食纤维的大约95%或更多。在一些实施方案中，纤维制剂组合物可提供食品组合物中总膳食纤维的大约98%或更多。[0216]在上述实施方案的每一个中，烘焙、压制或膨化的食品组合物可进一步包含一种或多种附加成分，其包括但不限于面粉、粗粉、甜味剂、防腐剂、颜色添加剂、香料、调味品、增味剂、脂肪、油、脂肪替代品（包括用于替代脂肪的制剂的组分）、营养物、维生素、矿物质、乳化剂、稳定剂、增稠剂、粘结剂、调质剂、ph控制剂、膨松剂、防结块剂、湿润剂、硬化剂和酶制剂。这些附加成分可为食品增进有利的感官性质（例如味道、质地等等）和/或改善该食品的加工和处理。[0217]在一个特定实施方案中，烘焙、压制或膨化的食品具有表h或表i中显示的组成。[0218]表h[0219]表i[0220]（b）提高纤维降解能力和/或促进健康肠道微生物群受试者的肠道微生物群的“纤维降解能力”由其组成状态来限定，特别是膳食纤维的初级和次级消费者的缺失、存在和丰度。作为初级消费者的微生物引发膳食纤维的降解，而次级消费者利用初级消费者释放的聚糖。提高受试者的肠道微生物群的纤维降解能力可包括，例如但不限于，影响（在受试者每天消耗食品组合物至少一次持续至少5天（例如至少6天、至少7天等等）后）在获自受试者的粪便样本中测得的具有多糖利用位点（pul）和/或编码碳水化合物活性酶的基因组位点的微生物的总丰度和/或相对丰度的提高。在另一实例中，提高受试者的肠道微生物群的纤维降解能力可影响（在受试者每天消耗食品组合物至少一次持续至少5天（例如至少6天、至少7天等等）后）在获自受试者的粪便样本中测得的具有多糖利用位点（pul）和/或编码碳水化合物活性酶的基因组位点的微生物亚组（一种或多种）的总丰度和/或相对丰度的提高，该微生物亚组选自卵形拟杆菌、解纤维素拟杆菌、多形拟杆菌、普通拟杆菌、粪拟杆菌、芬氏拟杆菌、马赛拟杆菌、产气柯林斯菌、大肠杆菌、内脏臭气杆菌、狄氏副拟杆菌、瘤胃球菌属或subdoligranulumvariabile。在另一实例中，提高受试者的肠道微生物群的纤维降解能力可影响（在受试者每天消耗食品组合物至少一次持续至少5天（例如至少6天、至少7天等等）后）在获自受试者的粪便样本中测得的拟杆菌属物种的总丰度或相对丰度的提高。在另一实例中，提高受试者的肠道微生物群的纤维降解能力可影响（在受试者每天消耗食品组合物至少一次并持续至少5天（例如至少6天、至少7天等等）后）在获自受试者的粪便样本中测得的拟杆菌属物种亚组（一种或多种）的总丰度或相对丰度的提高，该拟杆菌属物种亚组选自粪拟杆菌、解纤维素拟杆菌、芬氏拟杆菌、马赛拟杆菌、卵形拟杆菌、多形拟杆菌或普通拟杆菌。或者或此外，提高受试者的肠道微生物群的纤维降解能力可包括影响一种或多种由pul编码的蛋白质（具有或不具有微生物丰度的伴随变化）和/或一种或多种碳水化合物活性酶的丰度或活性的提高。在一些实例中，具有提高的丰度或活性的一种或多种蛋白质具有α-l-阿拉伯呋喃糖苷酶、β-半乳糖苷酶、n-乙酰胞壁质酶或内切-1,2,-α-甘露聚糖酶的酶活性。在上述实例中，pul可选自pul5、pul6、pul7、pul27、pul31、pul34、pul35、pul38、pul42、pul43、pul73、pul75、pul83和pul97，和/或一种或多种碳水化合物活性酶可选自gh5_1、gh5_4、gh5_5、gh5_46、gh43_1、gh43_2、gh43_3、gh43_8、gh43_9、gh43_12、gh43_16、gh43_17、gh43_18、gh43_19、gh43_28、gh43_29、gh43_31、gh43_33、gh43_34、gh43_35、gh43_38、gh99、gh108、gh116和gh147。[0221]在一些实施方案中，向受试者每天至少一次持续最少五天施用该章节中描述的食品组合物提高了获自受试者的粪便样本中测得的一种或多种碳水化合物活性酶家族的成员的表现，其中一种或多种碳水化合物活性酶家族选自gh5_1、gh5_4、gh5_5、gh5_46、gh43_1、gh43_2、gh43_3、gh43_8、gh43_9、gh43_12、gh43_16、gh43_17、gh43_18、gh43_19、gh43_28、gh43_29、gh43_31、gh43_33、gh43_34、gh43_35、gh43_38、gh99、gh108、gh116和gh147。在进一步的实施方案中，一种或多种碳水化合物活性酶家族选自gh43_33、gh147、gh108和gh99。如实施例中详细描述的那样，提高的碳水化合物活性酶家族成员的表现可以是编码碳水化合物活性酶家族成员的基因的增加。提高的碳水化合物活性酶家族得表现还可以是碳水化合物活性酶家族中蛋白质的丰度或活性的提高。测量蛋白质丰度和酶活性的方法在本领域中是已知的。提高这些碳水化合物活性酶家族的一种或多种的表现对受试者健康的一个或多个方面具有有益效果，所述方面包括但不限于肠道微生物群健康、体重管理、慢性炎症、心血管健康、饱腹感和葡萄糖代谢。在一些实例中，受试者是健康受试者。在一些实例中，受试者超重或肥胖（例如由对于受试者的年龄、性别和/或种族而言正常范围之外的bmi所限定）。在一些实例中，受试者通常消耗总膳食纤维低（例如每天小于大约25克）的饮食。在一些实例中，受试者通常消耗西方饮食。“西方饮食”是指富含红肉、乳制品、加工和人工增甜的食品和/或饮料以及盐，具有极少摄入水果、蔬菜、鱼、豆类和全谷物的饮食。示例性的西方饮食是实施例中详细描述的hisf/lofv饮食（适于动物）及其人类等效物。[0222]“促进受试者中健康肠道微生物群”是指以某种方式改变具有不健康肠道微生物群的受试者的微生物群或微生物组的特征接近健康受试者，并包括完全修复（即肠道微生物群健康的量度不偏离1.5个标准偏差或更多）和低于完全修复的修复水平。这可包括，例如但不限于，影响（在受试者每天消耗食品至少一次持续5天（例如至少6天、至少7天等等）后）在获自该受试者的粪便样本中测得的拟杆菌属物种的总丰度的提高。促进受试者中健康肠道微生物群还包括防止受试者中不健康肠道微生物群的发展。在优选的实施方案中，受试者的微生物群在微生物群落成员的相对丰度和/或由pul编码的蛋白质的表达方面发生变化，例如如实施例中详述的那样。[0223]在再进一步的实施方案中，本公开的食品组合物在在受试者每天消耗食品组合物至少一次持续至少5天、或至少7天后对受试者的健康具有有益影响。例如，施用5、6、7、8、9、10、11、12、13、14或更多天可导致有益效果。受试者健康的改善方面可以是体重管理、慢性炎症、心血管健康、饱腹感和/或葡萄糖代谢方面的改善。体重管理方面的可测量改善的非限制性实例可以是总体重减轻、bmi降低、体重增加的减少、脂肪量增加的减少、瘦体重增加、腰围降低、腰臀比降低、脂联素水平提高、瘦素水平提高、抵抗素水平降低或其任意组合。慢性炎症方面的可测量改善的非限制性实例包括选自ccl3、crp、spp1、f2、f3、vegfa、pdgfrb、efna5、epha1、epha2、il-6、il-8、il-1b、il-1r1、il-12、il-17、il-18、tnf-α、nf-kb、ifn-γ和神经酰胺的一种或多种血浆蛋白质的降低。心血管健康方面的可测量改善的非限制性实例包括选自c3、c1r、c4a/c4b、f3、serpine1、masp1、pdgfra、icam-1、vcam-1、mcp-1、pai-1、p-选择素、血栓素-a2、f2a-异前列腺素、tbars、mda的一种或多种血浆蛋白质的降低；以及ldl-胆固醇、hdl-胆固醇、总胆固醇、氧化型ldl、甘油三酯、血小板凝集和血液凝固的变化。葡萄糖代谢方面可测量改善的非限制性实例包括空腹血糖、餐后血糖、空腹胰岛素、餐后血糖、homair、hba1c、糖化白蛋白、果糖胺、胰高血糖素、qiucki、isi、gip和glp-1的变化。饱腹感方面的可测量改善的非限制性实例包括agrp、食欲vas评分、食品摄入、glp-1、pyy、gip、胃饥饿素、胆囊收缩素和瘦素方面的改善。在一些实例中，受试者健康的改善方面可以是总体重降低、bmi降低、体重增加减少、脂肪量增加减少、粪便中琥珀酸盐水平的提高、血清胆固醇减少、胰岛素敏感性提高、炎症血浆标志物减少、健康差异性血浆蛋白质的相对丰度改善和/或肠道屏障功能的生物标志物/介质的改善。[0224]iii．生物活性聚糖申请人已经识别了在受试者中促进健康肠道微生物群的纤维制剂，并进一步发现每种纤维制剂具有导致一种或多种所观察到的有益效果的多种生物活性聚糖。由此，在另一方面，本公开提供了一种包含富集量的一种或多种生物活性聚糖的组合物，其中“富集量”是指生物活性聚糖的量超出天然存在的植物或植物部分中发现的量，并超出市售纤维制剂中发现的，如实施例2-6中所用的那些。包含富集量的生物活性聚糖的组合物可以是来自市售纤维制剂的提纯（部分或完全）级分。或者，包含富集量的生物活性聚糖的组合物可包含化学合成版本的生物活性聚糖。该生物活性聚糖可以以大约10重量%至大约50重量%、大约50重量%至大约100重量%或更多富集。例如，生物活性聚糖可以以大约2倍、大约3倍、大约4倍、大约5倍、大约6倍、大约7倍、大约8倍、大约9倍、大约10倍或更多富集。在另一实例中，生物活性聚糖可以以大约20倍、大约30倍、大约40倍、大约50倍、大约60倍、大约70倍、大约80倍、大约90倍、大约100倍或更多富集。在另一实例中，生物活性聚糖可以以大约500倍、1000倍或更多富集。[0225]大麦纤维、柑橘纤维、柑橘果胶、高分子量菊粉、豌豆纤维和甜菜纤维的生物活性聚糖可以如本文中详述的那样来识别。例如，豌豆纤维包括式（i）的一种或多种生物活性阿拉伯聚糖：其中a为大约0.1至大约0.3，b为大约0.4至大约0.6，c为大约0.1至大约0.4，d为大约0.04至大约0.06（由其中阿拉伯糖含有5-键的阿拉伯糖键的丰度分数计算，如通过部分甲基化的多羟糖醇乙酸酯gc-ms分析测定）；其中r1和r2各自独立地选自h、糖基、糖部分（改性或未改性）、寡糖（支化或未支化）或多糖（支化或未支化），以及含有半乳糖醛酸、半乳糖和鼠李糖的多糖。实施例10描述了获得富含这种生物活性阿拉伯聚糖的组合物的方法；但是，也可采用替代提纯方法。或者，可使用化学合成版本。类似于实施例10中详述的方法的方法可用于识别大麦纤维、柑橘纤维、柑橘果胶、高分子量菊粉和甜菜纤维中的生物活性聚糖。[0226]本公开还提供了包含该章节的组合物的食品组合物。该食品组合物可进一步包含一种或多种附加的食品成分，包括但不限于面粉、粗粉、甜味剂、防腐剂、颜色添加剂、香料、调味品、增味剂、脂肪、油、脂肪替代品（包括用于替代脂肪的制剂的组分）、营养物、维生素、矿物质、乳化剂、稳定剂、增稠剂、粘结剂、调质剂、ph控制剂、膨松剂、防结块剂、湿润剂、硬化剂、益生菌和酶制剂。[0227]食品组合物中该章节的组合物的量可不同。在一些实施方案中，组合物可以是用于制造食品组合物的成分（不包括任何添加的水）的大约40重量%至大约60重量%。在一些实施方案中，组合物可以是用于制造该食品组合物的成分（不包括任何添加的水）的大约45重量%至大约50重量%。[0228]在某些实施方案中，组合物提供食品组合物中总膳食纤维的大约90%或更多。例如，组合物可提供食品组合物中总膳食纤维的大约90%、大约91%、大约92%、大约93%、大约94%、大约95%、大约96%、大约97%、大约98%、大约99%、或大约100%。在一个实例中，组合物提供食品组合物中总膳食纤维的大约95%或更多。在另一实例中，组合物提供食品组合物中总膳食纤维的大约98%或更多。[0229]在进一步的实施方案中，食品组合物提供每一份至少6克的膳食纤维。在一些实例中，食品组合物可以提供每一份至少7克、至少8克、至少9克、或至少10克的膳食纤维。在其它实例中，食品组合物可以提供每一份大约6克至大约20克、大约6克至大约15克、或大约6克至大约10克的膳食纤维。[0230]在一些实施方案中，食品组合物为烘焙形式。在一些实施方案中，食品组合物为压制或膨化形式。在一些实施方案中，食品为待重构的粉末形式。在一些实施方案中，食品为棒；饮品；凝胶、软糖、糖块等等；曲奇、饼干、蛋糕等等；乳制品（例如酸奶、冰淇淋等等）。[0231]本公开还提供了包含该章节的组合物的其它口服剂型。合适的剂型包括片剂，包括混悬片、咀嚼片、泡腾片或囊片（caplet）；丸剂；粉剂如无菌包装粉剂、可分配粉剂和泡腾粉剂；胶囊，包括软或硬明胶胶囊二者，如hpmc胶囊；锭剂；丸粒；颗粒；液体；悬浮液；乳液；或半固体与凝胶。胶囊和片剂制剂可包括但不限于粘结剂、润滑剂和稀释剂。胶囊和片剂可根据本领域公知的方法包衣。水性悬浮液制剂可包括但不限于分散剂、调味剂、掩味剂和着色剂。[0232]iv．方法在另一方面，本公开提供了用于提高受试者的肠道微生物群的纤维降解能力、促进受试者中健康肠道微生物群和/或改善受试者的健康的方法，该方法包括以章节i或章节iii的组合物或章节i、ii或iii的食品组合物的形式每天向受试者口服施用至少3克或至少6克的总膳食纤维。每天至少3克的总膳食纤维包括每天3克、4克、5克、6克、7克或更多的总膳食纤维。每天至少6克的总膳食纤维包括每天6克、7克、8克、9克、10克、11克、12克、13克、14克、15克或更多的总膳食纤维。在一些实施方案中，方法包括以章节i或章节iii的组合物或章节i、ii或iii的食品组合物的形式每天向受试者口服施用至少7克、至少8克、至少9克、或至少10克的总膳食纤维。在一些实施方案中，方法包括以章节i或章节iii的组合物或章节i、ii或iii的食品组合物的形式每天向受试者口服施用大约6克至大约10克的总膳食纤维。如果章节i或章节iii的组合物不含有至少6克的总膳食纤维，可以施用多剂组合物。类似地，可以调整章节i、ii或iii的食品组合物的一份的数量，以使受试者消耗至少6克的膳食纤维。[0233]在一些实例中，提高受试者的肠道微生物群的纤维降解能力可包括影响在受试者每天以章节i或章节iii的组合物或章节i、ii或iii的食品组合物的形式消耗至少3克或至少6克的总膳食纤维后在获自受试者的粪便样本中测得的具有多糖利用位点（pul）的微生物的总丰度和/或相对丰度的提高。在另一实例中，提高受试者的肠道微生物群的纤维降解能力可影响在受试者每天以章节i或章节iii的组合物或章节i、ii或iii的食品组合物的形式消耗至少3克或至少6克的总膳食纤维后在获自受试者的粪便样本中测得的具有多糖利用位点（pul）的微生物亚组（一种或多种）的总丰度和/或相对丰度的提高，该微生物亚组选自卵形拟杆菌、解纤维素拟杆菌、多形拟杆菌、普通拟杆菌、粪拟杆菌、芬氏拟杆菌、马赛拟杆菌、产气柯林斯菌、大肠杆菌、内脏臭气杆菌、狄氏副拟杆菌、瘤胃球菌属或subdoligranulumvariabile。在另一实例中，提高受试者的肠道微生物群的纤维降解能力可以影响在受试者每天以章节i或章节iii的组合物或章节i、ii或iii的食品组合物的形式消耗至少3克或至少6克的总膳食纤维后在获自该受试者的粪便样本中测得的拟杆菌属物种的总丰度或相对丰度的提高。在另一实例中，提高受试者的肠道微生物群的纤维降解能力可影响在受试者每天以章节i或章节iii的组合物或章节i、ii或iii的食品组合物的形式消耗至少3克或至少6克的总膳食纤维后在获自受试者的粪便样本中测得的拟杆菌属物种的亚组（一种或多种）的总丰度或相对丰度的提高，该拟杆菌属物种的亚组选自粪拟杆菌、解纤维素拟杆菌、芬氏拟杆菌、马赛拟杆菌、卵形拟杆菌、多形拟杆菌或普通拟杆菌。替代性地或此外，提高受试者的肠道微生物群的纤维降解能力可包括影响一种或多种由pul编码的蛋白质的丰度或活性的提高（具有或不具有微生物丰度的伴随变化）。在一些实例中，具有提高的丰度或活性的一种或多种蛋白质具有α-l-阿拉伯呋喃糖苷酶、β-半乳糖苷酶、n-乙酰胞壁质酶或内切-1,2,-α-甘露聚糖酶的酶活性。在上述实例中，pul选自pul5、pul6、pul7、pul27、pul31、pul34、pul35、pul38、pul42、pul43、pul73、pul75、pul83和pul97，和/或一种或多种碳水化合物活性酶可选自gh5_1、gh5_4、gh5_5、gh5_46、gh43_1、gh43_2、gh43_3、gh43_8、gh43_9、gh43_12、gh43_16、gh43_17、gh43_18、gh43_19、gh43_28、gh43_29、gh43_31、gh43_33、gh43_34、gh43_35、gh43_38、gh99、gh108、gh116和gh147。[0234]“促进受试者中健康肠道微生物群”是指以某种方式改变具有不健康肠道微生物群的受试者的微生物群落或微生物群的特征接近健康受试者，并包括完全修复（即肠道微生物群健康的量度不偏离1.5个标准偏差或更多）和低于完全修复的修复水平。这可以包括，例如但不限于，影响在受试者每天以章节i或章节iii的组合物或章节i、ii或iii的食品组合物的形式消耗至少3克或至少6克的总膳食纤维后在获自该受试者的粪便样本中测得的拟杆菌属物种的总丰度的提高。促进受试者中健康肠道微生物群还包括防止受试者中不健康肠道微生物群的发展。在优选的实施方案中，受试者的微生物群在微生物群落成员的相对丰度和/或由pul编码的蛋白质或碳水化合物活性酶家族成员的表达方面发生变化，例如如实施例中详述的那样。[0235]“改善受试者的健康”是指以某种方式改变受试者健康的一个或多个方面接近具有类似环境暴露（如地理、饮食和年龄）的健康受试者。受试者健康的改善方面可以是体重管理、慢性炎症、心血管健康、饱腹感和/或葡萄糖代谢方面的改善。体重管理方面的可测量改善的非限制性实例可以是总体重减轻、bmi降低、体重增加的减少、脂肪量增加的减少、瘦体重增加、腰围降低、腰臀比降低、脂联素水平提高、瘦素水平提高、抵抗素水平降低或其任意组合。慢性炎症方面的可测量改善的非限制性实例包括选自ccl3、crp、spp1、f2、f3、vegfa、pdgfrb、efna5、epha1、epha2、il-6、il-8、il-1b、il-1r1、il-12、il-17、il-18、tnf-α、nf-kb、ifn-γ和神经酰胺的一种或多种血浆蛋白质的降低。心血管健康方面的可测量改善的非限制性实例包括选自c3、c1r、c4a/c4b、f3、serpine1、masp1、pdgfra、icam-1、vcam-1、mcp-1、pai-1、p-选择素、血栓素-a2、f2a-异前列腺素、tbars、mda的一种或多种血浆蛋白质的降低；以及ldl-胆固醇、hdl-胆固醇、总胆固醇、氧化型ldl、甘油三酯、血小板凝集和血液凝固的变化。葡萄糖代谢方面可测量改善的非限制性实例包括空腹血糖、餐后血糖、空腹胰岛素、餐后血糖、homair、hba1c、糖化白蛋白、果糖胺、胰高血糖素、qiucki、isi、gip和glp-1的变化。饱腹感方面的可测量改善的非限制性实例包括agrp、食欲vas评分、食品摄入、glp-1、pyy、gip、胃饥饿素、胆囊收缩素和瘦素方面的改善。在一些实例中，受试者健康的改善方面可以是总体重降低、bmi降低、体重增加减少、脂肪量增加减少、粪便中琥珀酸盐水平的提高、血清胆固醇减少、胰岛素敏感性提高、炎症血浆标志物减少、健康差异性血浆蛋白质的相对丰度改善和/或肠道屏障功能的生物标志物/介质的改善。[0236]在一个特定实施方案中，本公开提供了一种降低用西方饮食的受试者的体重增加的方法，该方法包括向受试者施用一种组合物，所述组合物包含至少15重量%的一种或多种豌豆纤维制剂或其聚糖等效物；和至少一种附加的纤维制剂，所述附加的纤维制剂选自（i）0重量%至28重量%（含端点）的一种或多种高分子量菊粉制剂或其聚糖等效物；（ii）0重量%至10重量%（含端点）的一种或多种柑橘果胶制剂或其聚糖等效物；（iii）0重量%至25重量%（含端点）的一种或多种柑橘纤维制剂或其聚糖等效物；或（iv）0重量%至45重量%（含端点）的一种或多种大麦纤维制剂或其聚糖等效物，其中施用为每天至少一次，结合西方饮食，持续至少5天，当针对未施用所述组合物的具有相同饮食的类似受试者群体测量体重增加时。[0237]在另一特定实施方案中，本公开提供了一种降低受试者中涉及炎症的一种或多种血浆蛋白质的丰度的方法，该方法包括每天至少一次持续至少五天向受试者施用一种组合物，所述组合物包含至少15重量%的一种或多种豌豆纤维制剂或其聚糖等效物；和至少一种附加的纤维制剂，所述附加的纤维制剂选自（i）0重量%至28重量%（含端点）的一种或多种高分子量菊粉制剂或其聚糖等效物；（ii）0重量%至10重量%（含端点）的一种或多种柑橘果胶制剂或其聚糖等效物；（iii）0重量%至25重量%（含端点）的一种或多种柑橘纤维制剂或其聚糖等效物；或（iv）0重量%至45重量%（含端点）的一种或多种大麦纤维制剂或其聚糖等效物，其中所述一种或多种蛋白质选自ccl3、crp、spp1、f2、f3、vegfa、pdgfrb、efna5、epha1、epha2和il1r1。[0238]在另一特定实施方案中，本公开提供了一种在受试者中治疗炎症的方法，该方法包括通过每天至少一次持续至少五天向受试者施用一种组合物来降低涉及炎症的一种或多种血浆蛋白质的丰度，所述组合物包含至少15重量%的一种或多种豌豆纤维制剂或其聚糖等效物；和至少一种附加的纤维制剂，所述附加的纤维制剂选自（i）0重量%至28重量%（含端点）的一种或多种高分子量菊粉制剂或其聚糖等效物；（ii）0重量%至10重量%（含端点）的一种或多种柑橘果胶制剂或其聚糖等效物；（iii）0重量%至25重量%（含端点）的一种或多种柑橘纤维制剂或其聚糖等效物；或（iv）0重量%至45重量%（含端点）的一种或多种大麦纤维制剂或其聚糖等效物，其中所述一种或多种蛋白质选自ccl3、crp、spp1、f2、f3、vegfa、pdgfrb、efna5、epha1、epha2和il1r1。[0239]在另一特定实施方案中，本公开提供了一种提高肠道微生物群中一种或多种碳水化合物活性酶家族的表现的方法，其中一种或多种碳水化合物活性酶家族选自gh43_33、gh116、gh147、gh108和gh99活性，该方法包括每天至少一次持续至少五天向受试者施用一种组合物，所述组合物包含至少15重量%的一种或多种豌豆纤维制剂或其聚糖等效物；和至少一种附加的纤维制剂，所述附加的纤维制剂选自（i）0重量%至28重量%（含端点）的一种或多种高分子量菊粉制剂或其聚糖等效物；（ii）0重量%至10重量%（含端点）的一种或多种柑橘果胶制剂或其聚糖等效物；（iii）0重量%至25重量%（含端点）的一种或多种柑橘纤维制剂或其聚糖等效物；或（iv）0重量%至45重量%（含端点）的一种或多种大麦纤维制剂或其聚糖等效物。[0240]在另一特定实施方案中，本公开提供了一种降低受试者中涉及血小板活化和血液凝固的一种或多种血浆蛋白质的丰度的方法，该方法包括每天至少一次持续至少五天向受试者施用一种组合物，所述组合物包含至少15重量%的一种或多种豌豆纤维制剂或其聚糖等效物；和至少一种附加的纤维制剂，所述附加的纤维制剂选自（i）0重量%至28重量%（含端点）的一种或多种高分子量菊粉制剂或其聚糖等效物；（ii）0重量%至10重量%（含端点）的一种或多种柑橘果胶制剂或其聚糖等效物；（iii）0重量%至25重量%（含端点）的一种或多种柑橘纤维制剂或其聚糖等效物；或（iv）0重量%至45重量%（含端点）的一种或多种大麦纤维制剂或其聚糖等效物，其中一种或多种血浆蛋白质选自c3、c1r、c4a/c4b、f3、serpine1、masp1和pdgfra。[0241]在另一特定实施方案中，本公开提供了一种降低受试者中刺激食欲的刺鼠相关蛋白质（agrp）的丰度的方法，该方法包括每天至少一次并持续至少五天向受试者施用一种组合物，所述组合物包含至少15重量%的一种或多种豌豆纤维制剂或其聚糖等效物；和至少一种附加的纤维制剂，所述附加的纤维制剂选自（i）0重量%至28重量%（含端点）的一种或多种高分子量菊粉制剂或其聚糖等效物；（ii）0重量%至10重量%（含端点）的一种或多种柑橘果胶制剂或其聚糖等效物；（iii）0重量%至25重量%（含端点）的一种或多种柑橘纤维制剂或其聚糖等效物；或（iv）0重量%至45重量%（含端点）的一种或多种大麦纤维制剂或其聚糖等效物。[0242]在另一特定实施方案中，本公开提供了一种降低与炎症和心血管疾病相关的一种或多种血浆蛋白质的丰度的方法，其中蛋白质选自ccl3和crp，该方法包括每天至少一次持续至少五天向受试者施用一种组合物，所述组合物包含至少15重量%的一种或多种豌豆纤维制剂或其聚糖等效物；和至少一种附加的纤维制剂，所述附加的纤维制剂选自（i）0重量%至28重量%（含端点）的一种或多种高分子量菊粉制剂或其聚糖等效物；（ii）0重量%至10重量%（含端点）的一种或多种柑橘果胶制剂或其聚糖等效物；（iii）0重量%至25重量%（含端点）的一种或多种柑橘纤维制剂或其聚糖等效物；或（iv）0重量%至45重量%（含端点）的一种或多种大麦纤维制剂或其聚糖等效物。[0243]在上述实施方案的每一个中，组合物可包含（i）大约25重量%至大约40重量%的一种或多种豌豆纤维制剂或其聚糖等效物、大约5重量%至大约15重量%的一种或多种柑橘纤维制剂或其聚糖等效物、大约30重量%至大约40重量%的高分子量菊粉制剂或其聚糖等效物、大约10重量%至大约30重量%的大麦纤维制剂或其聚糖等效物；或（ii）大约30重量%至大约40重量%的一种或多种豌豆纤维制剂或其聚糖等效物、大约10重量%至大约20重量%的一种或多种柑橘纤维制剂或其聚糖等效物、大约30重量%至大约40重量%的高分子量菊粉制剂或其聚糖等效物、大约15重量%至大约25重量%的大麦纤维制剂或其聚糖等效物；或（iii）大约55重量%至大约65重量%的一种或多种豌豆纤维制剂或其聚糖等效物和大约30重量%至大约40重量%的高分子量菊粉制剂或其聚糖等效物；或（iv）大约60重量%至大约70重量%的一种或多种豌豆纤维制剂或其聚糖等效物和大约30重量%至大约40重量%的高分子量菊粉制剂或其聚糖等效物；或（v）大约60重量%至大约65重量%的一种或多种豌豆纤维制剂或其聚糖等效物和大约35重量%至大约40重量%的高分子量菊粉制剂或其聚糖等效物。[0244]在上述实施方案的每一个中，豌豆纤维制剂可具有基本类似于表a或表g的豌豆纤维制剂的组成，和/或基本类似于表b或表g的豌豆纤维制剂的单糖含量，和任选地基本类似于表c1或表c2的豌豆纤维制剂的糖基键；高分子量菊粉制剂具有基本类似于表a或表g的高分子量菊粉制剂的组成；大麦纤维制剂具有基本类似于表a或表g的大麦纤维制剂的组成，和/或基本类似于表b或表g的大麦纤维制剂的单糖含量，和任选地基本类似于表e的大麦纤维制剂的糖基键；柑橘纤维制剂具有基本类似于表a或表g的柑橘纤维制剂的组成，和/或基本类似于表b或表g的柑橘纤维制剂的单糖含量，和任选地基本类似于表f1或表f2的柑橘纤维制剂的糖基键。[0245]在上述实施方案的每一个中，组合物可作为食品组合物的一部分施用。或者，每种包含组合物的纤维制剂可以是食品组合物中的单独成分，并且食品组合物施用于受试者。施用的持续时间可根据多种因素而变，包括失修的严重程度（serverityofdisrepair）和/或受试者的健康。通常，施用持续时间可为至少一周、至少两周、至少三周、或至少四周。在一些实例中，组合物可施用大约1个月、大约2个月、大约3个月、大约4个月或更久。在一些实例中，组合物或食品组合物可施用大约6个月、大约12个月或更久。在一些实例中，组合物或食品组合物可施用大约1个月至大约6个月。在一些实例中，组合物或食品组合物可施用大约6个月至大约12个月。[0246]在上述实施方案的一部分中，受试者是希望促进健康肠道微生物群的健康受试者（例如健康的bmi、充足的膳食纤维摄入、没有慢性或急性疾病等等）。[0247]在上述实施方案的一部分中，受试者具有富含饱和脂肪和/或贫含水果和蔬菜的饮食、总膳食纤维摄入小于每天30克、总膳食纤维摄入小于每天25克、总膳食纤维摄入小于每天20克、总膳食纤维摄入小于每天15克、总膳食纤维摄入小于每天10克、bmi为25或更高，或其任意组合。[0248]在上述实施方案的一部分中，受试者可患有胰岛素不敏感、胰岛素抵抗、i型糖尿病、ii型糖尿病、全身炎症、慢性炎症性疾病、心脏病、心血管疾病、高胆固醇、高血压或其任意组合。在一些实施方案中，受试者可能具有提高的发生胰岛素不敏感、胰岛素抵抗、i型糖尿病、ii型糖尿病、全身炎症、慢性炎症性疾病、心脏病、心血管疾病、高胆固醇、高血压或其任意组合的风险，无论是由于家族史还是生活方式。[0249]在上述实施方案的一部分中，受试者易于患有肠道微生物群失修。与参考健康受试者相比，易于患有肠道微生物群失修的受试者在肠道微生物群健康量度方面可能具有或可能不具有可测量的变化，并且不需要证实受试者的肠道微生物群的健康状况。易于患有肠道微生物群失修的受试者包括但不限于以下受试者，其饮食富含饱和脂肪和/或贫含水果和蔬菜、总膳食纤维摄入小于每天30克、总膳食纤维摄入小于每天25克、总膳食纤维摄入小于每天20克、总膳食纤维摄入小于每天15克、总膳食纤维摄入小于每天10克、bmi为25或更高、胰岛素不敏感、胰岛素抵抗、i型糖尿病、ii型糖尿病、全身炎症或慢性炎症性疾病、心脏病、心血管疾病、高胆固醇、高血压或其任意组合。[0250]在上述实施方案的一部分中，受试者患有肠道微生物群失修。在进一步的实施方案中，受试者具有小于每天30克的总膳食纤维摄入、小于每天25克的总膳食纤维摄入、小于每天20克的总膳食纤维摄入、小于每天15克的总膳食纤维摄入、小于每天10克的总膳食纤维摄入、25或更大的bmi、胰岛素不敏感、胰岛素抵抗、i型糖尿病、ii型糖尿病、全身炎症或慢性炎症性疾病、心脏病、高胆固醇、高血压或其任意组合。[0251]在上述实施方案的一部分中，受试者超重或肥胖（例如由对于受试者的年龄、性别和/或种族而言正常范围之外的bmi所限定）。在上述实施方案的一部分中，受试者通常消耗总膳食纤维低（例如每天小于大约25克）的饮食。在上述实施方案的一部分中，受试者通常消耗西方饮食。示例性的西方饮食是实施例中详细描述的hisf/lofv饮食（适于动物）及其人类等效物。[0252]编号实施方案1．包含多种纤维制剂的组合物，每种纤维制剂独立地选自大麦纤维制剂、柑橘纤维制剂、柑橘果胶制剂、高分子量菊粉制剂、豌豆纤维制剂和甜菜纤维制剂，其中多种纤维制剂为该组合物的至少95重量%。[0253]2．实施方案1的组合物，其中该组合物以不超过10重量%的量包含一种或多种柑橘果胶制剂。[0254]3．实施方案1的组合物，其中该组合物以不超过25重量%的量包含一种或多种柑橘纤维制剂。[0255]4．实施方案1的组合物，其中该组合物包含至少15重量%的一种或多种豌豆纤维制剂。[0256]5．实施方案1的组合物，其中该组合物包含至少28重量%的一种或多种高分子量菊粉制剂。[0257]6．实施方案1的组合物，其中该组合物以不超过45重量%的量包含一种或多种大麦纤维制剂。[0258]7．实施方案1的组合物，其中该组合物包含至少15重量%的一种或多种甜菜纤维制剂。[0259]8．实施方案1的组合物，其中该组合物包含（a）至少15重量%的一种或多种豌豆纤维制剂和至少28重量%的一种或多种高分子量菊粉制剂；（b）柑橘果胶制剂的总量不超过10重量%，（c）柑橘纤维制剂的总量不超过25重量%，和（d）大麦纤维制剂的总量不超过45重量%。[0260]9．实施方案1的组合物，其中该组合物包含至少15重量%的一种或多种甜菜纤维制剂和至少28重量%的一种或多种高分子量菊粉制剂；柑橘果胶制剂的总量不超过10重量%，柑橘纤维制剂的总量不超过25重量%，且大麦纤维制剂的总量不超过45重量%。[0261]10．一种组合物，包含至少15重量%的一种或多种豌豆纤维制剂或其聚糖等效物；和至少一种附加的纤维制剂，所述附加的纤维制剂选自（i）至少28重量%的一种或多种高分子量菊粉制剂或其聚糖等效物，（ii）10重量%或更少的一种或多种柑橘果胶制剂或其聚糖等效物，（iii）25重量%或更少的一种或多种柑橘纤维制剂或其聚糖等效物，或（iv）45重量%或更少的一种或多种大麦纤维制剂或其聚糖等效物。[0262]11．实施方案10的组合物，其中存在至少28重量%的一种或多种豌豆纤维制剂或其聚糖等效物。[0263]12．实施方案10的组合物，其中存在至少30重量%的一种或多种豌豆纤维制剂或其聚糖等效物；并且存在至少30重量%的一种或多种高分子量菊粉制剂或其聚糖等效物。[0264]13．实施方案10-12任一项的组合物，其中存在小于1重量%的一种或多种柑橘果胶制剂或其聚糖等效物。[0265]14．实施方案10-12任一项的组合物，其中不存在柑橘果胶制剂或其聚糖等效物。[0266]15．实施方案10-14任一项的组合物，其中存在15重量%或更少的一种或多种柑橘纤维制剂或其聚糖等效物。[0267]16．实施方案15的组合物，其中存在12重量%或更少的一种或多种柑橘纤维制剂或其聚糖等效物。[0268]17．实施方案10-16任一项的组合物，其中存在25重量%或更少的一种或多种大麦纤维制剂或其聚糖等效物。[0269]18．实施方案17的组合物，其中存在25重量%或更少的一种或多种大麦纤维制剂或其聚糖等效物。[0270]19．一种组合物，包含大约35重量%的一种或多种豌豆纤维制剂或其聚糖等效物、大约10重量%的一种或多种柑橘纤维制剂或其聚糖等效物、大约35重量%的一种或多种高分子量菊粉制剂或其聚糖等效物、和大约20重量%的一种或多种大麦纤维制剂或其聚糖等效物；并且其中该一种或多种豌豆纤维制剂、一种或多种柑橘纤维制剂、一种或多种高分子量菊粉制剂和一种或多种大麦纤维制剂为该组合物的至少95重量%。[0271]20．一种组合物，包含大约30-40重量%的一种或多种豌豆纤维制剂或其聚糖等效物、大约9-11重量%的一种或多种柑橘纤维制剂或其聚糖等效物、大约30-40重量%的一种或多种高分子量菊粉或其聚糖等效物、和大约18-22重量%的一种或多种大麦纤维制剂或其聚糖等效物；并且其中一种或多种豌豆纤维制剂、一种或多种柑橘纤维制剂、一种或多种高分子量菊粉制剂和一种或多种大麦纤维制剂为组合物的至少95重量%。[0272]21．一种组合物，包含大约30-35重量%的一种或多种豌豆纤维制剂或其聚糖等效物、大约9-11重量%的一种或多种柑橘纤维制剂或其聚糖等效物、大约35-40重量%的一种或多种高分子量菊粉制剂或其聚糖等效物、和大约18-22重量%的一种或多种大麦麸制剂或其聚糖等效物；并且其中一种或多种豌豆纤维制剂、一种或多种柑橘纤维制剂、一种或多种高分子量菊粉制剂和一种或多种大麦纤维制剂为组合物的至少95重量%。[0273]22．一种组合物，包含大约33重量%的一种或多种豌豆纤维制剂或其聚糖等效物、大约11重量%的一种或多种柑橘纤维制剂或其聚糖等效物、大约36重量%的一种或多种高分子量菊粉制剂或其聚糖等效物、和大约20重量%的一种或多种大麦纤维制剂或其聚糖等效物；并且其中一种或多种豌豆纤维制剂、一种或多种柑橘纤维制剂、一种或多种高分子量菊粉制剂和一种或多种大麦纤维制剂为一种或多种组合物的至少95重量%。[0274]23．一种组合物，包含大约65重量%的豌豆纤维或其聚糖等效物，和大约35重量%的高分子量菊粉或其聚糖等效物；并且其中一种或多种豌豆纤维制剂与一种或多种高分子量菊粉制剂为组合物的至少95重量%。[0275]24．一种食品，包含前述权利要求任一项的组合物。[0276]25．烘焙、压制或膨化的食品，包含实施方案1至23任一项的组合物。[0277]26．实施方案24或25的食品，其中组合物的量为食品的大约40重量%至大约50重量%。[0278]27．实施方案26的食品，其中组合物的量为食品的大约45重量%至大约50重量%。[0279]28．实施方案24、25、26或27的食品，其中组合物提供食品中总膳食纤维的大约90%或更多。[0280]29．实施方案28的食品，其中膳食纤维共混物提供组合物中总膳食纤维的大约95%或更多。[0281]30．实施方案29的食品，其中膳食纤维共混物提供组合物中总膳食纤维的大约98%或更多。[0282]31．压制、膨化或烘焙的食品，该食品包含大约40重量%至大约95重量%的纤维制剂组合物，该纤维制剂组合物包含（a）大约25重量%至大约40重量%的一种或多种豌豆纤维制剂或其聚糖等效物；大约5重量%至大约15重量%的一种或多种柑橘纤维制剂或其聚糖等效物；大约30重量%至大约40重量%的一种或多种高分子量菊粉制剂或其聚糖等效物；和大约10重量%至大约30重量%的一种或多种大麦纤维制剂或其聚糖等效物；或（b）大约55重量%至大约65重量%的一种或多种豌豆纤维制剂或其聚糖等效物；和大约30重量%至大约40重量%的一种或多种高分子量菊粉制剂或其聚糖等效物；其中30克一份的食品具有至少6克的总膳食纤维；并且其中当受试者每天至少一次消耗食品持续至少7天时，食品影响受试者的肠道微生物群的纤维降解能力的提高和/或受试者的健康的改善。[0283]32．实施方案31的食品，其中纤维制剂组合物提供食品中总膳食纤维的大约90%或更多。[0284]33．实施方案31的食品，其中纤维制剂组合物提供组合物中总膳食纤维的大约95%或更多。[0285]34．实施方案31的食品，其中纤维制剂组合物提供食品中总膳食纤维的大约98%或更多。[0286]35．实施方案31至34任一项的食品，其中纤维制剂组合物包含（i）大约30重量%至大约35重量%的一种或多种豌豆纤维制剂或其聚糖等效物，（ii）大约9重量%至大约11重量%的一种或多种柑橘纤维制剂或其聚糖等效物，（iii）大约35重量%至大约40重量%的一种或多种高分子量菊粉制剂或其聚糖等效物，和大约18重量%至大约22重量%的一种或多种大麦纤维制剂或其聚糖等效物；并且其中一种或多种豌豆纤维制剂、一种或多种柑橘纤维制剂、一种或多种高分子量菊粉制剂和一种或多种大麦纤维制剂为该组合物的至少95重量%。[0287]36．实施方案31至34任一项的食品，其中纤维制剂组合物包含大约33重量%的一种或多种豌豆纤维制剂或其聚糖等效物、大约11重量%的一种或多种柑橘纤维制剂或其聚糖等效物、大约36重量%的一种或多种高分子量菊粉制剂或其聚糖等效物、和大约20重量%的一种或多种大麦纤维制剂或其聚糖等效物；并且其中一种或多种豌豆纤维制剂、一种或多种柑橘纤维制剂、一种或多种高分子量菊粉制剂和一种或多种大麦纤维制剂为该组合物的至少95重量%。[0288]37．实施方案31至34任一项的食品，其中纤维制剂组合物包含大约30重量%至大约35重量%的一种或多种豌豆纤维制剂、大约9重量%至大约11重量%的一种或多种柑橘纤维制剂、大约35重量%至大约40重量%的一种或多种高分子量菊粉制剂和大约18-22重量%的一种或多种大麦纤维制剂；并且其中一种或多种豌豆纤维制剂、一种或多种柑橘纤维制剂、一种或多种高分子量菊粉制剂和一种或多种大麦纤维制剂为组合物的至少95重量%。[0289]38．实施方案31至34任一项的食品，其中纤维制剂组合物包含大约33重量%的一种或多种豌豆纤维制剂、大约11重量%的一种或多种柑橘纤维制剂、大约36重量%的一种或多种高分子量菊粉制剂和大约20重量%的一种或多种大麦纤维制剂；并且其中一种或多种豌豆纤维制剂、一种或多种柑橘纤维制剂、一种或多种高分子量菊粉制剂和一种或多种大麦纤维制剂为组合物的至少95重量%。[0290]39．实施方案31至34任一项的食品，其中纤维制剂组合物包含大约60重量%至大约65重量%的一种或多种豌豆纤维制剂或其聚糖等效物；和大约30重量%至大约35重量%的一种或多种高分子量菊粉制剂或其聚糖等效物；并且其中一种或多种豌豆纤维制剂、一种或多种柑橘纤维制剂、一种或多种高分子量菊粉制剂和一种或多种大麦纤维制剂为组合物的至少95重量%。[0291]40．实施方案31至34任一项的食品，其中纤维制剂组合物包含大约65重量%的一种或多种豌豆纤维制剂或其聚糖等效物；和大约35重量%的一种或多种高分子量菊粉制剂或其聚糖等效物。[0292]41．实施方案31至34任一项的食品，其中纤维制剂组合物包含大约60重量%至大约65重量%的一种或多种豌豆纤维制剂；和大约30重量%至大约35重量%的一种或多种高分子量菊粉制剂；并且其中一种或多种豌豆纤维制剂、一种或多种柑橘纤维制剂、一种或多种高分子量菊粉制剂和一种或多种大麦纤维制剂为该组合物的至少95重量%。[0293]42．实施方案31至34任一项的食品，其中纤维制剂组合物包含大约65重量%的一种或多种豌豆纤维制剂和大约35重量%的一种或多种高分子量菊粉制剂；并且其中一种或多种豌豆纤维制剂、一种或多种柑橘纤维制剂、一种或多种高分子量菊粉制剂和一种或多种大麦纤维制剂为组合物的至少95重量%。[0294]43．实施方案24至42任一项的食品，其中食品进一步包含一种或多种面粉、一种或多种粗粉、一种或多种油、一种或多种脂肪、夹杂物、一种或多种甜味剂、一种或多种淀粉、一种或多种盐、一种或多种乳化剂、一种或多种膨松剂、一种或多种防腐剂或其组合。[0295]44．实施方案43的食品，其中食品以食品的大约10重量%至大约60重量%的量包含一种或多种面粉和/或粗粉。[0296]45．实施方案44的食品，其中一种或多种面粉选自小麦面粉、米粉、玉米粉或其任意组合。[0297]46．实施方案43至45任一项的食品，其中该食品以该食品的大约0.005重量%至大约40重量%的量包含一种或多种甜味剂。[0298]47．实施方案46的食品，其中一种或多种甜味剂是糖。[0299]48．实施方案43至47任一项的食品，其中食品以食品的大约0.5重量%至大约5重量%的量包含一种或多种盐。[0300]49．实施方案48的食品，其中一种或多种盐是氯化钠。[0301]50．实施方案43至49任一项的食品，其中食品以食品的大约0.1重量%至大约2重量%的量包含一种或多种乳化剂。[0302]51．实施方案50的食品，其中一种或多种乳化剂选自甘油单硬脂酸酯、卵磷脂、聚山梨醇酯或其它甘油单酯或甘油二酯。[0303]52．实施方案43至49任一项的食品，其中食品以食品的大约0.1重量%至大约5重量%的量包含一种或多种膨松剂。[0304]53．实施方案52的食品，其中一种或多种膨松剂选自碳酸氢钠、磷酸二氢钙、或碳酸钙、碳酸氢铵、一水合磷酸二氢钙、酸式焦磷酸钠、磷酸铝钠、有机酸和酵母。[0305]54．实施方案43至54任一项的食品，其中食品进一步包含颜色添加剂、香料、增味剂、稳定剂、湿润剂、硬化剂、酶、益生菌、调味品、粘结剂、水果、蔬菜、谷物、维生素、矿物质或其组合。[0306]55．实施方案43至54任一项的食品，其中食品是烘焙的食品，其在30克一份中具有大约6克至大约10克的纤维。[0307]56．实施方案55的烘焙的食品，其中烘焙的食品在30克一份中具有大约6克的纤维。[0308]57．实施方案55的烘焙的食品，其中烘焙的食品在30克一份中具有大约10克的纤维。[0309]58．实施方案55至57任一项的烘焙的食品，其中烘焙的食品是饼干、曲奇、蛋糕、棒、面包或松饼。[0310]59．实施方案43至54任一项的食品，其中食品是膨化食品，其在30克一份中具有大约6克至大约10克的纤维。[0311]60．实施方案59的膨化食品，其中膨化食品在30克一份中具有大约6克的纤维。[0312]61．实施方案59的膨化食品，其中膨化食品在30克一份中具有大约10克的纤维。[0313]62．实施方案59至61任一项的膨化食品，其中膨化食品是膨化枕形物或任何其它膨化形状。[0314]63．用于实施方案1至62任一项的豌豆纤维制剂，其中该豌豆纤维制剂中总膳食纤维的大约55重量%至大约65重量%是不溶性膳食纤维，和/或豌豆纤维制剂中总膳食纤维的大约60重量%至大约70重量%是高分子量膳食纤维。[0315]64．实施方案63的豌豆纤维制剂，其中豌豆纤维制剂具有基本类似于表b的制剂的单糖含量。[0316]65．实施方案63或64的豌豆纤维制剂，其中豌豆纤维制剂具有基本类似于表d、表13、表14、表16或表17的制剂的糖苷键。[0317]66．实施方案63、64或65的豌豆纤维制剂，其中豌豆纤维制剂包含式（i）的阿拉伯聚糖其中a为大约0.1至大约0.3，b为大约0.4至大约0.6，c为大约0.1至大约0.4，d为大约0.04至大约0.06；并且其中r1和r2各自独立地选自h、糖基、糖部分（改性或未改性）、寡糖（支化或未支化）或多糖（支化或未支化），以及含有半乳糖醛酸、半乳糖和鼠李糖的多糖。[0318]67．用于实施方案1至62任一项的豌豆纤维制剂的聚糖等效物，其中聚糖等效物是实施方案63至66任一项的豌豆纤维制剂的组合聚糖等效物。[0319]68．用于实施方案1至62任一项的豌豆纤维制剂的聚糖等效物，其中聚糖等效物是实施方案63至66任一项的豌豆纤维制剂的功能聚糖等效物。[0320]69．用于实施方案1至62任一项的柑橘纤维制剂，其中该柑橘纤维制剂中总膳食纤维的大约30重量%至大约40重量%是不溶性膳食纤维，和/或柑橘纤维制剂中总膳食纤维的大约65重量%至大约75重量%是高分子量膳食纤维。[0321]70．实施方案69的柑橘纤维制剂，其中柑橘纤维制剂具有基本类似于表b的制剂的单糖含量。[0322]71．实施方案69或70的柑橘纤维制剂，其中柑橘纤维制剂具有基本类似于表f的制剂的糖苷键。[0323]72．用于实施方案1至62任一项的柑橘果胶制剂，其中柑橘果胶制剂中总膳食纤维的大约1重量%至大约10重量%是不溶性膳食纤维，和/或柑橘果胶制剂中总膳食纤维的大约85重量%至大约95重量%是高分子量膳食纤维。[0324]73．实施方案72的柑橘果胶制剂，其中柑橘果胶制剂具有基本类似于表b的柑橘果胶制剂的单糖含量。[0325]74．实施方案72或73的柑橘果胶制剂，其中柑橘果胶制剂具有基本类似于表d中例举的制剂的糖苷键。[0326]75．用于实施方案1至62任一项的大麦纤维制剂，其中该大麦纤维制剂中总膳食纤维的大约5重量%至大约15重量%是不溶性膳食纤维，和/或大麦纤维制剂中总膳食纤维的大约40重量%至大约45重量%是高分子量膳食纤维。[0327]76．实施方案75的大麦纤维制剂，其中大麦纤维制剂具有基本类似于表b的制剂的单糖含量。[0328]77．实施方案75或76的大麦纤维制剂，其中大麦纤维制剂具有基本类似于表e中例举的制剂的糖苷键。[0329]78．用于实施方案1至62任一项的高分子量菊粉制剂，其中该高分子量菊粉制剂中的总膳食纤维为大约85重量%至大约99重量%。[0330]79．实施方案78的高分子量菊粉制剂，其中高分子量菊粉制剂具有大于5的聚合度。[0331]80．用于实施方案1至62任一项的甜菜纤维制剂，其中甜菜纤维制剂中总膳食纤维reid,g.,knight,r.,manjurano,a.,changalucha,j.,dominguez-bello,m.g.,leach,j.等人(2018).linksbetweenenvironment,diet,andthehunter-gatherermicrobiome.gutmicrobes,1-12.glabe,c.g.,harty,p.k.，和rosen,s.d.(1983)preparationandpropertiesoffluorescentpolysaccharides.analyticalbiochemistry130,287-294.glenwright,a.j.,pothula,k.r.,bhamidimarri,s.p.,chorev,d.s.,basle,a.,firbank,s.j.,zheng,h.,robinson,c.v.,winterhalter,m.,kleinekathofer,u.,bolam,d.n.等人(2017).structuralbasisfornutrientacquisitionbydominantmembersofthehumangutmicrobiota.nature541,407-411.goodman,a.l.,mcnulty,n.p.,zhao,y.,leip,d.,mitra,r.d.,lozupone,c.a.,knight,r.，和gordon,j.i.(2009).identifyinggeneticdeterminantsneededtoestablishahumangutsymbiontinitshabitat.cellhost&microbe6,279-289.hibberd,m.c.,wu,m.,rodionov,d.a.,li,x.,cheng,j.,griffin,n.w.,barratt,m.j.,giannone,r.j.,hettich,r.l.,osterman,a.l.等人(2017).theeffectsofmicronutrientdeficienciesonbacterialspeciesfromthehumangutmicrobiota.scitranslmed9.hibbing,m.e.,fuqua,c.,parsek,m.r.，和peterson,s.b.(2010).bacterialcompetition:survivingandthrivinginthemicrobialjungle.naturereviewsmicrobiology8,15-25.koniev,o.，和wagner,a.(2015)developmentsandrecentadvancementsinthefieldofendogenousaminoacidselectivebondformingreactionsforbioconjugation.chemsocrev44,5495-5551.kotarski,s.f.，和salyers,a.a.(1984).isolationandcharacterizationofoutermembranesofbacteroidestheta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8-632c）中。取另一等分试样以验证每个样品中珠粒的最终数量。单糖标准品包含在单独的孔中，并与其它样品平行地施以水解方案。用teflon衬里的硅酮盖（thermofisher）压接小瓶，并在100℃在摇动下温育2小时。随后冷却小瓶，旋转以沉淀珠粒，并除去它们的盖。收集上清液的180μl等分试样并转移到新的300μl玻璃小瓶中。将样品在speedvac中干燥4小时，在20μlo-甲氧基胺（15mg/ml吡啶）中在37℃下甲氧基化（methoximated）15小时，随后在20μlmstfa/tmcs[n-甲基-n-三甲基甲硅烷基三氟乙酰胺/2,2,2-三氟-n-甲基-n-(三甲基甲硅烷基)-乙酰胺，三甲基氯硅烷]（thermofisher）中在70℃下三甲基甲硅烷基化1小时。在将用于注射的样品装载到耦合到5977bms检测器（agilent）上的7890b气相色谱系统上之前，添加一半体积的庚烷（20μl）。使用单糖标准曲线确定在分选珠粒的每个样品中检测到的每种单糖的质量。随后将该质量除以每个样品中的最终珠粒计数，以产生每个珠粒的可回收单糖质量的测量值。[0345]表1：小麦阿拉伯木聚糖珠粒和豌豆纤维珠粒的单糖分析[0346]实施例2ꢀ‑ꢀ靶向特定人类肠道微生物的纤维制剂的体内筛选在本研究中，我们描述了一种用于鉴定纤维及其生物活性组分的体内方法，所述纤维及其生物活性组分选择性提高了一组人肠道拟杆菌属的适应度，以及当遇到这些营养源和彼此相遇时这些生物体所采用的不同机制。针对基于纤维的操作的细菌来源于我们先前对孪生子肥胖稳定不一致的研究（ridaura等人,2013）。来自这些孪生子对的粪便微生物群将不一致的肥胖症和代谢功能障碍表型传递给受体无菌小鼠。在共同饲养的小鼠接受来自瘦（ln）或胖（ob）同卵孪生子的微生物群落后不久，共同饲养的小鼠得以预防ob供体微生物群的受体发生肥胖和相关的代谢异常。对它们的肠道群落的分析揭示了来自ln的拟杆菌属物种侵入ob微生物群，特别是多形拟杆菌、普通拟杆菌、粪拟杆菌和解纤维素拟杆菌，与保护免受在共同饲养的ob-ob对照物中发展的增加的肥胖症和代谢表型相关。侵入是饮食依赖性的，当动物消耗设计为代表在美国的低于三分之一（tertile）饱和脂肪消耗和高于三分之一水果与蔬菜（高纤维）消耗的人类饮食时发生，而非在当它们消耗代表高于三分之一的饱和脂肪消耗和低于三分之一的水果与蔬菜消耗的饮食时发生（ridaura等人,2013）。在此，我们鉴定了膳食纤维制剂和组成生物活性组分，其在高饱和脂肪酸-低水果和蔬菜（hisf-lofv）饮食背景下提高了这些靶向的拟杆菌属（多形拟杆菌、普通拟杆菌、粪拟杆菌和/或解纤维素拟杆菌）在体内的适应度。为此，我们首先用已测序菌株的限定聚生体定殖无菌小鼠，所述菌株由肥胖不一致的孪生子对中的ln供体培养。给小鼠喂食144种不同的饮食，所述饮食通过用不同浓度的不同组合的34种不同的食品级纤维制剂补充hisf-lofv制剂而产生。装备了含有靶向的拟杆菌属物种的聚生体，各自为数万个转座子（tn）突变株文库的形式，并采用高分辨率质谱法，我们随后表征了单调喂食所选纤维制剂对群落表达蛋白质组和对tn突变体的适应度的影响。通过鉴定多糖加工基因（其表达提高并且作为关键的适应度决定因子起作用），我们推断纤维制剂的哪些组分是生物活性的。对缺少一种或多种拟杆菌属的完整群落和衍生物的时间序列蛋白质组学的分析揭示了营养物收获策略，其导致并减轻了纤维组分的种间竞争。最后，将涂布有膳食多糖的人工食品粒子施用于具有故意变化的群落成员身份的悉生小鼠进一步建立了单个拟杆菌属物种对体内聚糖加工的贡献。[0347]图1a中显示了用于筛选34种食品级纤维的实验设计的示意图。总计进行了三个独立的实验以完成这些纤维制剂对群落结构的影响的分析。这些纤维获自不同的植物来源，包括水果、蔬菜、豆类、含油种子和谷类。每个实验测试10至13种不同的纤维（表2）。用由单一ln同卵孪生子供体培养的已测序菌株的20个成员的聚生体定殖每只小鼠。每只动物每周接受不同的补充纤维的饮食，总计持续四周。受试的144种独特饮食的每一种含有以8%（w/w）的浓度存在的一种纤维类型和以2%存在的另一种纤维类型。这两种浓度系统配对（方法）以使受试纤维制剂的数量最大化（图1a）。此外，在饮食变动过程中纤维类型以变化的顺序存在，减轻了潜在的滞后效应。对照组单调地喂食未补充的hisf-lofv或losf-hifv饮食。[0348]表2ꢀ–ꢀ食品级膳食纤维制剂（a）实验细节纤维制剂所用筛选实验纤维制剂所用筛选实验柑橘果胶3燕麦β-葡聚糖2豌豆纤维2苹果纤维1柑橘皮3黑麦麸皮1黄芥末3发芽大麦1大豆子叶3小麦糊粉1橙纤维(粗)1麦麸2橙纤维(细)1和3抗性麦芽糊精2橙皮3欧车前3番茄皮2可可3菊粉,lmw2柑橘纤维3马铃薯纤维3蕃茄渣2苹果果胶1米糠2燕麦皮纤维2奇亚籽2金合欢提取物1玉米糠2菊粉,hmw2和3大豆纤维2大麦β-葡聚糖1甘蔗纤维3大麦麸1抗性淀粉43[0349]（b）组成分析[0350]表3ꢀ–ꢀhisf-lofv饮食的单糖分析[0351]表4ꢀ–ꢀhisf-lofv饮食的糖基连接分析[0352]我们通过收集粪便样品并进行16srrna基因测序分析了在每种饮食处理结束时在两个时间点处限定群落的每个成员的相对丰度。根据以8%浓度存在的纤维制剂对数据进行分箱（binning）揭示了对不同分类单位的有效和特定作用（图1a）。为了分析在每种饮食处理过程中施用的两种纤维制剂的独立效果，我们使用来自消耗每种饮食的最后两天的数据生成了每种细菌分类单位的线性混合效应模型。这些模型中预测的系数描述每种纤维制剂对每个群落成员的影响的预测剂量响应曲线的斜率（表5a、6a、7a）。二十一种纤维制剂具有＞1的显著预测系数（其中系数1表示对于添加到hisf-lofv饮食中的纤维制剂浓度每增加1%，细菌物种的相对丰度增加1%）（图1b）。在多形拟杆菌模型中对柑橘果胶（2.6）和豌豆纤维（2.1）观察到大的系数。卵形拟杆菌模型揭示了大麦β-葡聚糖（3.9）和大麦麸（3.1）的显著效应。高分子量菊粉（4.5，粪拟杆菌模型）、抗性麦芽糊精（3.8，狄氏副拟杆菌模型）和欧车前（3.4，大肠杆菌模型）的预测系数是值得注意的，其中施用8%的纤维将这些群落成员的相对丰度从10-20%驱动至接近50%。受试纤维制剂中的两种（米糠和玉米糠）对群落成员的丰度没有可检测的效应，或产生的预测系数＜0.5。在两个独立的实验中测试了高分子量菊粉和橙纤维制剂；结果证实对群落成员的相对丰度的影响是可再现的（这些独立实验之间的系数高度相关，r2=0.96；表5a、6a、7a）。模型中拟合值周围的残差的均匀分布表明在受试浓度下这些纤维制剂没有显著的阈值或饱和效应。对于对纤维表现出显著响应（至少一个系数＞1）的细菌物种，模型的平均r2值为0.82。我们使用来自每个粪便样品的dna产率重复我们的分析，以预测随纤维制剂而变的每种生物体的绝对丰度。从这两个测量获得的预测系数是高度相关的（r2=0.88）（表5b、6b、7b）。总之，从该筛选获得的结果说明了不同类型的膳食纤维对群落构造的影响的特异性。[0353]表5ꢀ‑ꢀ筛选实验1（a）来自使用相对丰度生成的线性混合效应模型的预测系数（b）来自使用dna衡量丰度生成的线性混合效应模型的预测系数[0354]表6ꢀ‑ꢀ筛选实验2（a）来自使用相对丰度生成的线性混合效应模型的预测系数（b）来自使用dna衡量丰度生成的线性混合效应模型的预测系数[0355]表7ꢀ–ꢀ筛选实验3（a）来自使用相对丰度生成的线性混合效应模型的预测系数（b）来自使用dna衡量丰度生成的线性混合效应模型的预测系数[0356]实施例3：蛋白质组学和正向遗传学鉴定纤维制剂中的生物活性多糖几种可能的机制可以解释响应纤维施用的靶拟杆菌增加，包括涉及其它物种的间接效果。因此，我们试图确定纤维制剂中哪种多糖导致目标物种扩增，以及它们是否通过充当其生长的营养源而直接作用于那些物种。为此，我们同时定量了全群落的蛋白质表达，并使用正向遗传学筛选评估了蛋白质对细菌适应度的贡献。筛选基于全基因组转座子（tn）诱变和称为多分类单位插入测序（inseq）的方法，其允许同时分析在同一受体悉生小鼠中由不同拟杆菌属物种产生的tn突变体文库。我们采用五个inseq文库，所述五个inseq文库使用与ln同卵孪生子供体培养物集合中存在的四种拟杆菌属物种相对应的类型菌株来构造。这些文库的质量和性能已经预先在体外和体内进行了表征（30,300-167,000个同基因tn突变体/文库；单个tn插入位点/菌株；11-26个tn插入/基因；71-92%基因覆盖/基因组(hibberd等人,2017；wu等人,2015)）。此外，我们通过从原始的20个成员聚生体中省略六种菌株而简化了这些实验中使用的群落，所述菌株在hisf-lofv饮食背景下不是稳固的定殖者（faith等人,2014；ridaura等人,2013）。所有小鼠用所得的15个成员的群落定殖（参见patnode等人,cell,2019,179(1):59-73，表s4）同时消耗基本的（未补充的）hisf-lofv饮食。将动物分成五组（n=6只动物/组），并且在基础hisf-lofv饮食的上继续，或者在强饲后两天切换成补充有在筛选中鉴定的纤维之一的hisf-lofv饮食。我们测试了豌豆纤维、柑橘果胶、柑橘皮和番茄皮，基于它们提高一种或多种目标拟杆菌属的表现的能力（图1b），各自的浓度为10%（w/w）。所有饮食都随意给予，并在实验过程中单调地给予（图11，也参见patnode等人,cell,2019,179(1):59-73，表s4a-s4c）。对从粪便样品中分离的dna施以短读长鸟枪dna测序（通过测序进行的communityprofiling，copro-seq；(hibberd等人,2017；mcnulty等人,2013）以量化每个群落成员随纤维处理而变的表现，包括给定物种的所有inseq突变体的组合丰度。我们先前的研究已经确定，在聚集体中，inseq突变体的群落表现类似于相应的野生型亲代菌株（hibberd等人,2017；wu等人,2015）。[0357]与筛选实验中施用纤维七天所获得的结果一致，我们观察到多形拟杆菌vpi-5482在消耗豌豆纤维的小鼠中在统计学上显著扩增（anova，p＜0.05；图2b，也参见patnode等人,cell,2019,179(1):59-73，表s4a-s4c）。同样根据筛选中得到的观察，在豌豆纤维处理组中卵形拟杆菌atcc-8483的相对丰度明显更大（图2c），而解纤维素拟杆菌wh2和普通拟杆菌atcc-8482在该时间段内没有表现出显著变化（图2d和图2e）。柑橘果胶诱导三种物种（解纤维素拟杆菌、芬氏拟杆菌和瘤胃菌科的成员）的显著扩增，其不同于受豌豆纤维影响的组（图7d，也参见patnode等人,cell,2019,179(1):59-73，表s4a、b和d）。尽管纤维筛选预测了响应柑橘果胶的多形拟杆菌丰度提高，但其在单调的喂食过程中直到时间进程的后期都没有观察到，表明所用菌株之间的差异或不同群落背景的影响（图7b）。柑橘皮显著提高了普通拟杆菌的表现，但对群落结构的影响极小（参见patnode等人,cell,2019,179(1):59-73，表s4a）。番茄皮没有显著提高该群落的任何成员，这可表明当所给纤维制剂的效果较小时对特定纤维的响应的给定物种的菌株依赖性（参见patnode等人,cell,2019,179(1):59-73，表s4a）。由于豌豆纤维和柑橘果胶二者对不同的分类单位组具有显著的作用，我们选择这些制剂用于群落成员对其利用的更详细的功能研究。[0358]先导纤维（leadfiber）的结构分析——我们使用了全甲基化和气相色谱-质谱法来分析豌豆纤维与柑橘果胶中存在的多糖的单糖组成与糖苷键。在考虑淀粉（通常被宿主降解和吸收）和纤维素（不被目标拟杆菌属代谢；(mcnulty等人,2013)）后，豌豆纤维中最丰富的多糖是阿拉伯聚糖，其由直链1,5-连接的阿拉伯糖主链和在位置2或3处作为侧链的阿拉伯糖残基组成（图2a，表c）。还检测了线性木聚糖（4-连接的木糖）、同型半乳糖醛酸聚糖（4-连接的半乳糖醛酸）和鼠李半乳糖醛酸聚糖i（2-和2,4-连接的鼠李糖）作为豌豆纤维中多糖的结构特征。具有高甲基酯化度的同型半乳糖醛酸聚糖是柑橘果胶的主要结构组分（88.6%的半乳糖醛酸），其中阿拉伯聚糖、1,4-连接的半乳聚糖和rgi作为次要成分存在（图7a，表d）。[0359]群落基因表达的高分辨率蛋白质组学分析——这些生物化学分析的结果提高了豌豆纤维中阿拉伯聚糖和柑橘果胶中甲基化同型半乳糖醛酸聚糖的代谢参与目标拟杆菌属的响应的可能性。为了检验这一假设，我们转向高分辨率鸟枪蛋白质组学分析，集中于在单调进食实验的第6天获得的粪便样本。在仅考虑独特地作图至单一种子蛋白的肽后，11,493种蛋白被推进至定量分析（丰度的总和；59%来自群落成员，36%来自小鼠，且2%来自饮食；参见方法）。我们使用分配至给定样品中该单个物种的所有蛋白质的丰度计算来自每个细菌物种的每种表达蛋白质的z评分。这允许我们测定每种蛋白质丰度的变化，而不考虑群落中该物种丰度的变化。在inseq文库代表的拟杆菌属物种的情况下，我们考虑了给定蛋白质的测量丰度以反映该物种的所有突变体的总计贡献（由此代表我们将预期来自相应野生型菌株的表达水平）。使用limma构建线性模型（smyth,2004；ting等,2009），并鉴定了细菌蛋白质丰度与用豌豆纤维和柑橘果胶补充对照饮食之间的显著效果（分别为245和450种蛋白质；|倍数变化|＞log2(1.2)，p＜0.05，fdr校正）。拟杆菌属在其基因组中含有多个多糖利用位点（pul）。pul通过赋予物种使用其编码的碳水化合物响应性转录因子、susc/susd样转运蛋白和碳水化合物活性酶（cazymes）来感知、导入和加工复杂聚糖的能力而提供适应度优点（glenwright等人,2017；kotarski和salyers,1984；martens等人,2011；mcnulty等人,2013；shepherd等人,2018）。pul编码85种水平被豌豆纤维显著改变的蛋白质，和134种被柑橘果胶显著影响的蛋白质（terrapon等,2018）。[0360]通过豌豆纤维诱导的蛋白质丰度提高对蛋白质进行分级公开了在多形拟杆菌中，前10位中的6位由pul7、73和75编码。已知pul7参与阿拉伯聚糖代谢（lynch和sonnenburg,2012；schwalm等人,2016），并在糖苷水解酶（gh）家族43、gh51和gh146中编码表征和预测的阿拉伯呋喃糖苷酶。pul75降解鼠李半乳糖醛酸聚糖i（rgi）（luis等人,2018），但其表达也通过在体外暴露于纯化的阿拉伯聚糖而触发（martens等人,2011）。pul73加工同型半乳糖醛酸聚糖（luis等人,2018）并编码切割连接的半乳糖醛酸残基并从半乳糖醛酸中除去甲酯和乙酰酯的碳水化合物活性酶[多糖裂解酶(pl)1、gh105、gh28、ce8，ce12家族成员]。由预测的rgi加工pul（pul97）（luis等人,2018）编码的卵形拟杆菌蛋白质在通过施用豌豆纤维增加最多的之中。用柑橘果胶补充hisf-lofv饮食导致由解纤维素拟杆菌pul编码的蛋白质丰度提高，其在体外由同型半乳糖醛酸聚糖来诱导（pul83）。此外，柑橘果胶诱导编码聚半乳糖醛酸加工酶（gh28、gh105、gh106、pl11亚家族1，ce8和ce12）的几种芬氏拟杆菌pul（pul34、35、42和43）中的蛋白质表达。该后一发现与生物体的柑橘果胶驱动的扩增相关（参见patnode等人,cell,2019,179(1):59-73，表s4a-b）。[0361]组合蛋白质组学和inseq分析——如上所述，我们用inseq文库定殖了小鼠，并且随后在将实验组切换为补充纤维的饮食之前给它们喂食基础hisf-lofv饮食两天。我们测量了tn突变株的丰度，并计算在实验第6天（处理后）和第2天（处理前）收集的粪便样本之间的log比率；将结果与参比hisf-lofv治疗组比较，以集中于在这些纤维的背景下具有显著的适应度效应的基因（p＜0.05，fdr校正；参见方法；223个基因，24%在pul中；还参见patnode等人,cell,2019,179(1):59-73，表s6a）。在突变时表现出蛋白质丰度的显著正倍数变化和对适应度的负面作用的基因出现在图2f-图2i中显示的正交蛋白质-适应度曲线图的右下象限中。[0362]pul中的基因通过其蛋白质产物丰度的豌豆纤维依赖性提高和当它们被tn插入破坏时菌株适应度的降低的量级来分级。结果揭示了受豌豆纤维的影响的在三种pul（多形拟杆菌中的pul7、解纤维素拟杆菌中的pul5和普通拟杆菌中的pul27；图2f、图2h和图2i）中的基因。通过blastp比较它们编码的蛋白质与其它群落成员的基因组来判断这三种pul是同源的（图2j）。存在于多形拟杆菌和解纤维素拟杆菌pul中但在普通拟杆菌中远离pul27的位点处的高度保守的阿拉伯糖利用操纵子中的基因对突变体文库中代表的任何基因的普通拟杆菌适应度具有最大的影响（图2i；也参见patnode等人,cell,2019,179(1):59-73，表s6a）。我们随后比较了多形拟杆菌的五种菌株的基因组，并且发现pul7是高度保守的，除了在两种菌株中存在的未知功能的单个基因（bt_0352）之外（图27）。除了杂合双组分系统和susc样转运蛋白的基因长度方面的一些变异性之外，普通拟杆菌中的pul27在6种菌株中也是非常保守的。[0363]卵形拟杆菌rgi加工pul97而不是多形拟杆菌rgi加工pul75中突变的提高适应度成本表明，这些物种在补充豌豆纤维的饮食中利用不同的碳水化合物（分别为rgi和阿拉伯聚糖；图2g；也参见patnode等人,cell,2019,179(1):59-73，表s6a）。相反，多形拟杆菌、普通拟杆菌和解纤维素拟杆菌中对阿拉伯聚糖降解途径的重叠依赖提高了这些物种对豌豆纤维中的阿拉伯聚糖陷入彼此竞争的可能性。[0364]对单调喂食柑橘果胶的小鼠进行的平行分析揭示了与基础饮食条件相比，解纤维素拟杆菌中聚半乳糖醛酸加工pul83编码的五种基因是表达在丰富的，并且对适应度最重要的之中（图7h）。在柑橘果胶补充的情况下，普通拟杆菌没有扩增（图7e），然而其含有聚半乳糖醛酸加工pul（pul5/6、pul31和pul42/43），具有参与己糖醛酸盐代谢的基因，其蛋白质产物的丰度提高，并且在突变时，当暴露于纤维制剂时导致降低的适应度（图7i）。与提高的对柑橘果胶的依赖性一致，在该纤维的存在下，涉及淀粉利用的普通拟杆菌蛋白质（pul38）的丰度降低。[0365]总之，我们的蛋白质组学和inseq数据集揭示了在纤维驱动的扩增过程中所需的微生物基因，突出了有助于这些纤维的适应度作用的多糖，并提供了在两种不同的纤维条件下在解纤维素拟杆菌和普通拟杆菌的营养物收获策略中功能重叠的证据。解纤维素拟杆菌在不同饮食背景下的优势令我们询问该物种是否（以及如何）直接与其它群落成员竞争多糖。[0366]实施例4ꢀ‑ꢀ种间竞争控制基于纤维的微生物群操纵的结果我们通过比较确定的15个成员的群落与缺少解纤维素拟杆菌的衍生性的14个成员的群落进行了解纤维素拟杆菌与其它物种之间相互作用的直接测试。使用模拟上述单调喂食研究的实验设计，用这两个群落定殖无菌小鼠组，并喂食具有或不具有10%（w/w）豌豆纤维或柑橘果胶的hisf-lofv饮食（参见patnode等人,cell,2019,179(1):59-73，表s4b-s4c）。copro-seq分析用于确定作为除解纤维素拟杆菌外的所有菌株的比例的每种菌株的丰度，从而控制去除该物种的组成效应。确定这种方式，在豌豆纤维的存在下省略解纤维素拟杆菌后，多形拟杆菌的丰度没有增加，表明这两种物种之间对阿拉伯聚糖的竞争最小（图3a；也参见patnode等人,cell,2019,179(1):59-73，表s4b、c）。对实验第6、12、19和25天收集的粪便样本的蛋白质组学分析表明，多形拟杆菌pul7（在完全群落背景下通过豌豆纤维提高其丰度）中的蛋白质在不存在解纤维素拟杆菌的情况下并未进一步增加（图3b）。普通拟杆菌是不存在解纤维素拟杆菌时在施用豌豆纤维的情况下扩增的唯一物种（p＜0.05，anova，fdr校正；图3c；也参见patnode等人,cell,2019,179(1):59-73，表s4b、d）。按顺序收集的粪便样本的蛋白质组学分析公开了由普通拟杆菌pul27编码的蛋白质以及其阿拉伯糖操纵子的丰度在暴露于豌豆纤维的过程中持续增加，无论解纤维素拟杆菌是否包括在群落中（图3d）。柑橘果胶提供了在不存在解纤维素拟杆菌的情况下普通拟杆菌的纤维驱动扩增的第二个实例（图8b；也参见patnode等人,cell,2019,179(1):59-73，表s4b、d）。不管解纤维素拟杆菌如何，还通过柑橘果胶诱导了由普通拟杆菌的聚半乳糖醛酸加工pul5、6、31、42和43编码的蛋白质的表达（图8c和图8d）。内脏臭气杆菌在不存在解纤维素拟杆菌的情况下扩增；这种效应被豌豆纤维和柑橘果胶的施用二者抑制。[0367]这些结果证实了普通拟杆菌与解纤维素拟杆菌之间的负面相互作用，并表明当存在解纤维素拟杆菌时，由于这些生物体对豌豆纤维中的阿拉伯聚糖和柑橘果胶中的同型半乳糖醛酸聚糖的持续竞争，发生了对普通拟杆菌的抑制。[0368]实施例5ꢀ‑作为群落聚糖降解活性的生物传感器的人工食品粒子为了直接测试竞争性拟杆菌属在体内加工相同营养底物的能力，开发了基于珠粒的聚糖降解测定（图4a）。选择两种感兴趣的多糖：（i）主要由阿拉伯糖（83%的单糖）和少量木糖（4%）组成的豌豆纤维多糖的可溶性、淀粉贫化级分，和（ii）小麦阿拉伯木聚糖（38%的阿拉伯糖/62%的木糖）。后者用作对照物，鉴于其确定能够支持解纤维素拟杆菌的生长（体外）（mcnulty等人,2013）但不支持普通拟杆菌（tauzin等人,2016）。这些多糖被生物素化，并且每种产物附着到不同的微观（20μm直径）链霉亲和素涂布的顺磁性玻璃珠粒群体（population）上，生成了碳水化合物涂布的人造“食品粒子”，其可以使用磁场从小鼠肠内容物中回收。还用不同的生物素化荧光团标记每个珠粒群体，使得可以将几种类型的多糖-珠粒集中，同时施用于相同的小鼠，从肠腔或粪便回收并随后使用流式细胞仪分选成它们的原始组（图4b）。未与多糖一起温育但用独特的生物素化荧光团标记的“空”珠粒用作阴性对照物。对分选的珠粒施以酸水解，并通过气相色谱-质谱法（gc-ms）测定水解产物以量化通过小鼠肠道之前和之后存在的珠粒结合的碳水化合物的水平。也可以使用量化施用前后存在的珠粒结合的碳水化合物水平的替代方法。[0369]无菌小鼠用解纤维素拟杆菌或普通拟杆菌二者之一单独定殖，并喂食补充有10%（w/w）豌豆纤维的hisf-lofv饮食。定殖后七天，用三种珠粒类型的相同混合物（每种类型5×106个/动物，n=5-6只动物）强饲所有小鼠。4小时后对小鼠实施安乐死，从它们的盲肠和结肠回收珠粒，并量化不同的纯化珠粒类型上的单糖质量。在肠道通过后，所有珠粒类型上存在的荧光信号持续存在，证实了生物素-链霉亲和素相互作用在这些条件下是稳定的（图4b）。从两组小鼠中回收的豌豆纤维-珠粒具有显著减少的阿拉伯糖[分别为输入珠粒中水平的26.1±3.4%（平均值±sd）和29.1±0.7%]。相反，阿拉伯糖水平仅在从用解纤维素拟杆菌定殖的小鼠中回收的阿拉伯木聚糖涂布的珠粒上显著降低（图4c；表9）。[0370]进行相同设计的追踪实验，除了在定殖后用四种而不是三种类型的珠粒的集合强饲用补充有豌豆纤维的hisf-lofv喂食的动物12天而不是7天。这些珠粒是空的（没有结合的聚糖）或涂布有（i）豌豆纤维的可溶性、淀粉贫化级分，或小麦阿拉伯木聚糖，或来自冰岛苔藓的地衣多糖，贫含阿拉伯糖的对照物聚糖（81%的葡萄糖/8%的甘露糖/6%的半乳糖/2%的阿拉伯糖）。回收了珠粒，通过流式细胞术纯化，并使用gc-ms分析。珠粒结合的豌豆纤维和阿拉伯木聚糖的降解类似于第7天观察到的降解。[0371]为了控制非微生物依赖性多糖降解，对无菌小鼠强饲阿拉伯木聚糖涂布的、豌豆纤维涂布的、地衣多糖涂布的、和空的珠粒（n=13只动物）。我们收集了8小时时间段期间（强饲后4至12小时）产生的所有粪便样本。对由获自各无菌动物的粪便样本纯化的阿拉伯木聚糖、豌豆纤维和地衣多糖涂布的珠粒的测定表明，这些多糖在穿过它们的肠道后没有显著的降解（图9c和图9d；表8和9）。总之，这些结果提供了竞争拟杆菌属物种降解豌豆纤维中存在的阿拉伯聚糖的重叠能力的直接体内证明。[0372]考虑到几种物种可以体内代谢豌豆纤维阿拉伯聚糖的观察，评估了不存在解纤维素拟杆菌是否会损害群落用其实施该功能的效率。在用（i）15个成员的聚生体或（ii）缺少解纤维素拟杆菌的衍生性的14个成员的群落定殖后，给予消耗未补充的hisf-lofv饮食的小鼠豌豆纤维涂布的、阿拉伯木聚糖涂布的、地衣多糖涂布的、和空的珠粒12天。从这些小鼠的盲肠和结肠内容物回收的珠粒的分析公开了豌豆纤维降解水平不受解纤维素拟杆菌的缺乏的影响（图4d）。在单独的一组喂食补充了豌豆纤维的hisf-lofv饮食的小鼠中，珠粒结合的豌豆纤维的降解也是相同的，无论解纤维素拟杆菌是否存在（图9e和图9f）。[0373]由此，这些人造食品粒子提供了一种进行微生物的膳食营养物降解的体内评估的方法，所述微生物的膳食营养物降解随群落组成而变。与我们利用豌豆纤维阿拉伯聚糖作为营养源的多个物种的检测一致（图2和图3），该群落可以补偿解纤维素拟杆菌介导的阿拉伯聚糖降解的损失。相反，膳食阿拉伯木聚糖的分解代表了由解纤维素拟杆菌提供的非冗余功能。[0374]表8[0375]表9a[0376]表9b[0377]表10[0378]表11[0379]实施例6ꢀ–ꢀ适应潜在竞争者的存在减轻了资源冲突基于珠粒的体内聚糖降解测试揭示，与阿拉伯聚糖相反，在不存在解纤维素拟杆菌的情况下，群落加工阿拉伯木聚糖的能力并未得到其它物种的援救（图4d；表8-11）。这是预料不到的，鉴于解纤维素拟杆菌的省略导致卵形拟杆菌的相对丰度的显著提高（图5；也参见patnode等人,cell,2019,179(1):59-73，表s4），其编码能够分解阿拉伯木聚糖的pul（martens等人,2011；rogowski等人,2015）。我们检验了这些结果是否可以由解纤维素拟杆菌和卵形拟杆菌之间的一种类型的种间关系产生，该种间关系不同于在解纤维素拟杆菌和普通拟杆菌之间观察到的种间关系。[0380]如上所述，在移除其竞争者解纤维素拟杆菌后，参与豌豆纤维或柑橘果胶降解的普通拟杆菌的丰度不变。相反，卵形拟杆菌表现出代谢灵活性，在解纤维素拟杆菌不存在vs.存在时其丰度提高的那些蛋白质中，由两种阿拉伯木聚糖加工pul（pul26和pul81）编码的蛋白质占优势（图5c和图）。无论小鼠是否喂食补充豌豆纤维、补充柑橘果胶或对照的未补充的hisf-lofv饮食，这种效果都是明显的，与hisf-lofv饮食中阿拉伯木聚糖的存在一致。当我们分析基因对卵形拟杆菌适应度的贡献时（通过计算从第2天到第6天tn突变株丰度的变化），这两种阿拉伯木聚糖pul中的那些最受解纤维素拟杆菌省略的影响（图5d和图5f；也参见patnode等人,cell,2019,179(1):59-73，表s4b）。该结果表明，卵形拟杆菌在完整的15个成员的群落背景下显示出其对阿拉伯木聚糖的依赖性的显著降低。检查接受缺乏普通拟杆菌的14个成员的群落的另一组小鼠表明，其缺乏没有引发以下的变化：卵形拟杆菌在其相对丰度水平上、由其涉及阿拉伯木聚糖加工的pul或由其它pul编码的蛋白质的丰度、或与其阿拉伯木聚糖加工pul或其它pul中的突变相关的适应度成本（图5a和图5c，和图5d；也参见patnode等人,cell,2019,179(1):59-73，表s4d、a5f和s6b）。[0381]单糖和键分析证实了阿拉伯木聚糖存在于hisf-lofv饮食中；该结论基于发现了丰富的4-连接木糖与支化4,3-连接木糖，和末端阿拉伯糖（表3-4）。我们还检测到少量的3-连接葡萄糖（半纤维素β-葡聚糖的指示）、半乳糖醛酸和鼠李糖。基础hisf-lofv饮食中这些结构的存在与观察到的卵形拟杆菌pul中的蛋白质丰度的增加一致，显示或预测了当解纤维素拟杆菌存在时加工β-葡聚糖、鼠李半乳糖醛酸聚糖和宿主聚糖（图28）。[0382]基于这些结果，我们推断，代谢灵活性通过改变其营养物收获策略，不强调阿拉伯木聚糖降解，由此减轻两种物种之间的竞争，允许卵形拟杆菌适应解纤维素拟杆菌的存在。为了进一步测试这一观点，我们进行了从引入小鼠的15个成员的聚生体中省略解纤维素拟杆菌、卵形拟杆菌或二者的实验（参见patnode等人,cell,2019,179(1):59-73，表s4e）。对动物喂食基础hisf-lofv饮食12天，并如先前的实验中那样收集粪便样本。证实了我们早先的结果，copro-seq揭示了在不存在解纤维素拟杆菌的情况下卵形拟杆菌的丰度增加（图6b；也参见patnode等人,cell,2019,179(1):59-73，表s4b-e）。该实验第6天获得的粪便样本的蛋白质组学分析也揭示了当除去解纤维素拟杆菌时，卵形拟杆菌中由阿拉伯木聚糖加工pul26和81编码的16种蛋白质的丰度增加（图6d）。相反，作为剩余菌株比例的解纤维素拟杆菌丰度没有增加（图6c；也参见patnode等人,cell,2019,179(1):59-73，表s4e），当卵形拟杆菌不存在时，仅有一种由解纤维素拟杆菌中其各个阿拉伯木聚糖加工pul（pul86和87）规定的蛋白质丰度显著增加（图6e）。这些结果，结合阿拉伯木聚糖加工基因仅在解纤维素拟杆菌不存在时对卵形拟杆菌的适应度重要的观察（图5e），表明卵形拟杆菌的代谢灵活性减轻了具有加工相同膳食纤维资源的能力的两个物种之间的竞争。[0383]我们试图直接测量卵形拟杆菌中代谢灵活性的功能结果，并确定该物种在缺乏解纤维素拟杆菌的群落中降解阿拉伯木聚糖。因此，将阿拉伯木聚糖珠粒以及空的和酵母α-甘露聚糖涂布的对照珠粒施用于四组上述小鼠，其中所有小鼠消耗基础hisf-lofv饮食。在不存在解纤维素拟杆菌的情况下，仍然检测到阿拉伯木聚糖的显著降解（图6f），与我们先前的观察一致（表8-11）。省略卵形拟杆菌也与持续降解相关（图6f），如基于阿拉伯木聚糖pul通过解纤维素拟杆菌的表达所预期的那样。但是，从缺乏卵形拟杆菌和解纤维素拟杆菌的小鼠回收的阿拉伯木聚糖涂布的珠粒与输入的珠粒无法区分（图6f）。此外，省略解纤维素拟杆菌与卵形拟杆菌二者并未产生剩余菌株相对于彼此比例的显著提高（参见patnode等人,cell,2019,179(1):59-73，表s4e），表明这些其它物种不能利用饮食中可用的阿拉伯木聚糖资源的优势。所检查的群落背景均未产生珠粒结合的甘露聚糖的显著降低，控制非特异性多糖降解（图6g）。作为附加的“添加”对照物，在将所有组的小鼠安乐死后，我们立即将阿拉伯木聚糖珠粒添加到获自所有组的小鼠的盲肠和粪便样品中，并且与口服施用的珠粒平行地回收且处理它们。碳水化合物在添加珠粒上的保存证实了解纤维素拟杆菌/卵形拟杆菌依赖性降解发生在肠运输过程中而不是样品处理过程中（图6f）。[0384]总之，这些实验表明，与普通拟杆菌表现出的对阿拉伯聚糖和同型半乳糖醛酸聚糖的持续竞争相反，卵形拟杆菌通过适应其潜在竞争者（解纤维素拟杆菌）的存在避免了对阿拉伯木聚糖的竞争。这个结论基于几个观察：（i）hisf-lofv饮食含有阿拉伯木聚糖多糖，其可以被所讨论的两种物种代谢，（ii）省略卵形拟杆菌不会引起解纤维素拟杆菌的可检测的扩增，（iii）当可解纤维素拟杆菌不存在时，卵形拟杆菌阿拉伯木聚糖pul编码的蛋白质显著增加，（iv）当解纤维素拟杆菌不存在时，卵形拟杆菌阿拉伯木聚糖pul中的基因对于适应度更重要，和（v）卵形拟杆菌负责在解纤维素拟杆菌不存在时发生的残余阿拉伯木聚糖降解。[0385]实施例7ꢀ–实施例2-6的讨论总之，实施例2-6表明，与普通拟杆菌所表现出的阿拉伯聚糖和同型半乳糖醛酸聚糖的持续竞争相反，卵形拟杆菌经由适应其潜在竞争者解纤维素拟杆菌的存在而避免了竞争。这个结论基于以下观察：（i）卵形拟杆菌的缺失没有引起解纤维素拟杆菌可检测的扩增，（ii）当不存在解纤维素拟杆菌时，由卵形拟杆菌阿拉伯木聚糖pul编码的蛋白质显著增加，（iii）当解纤维素拟杆菌不存在时，卵形拟杆菌阿拉伯木聚糖pul中的基因对于适应度明显更重要，和（iv）卵形拟杆菌负责在解纤维素拟杆菌不存在时发生的残余阿拉伯木聚糖降解。[0386]结合（i）高分辨率蛋白质组学，（ii）适应度决定因素的正向遗传学筛选，（iii）聚糖涂布的人工食品粒子的集合，和（iv）仔细操作喂食“代表性的”高脂肪低纤维usa饮食的悉生小鼠中群落成员身份，导致直接表征具有不同的以及重叠的营养物收获能力的人肠道拟杆菌属如何对不同的食品级纤维作出反应。我们的方法允许我们鉴定组成复杂的纤维中影响微生物群特定成员的生物活性组分。获得这类信息可以通过指导努力寻找这些活性组分的来源并丰富这些活性组分来为食品制造实践提供信息；例如通过明智地选择给定主食的栽培品种、食品加工方法或这些组分从食品制造到开采的现有垃圾物流。[0387]在补充或未补充纤维的情况下，有意地操控培养、测序的人供体来源微生物的聚生体成员身份（在将培养、测序的人供体来源微生物的聚生体引入喂食人类饮食的悉生小鼠之前）提供了确定生物体是否竞争和如何竞争以及它们使用什么机制来避免竞争的机会。只要两种物种都含有足以代谢特定膳食资源的遗传器，理论上可以由该两种物种同时收获该特定膳食资源。我们提供了证据，在此类模型群落中实现了对纤维制剂中特定聚糖的竞争，因为聚糖降解基因在两种物种中均被表达并且需要适应度，并且在菌株省略实验中观察到了负面的相互作用。这些省略实验公开了普通拟杆菌、卵形拟杆菌和解纤维素拟杆菌之间的不同关系；即卵形拟杆菌适应竞争者（解纤维素拟杆菌）存在的能力，与普通拟杆菌与解纤维素拟杆菌之间对相同资源的持续竞争相反。健康人肠道微生物群具有很大的菌株水平多样性。确定代表给定物种的哪些菌株被选作主导候选益生菌剂或用于混入合生元（益生元加益生菌）制剂对寻求开发下一代微生物群导向的治疗剂的那些来说是核心挑战。鉴定具有代谢灵活性的生物体（与更倾向于与其它社区成员竞争的那些生物体相反）可以有助于理解某些菌株如何能够与不同人类肠道群落的定居者共存。[0388]在消耗前存在于食品中的粒子、或在食品通过肠道的过程中通过食品的物理和生物化学/酶加工生成的粒子为群落成员提供了附着到其表面的机会，并收获表面暴露的营养资源。生物体粘附到此类粒子上的能力、粒子的携带能力（相对于营养物含量的尺寸）和它们的组分营养物的物理分配可以设想为影响竞争、冲突避免和合作。在我们的研究中，使用涂有不同多糖的荧光标记的顺磁性微珠组成的人工食品粒子来量化给定的肠道微生物群落降解不同纤维组分的能力。该方法提供了用于表征微生物群落的功能性质的附加维度，并具有许多优点。首先，偶联到磁珠上的多糖的测量不受肠道中结构类似（或甚至相同）的膳食或微生物多糖的存在的混淆。其次，当应用于悉生小鼠时，该技术允许在同一动物中同时测试多种聚糖，允许直接比较人类肠道微生物的不同集合在体内的降解能力。例如，我们能够证明在该群落中由解纤维素拟杆菌进行的非冗余性阿拉伯木聚糖降解，尽管存在另一种阿拉伯木聚糖降解物——卵形拟杆菌。第三，直接应用于人类，这些诊断“生物传感器”可以用于量化随宿主健康状态、营养状态/干预、或其它扰动而变的，其肠道微生物群之间的功能差异以及碳水化合物与感兴趣的菌株之间的物理关联。由此，用这些生物传感器获得的结果可以促进使用集成了多种参数（包括宿主生理状态的生物标志物和微生物群的特征）的机器学习算法的不断努力，以开发更个性化的营养建议（zeevi等人,2015）。最后，该技术可以用于推进食品科学。采用的珠粒涂布策略对超过30种市售多糖制剂是成功的，并且测定已经扩展至测量其它生物分子（包括蛋白质）的降解。携带已经施以不同加工方法的食品组分的粒子，或带有设计为吸引不同组的初级（和次级）微生物消费者的营养物素组合的粒子也可以用在临床前模型中以开发和测试由代表不同目标人类消费群体的微生物群优化加工的食品原型。[0389]实施例8–ꢀ实施例2-6的方法悉生小鼠—所有涉及小鼠的实验均按照由st.louis的animalstudiescommitteeofwashingtonuniversity批准的方案进行。为了筛选不同的纤维制剂，将无菌雄性c57bl/6j小鼠（10-16周龄）单独圈养在位于柔性塑料隔离器内的笼中。笼含有纸房用于环境丰容。将动物维持在严格的光循环（0600开灯，1900关灯）。在定殖前，给小鼠喂食losf-hifv饮食五天。在定殖后，令群落在losf-hifv饮食上稳定另外五天。一组对照小鼠在实验的其余部分保持该饮食，并且第二对照组在实验的其余部分切换为hisf-lofv饮食。[0390]实验组中的小鼠首先接受含有在给定筛选中使用的所有纤维制剂的相等部分（总计为饮食的10重量%）的介绍性饮食，并且随后如图1a中所述接受含有不同纤维制剂的一系列饮食。在悉生隔离器中，用5毫升无菌水水合10克给定饮食/纤维混合物的等分试样；将所得糊状物压入喂食盘中并放置在笼底板上。每晚监测食品水平，并且每两天提供该饮食的新鲜水合等分试样（防止水平下降到低于原始体积的大约三分之一）。在每7天饮食期后更换垫草（aspenwoodchips;northeasternproducts）以防止在下一饮食暴露过程中消耗任何洒出的食品。在每个饮食时间段的第1、3、6和7天在产生的数秒内从每只动物收集新鲜粪便样本，并在45分钟内将其放置在液氮中。收集定殖前粪便样品以验证小鼠的无菌状态。[0391]对于单调喂食实验，在定殖前将对照hisf-lofv饮食以其粒状形式给小鼠喂食两周。定殖后两天，将小鼠转换为含有混合到基础饮食中的10%的粉状纤维制剂的糊状物饮食（或不含添加纤维的糊状物形式的基础饮食）以便进行实验的剩余部分。如上所述，每两天以新鲜的水合等分试样递送这些饮食。在图11所示的天数内收集粪便样本，包括在定殖前获得的那些。[0392]确定的微生物群落—筛选实验使用获自粪便样本的培养、测序的菌株，所述粪便样本从肥胖不一致的孪生子对中瘦的同卵孪生子收集（ridaura等人,2013的twinpair1）；在（faith等人,2013）中也称为f60t2。分离株在厌氧室（大气；75%n2，20%co2，5%h2）中在tygs培养基（goodman等人,2009）中生长至稳定期。集中相同数量的生物体（基于od600测量）。将集中物分成等分试样，在tygs/15%甘油中冷冻，并维持在-80℃下直至使用。在实验第0天，将等分试样解冻，用cloidox（pharmacal）消毒其试管外表面，并将试管引入悉生隔离器中。通过塑料头口服强饲针（总体积，每只小鼠400μl）施用细菌聚生体。基于在筛选实验1中观察到的不一致定殖（参见patnode等人,cell,2019,179(1):59-73,表s1a），一种分离株（粪肠球菌；平均相对丰度，2.1%）不包括在筛选实验2和3中。[0393]含有inseq文库的模型群落—将选自上述人供体衍生群落的十种菌株进行菌落纯化，并将各自冷冻在15%甘油和tygs培养基中。通过在脑心浸液（bhi）血琼脂上铺板来量化可回收的cfu/ml。通过对全长16srrna扩增子进行测序来验证菌株的身份。在强饲当天，将这些菌株的贮液在厌氧室中解冻，并与五个多分类单位inseq文库（多形拟杆菌vpi-5482、多形拟杆菌7330、解纤维素拟杆菌wh2、普通拟杆菌atcc-8482、卵形拟杆菌atcc-8483）中的每一个混合在一起，所述文库的产生和表征已经描述在较早的出版物中（hibberd等人,2017；wu等人,2015）。将该混合物的等分试样通过口服强饲施用于放在悉生隔离器中的无菌小鼠（每个供体生物体2×106cfu加每只小鼠受体每个inseq文库的od6000.5；强饲总体积400μl）。对于解纤维素拟杆菌、普通拟杆菌、卵形拟杆菌、或解纤维素拟杆菌与卵形拟杆菌省略实验，在没有这些生物体的情况下平行制备强饲混合物。通过对强饲混合物和在整个实验中从受体小鼠收集的粪便样本二者的coporo-seq分析证实了这些菌株中的一种或两种不存在。[0394]富含纤维的食品成分混合物—使用人类食品制造hisf-lofv和losf-hifv饮食，其基于来自nationalhealthandnutritionexaminationsurvey（nhanes）数据库（ridaura等人,2013）的消费模式来选择。将饮食研磨成粉末（d90粒度，980μm），并与成对的粉末状纤维制剂[一种制剂为8%(w/w)，并且另一种制剂为2%(w/w)]混合。限定每个制剂的纤维含量[associationofofficialagriculturalchemists(aoac)2009.01]，以及蛋白质、脂肪、总碳水化合物、灰分和水含量[蛋白质aoac920.123；脂肪aoac933.05；灰分aoac935.42；水分aoac926.08；总碳水化合物(100-(蛋白质+脂肪+灰分+水分)]。将粉末状混合物密封在容器中并通过γ辐射（20-50千戈瑞,steris，mentor,oh）灭菌。通过在需氧和厌氧条件（大气,75%n2，20%co2，5%h2）下在37℃在tyg培养基中培养饮食，并将饮食喂食给无菌小鼠，随后对它们的粪便dna进行coporo-seq分析来证实无菌性。[0395]纤维制剂的单糖和键分析—对于纤维制剂，使用间羟基联苯法（thibault,1979）测量糖醛酸（作为gala）。四硼酸钠用于区分glca和gala（filisetti-cozzi和carpita,1991）。如前所述预测样品中半乳糖醛酸（果胶）的甲基化度（levigne等人,2002）。样品在100℃下用1mh2so4水解2小时，并且通过气相色谱法分析作为其糖醇乙酸酯衍生物的各个中性糖（englyst和cummings,1988）。为了从纤维素中完全释放葡萄糖，在水解步骤之前，通过在25℃下在72%h2so4中温育30分钟进行预水解步骤。根据先前公开的程序（pettolino等人,2012）在少量修改的情况下，用nabd4/nabh4进行糖醛酸的羧基还原后进行键分析（该程序以下区分半乳糖、半乳糖醛酸和甲基酯化的半乳糖醛酸）。羧基还原样品的甲基化如（buffetto等人,2015）中所述进行。[0396]通过连续的碱提取分离来自hisf-lofv饮食的多糖（pattathil等人,2012）。简而言之，通过在80%乙醇、100%乙醇和丙酮中顺序温育，从粉末状hisf-lofv样品中除去脂质。将干燥的沉淀物悬浮在含有0.5%(w/w)nabh4的1mkoh中并搅拌整夜。中和溶液，并且通过离心收集上清液（该材料称为级分1(f1)）。将不溶性材料悬浮在1mkoh/0.5%(w/w)nabh4中整夜，并且收集上清液（称为f2）。将不溶性材料悬浮在4mkoh/0.5%(w/w)nabh4中整夜，并且收集上清液（称为f3）。将每个级分在水中透析（snakeskin3.5kmwco,thermoscientific），冻干，并随后在37℃下用淀粉葡糖苷酶（36单位/毫克）和α-淀粉酶（100单位/毫克；两种酶均来自megazyme）处理4小时。通过煮沸使酶失活，并将样品透析和冻干。在消化前测量每个级分的干重表明，基础hisf-lofv饮食的总淀粉含量为22%(w/w)（注意可比较的分析，豌豆纤维产生的值为3.6%，意味着补充有10%豌豆纤维的hisf-lofv饮食含有20%重量的总淀粉含量）。[0397]由位于athens的universityofgeorgia的复杂碳水化合物研究中心对hisf-lofv饮食多糖进行分析。通过由酸性甲醇分解作用从样品中产生的单糖甲基糖苷的全-o-三甲基甲硅烷基（tms）衍生物的组合gc-ms进行糖基组成分析（santander等人,2013）。简而言之，在密封的螺旋盖玻璃试管中，将样品（300-500μg）与甲醇盐酸在80℃下加热17小时。在氮气流中冷却并除去溶剂后，将样品用tri-sil®（pierce）在80℃下衍生30分钟。tms甲基糖苷的gc-ms分析在连接到5975c质量选择性检测器（msd）的agilent7890agc上进行，使用supelcoequity-1熔融二氧化硅毛细管柱（30m×0.25mmid）。[0398]如前所述在略作修改的情况下来进行hisf-lofv饮食多糖的糖基连接分析（heiss等人,2009）。将样品全甲基化、解聚、还原和乙酰化，并通过gc-ms分析所得的部分甲基化的糖醇乙酸酯（pmaa）。大约1毫克的样品用于连接分析。将样品悬浮在200μl二甲亚砜中，并留作搅拌1天。用氢氧化钠（15分钟）和碘代甲烷（45分钟）处理两轮来实现样品的全甲基化。用2mtfa水解全甲基化的材料（在密封管中在121℃下2小时），用nabd4还原，并用乙酸酐/tfa乙酰化。在连接到5975cmsd（电子轰击电离模式）的agilent7890agc上分析所得pmaa；在30msupelcosp-2331键合相熔融二氧化硅毛细管柱上进行分离。[0399]v4-16srrna基因测序—通过首先用2x缓冲液a（200mmnacl，200mmtris，20mmedta）中的0.15毫米直径的氧化锆珠和5毫米直径的钢球对样品进行珠磨，随后在苯酚:氯仿:异戊醇中提取并进一步纯化（qiaquick96纯化试剂盒；qiagen,valencia,ca），从粪便样本中分离dna。细菌16srrna基因的v4区域的pcr扩增如（bokulich等人,2013）所述进行。集中具有样本特异性条形码的扩增子用于使用illuminamiseq仪器进行多重测序。将读数多路分解并稀化为每个样本5000个读数。将与greengenes16srrna基因数据库（mcdonald等人,2012）中的参考otu映射的共享≥99%核苷酸序列一致性[99%id操作分类单元(otu)]的读数指定给该otu。在来自喂食8%可可纤维的小鼠的多个粪便dna样本中不可以扩增16srrna基因。从我们的粪便dna样本分析中省略了代表从卵形拟杆菌、狄氏副拟杆菌、dorealongicatena和产气柯林斯菌的菌落纯化贮液产生的附加v4-16srdna扩增子序列的读数的小子集（＜5%）。嗜热链球菌（一种主要用于奶酪加工的生物体）基于其在分离自无菌hisf-lofv饮食样本的dna中的检测也被省略。[0400]细菌物种丰度的copro-seq分析—使用超声处理并添加双端的条形码衔接子（mcnulty等人,2013）或通过使用nexteradna文库prepkit（illumina）和定制条形码引物的组合（adey等人,2010）的标记从粪便dna制备文库。使用illuminanextseq仪器[1,011,017±314,473读数/样本(平均值±sd)遍及实验]对文库进行测序。用先前公布的定制perl脚本（见下文）将读数映射到细菌基因组，所述脚本适于使用bowtieii进行基因组比对（hibberd等人,2017）；从分析中省略由少于150,000个独特映射的读数表示的样本。[0401]群落范围的定量蛋白质组学—通过在sds缓冲液（4%sds，100mmtris-hcl，10mm二硫苏糖醇，ph8.0）中使用0.15毫米直径的氧化锆珠粒进行珠磨，随后在21,000×g下离心10分钟，从粪便样本制备裂解物。预澄清的蛋白质裂解物通过在85℃下温育10分钟进一步变性，并调节至30mm碘乙酰胺以烷基化还原的半胱氨酸。在室温下在黑暗中温育20分钟后，通过氯仿-甲醇萃取分离蛋白质。随后用甲醇洗涤蛋白质沉淀，空气干燥，并再溶解于4%脱氧胆酸钠（sdc）的100mm碳酸氢铵（abc）缓冲液（ph8.0）中。使用bca（二喹啉甲酸）测定（pierce）测量蛋白质浓度。随后将蛋白质样本（250□克）转移到10kdamwco旋转过滤器（vivaspin500,sartorius），浓缩，用abc缓冲液冲洗，并用测序级胰蛋白酶原位消化（clarkson等人,2017）。随后使胰蛋白酶肽溶液通过旋转过滤膜，调节至1%甲酸以沉淀剩余的sdc，并用水饱和的乙酸乙酯从肽溶液中除去沉淀物。使用speedvac浓缩肽样本，通过bca测定测量并使用带有自动进样器送入（plumed）的vanquishuhplc通过自动化2dlc-ms/ms进行分析，所述自动进样器直接与qexactiveplus质谱仪（thermoscientific）在线连接，其偶联到内部拉出的（in-housepulled）用30cmkinetexc18树脂装填的75微米id纳米喷雾发射器上的配有100μmid三相后柱[rp-scx-rp；反相(5μmkinetexc18)和强阳离子交换(5μmlunascx)色谱树脂；phenomenex]。对于每个样本，将12μg肽自动装载、脱盐、分离并跨四个连续的乙酸铵盐组分（35、50、100和500mm）分析，各自随后是105分钟有机梯度。通过qexactiveplus上的数据依赖性获得对洗脱的肽进行测量和测序（clarkson等人,2017）。[0402]用myrimatchv.2.2（tabb等人,2007）针对蛋白质组数据库搜索ms/ms谱以估计错误发现率（fdr），所述蛋白质组数据库衍生自与主要膳食蛋白质序列、常见蛋白质污染物和反向条目（reversedentries）联系的限定模型群落中的菌株基因组。由于多形拟杆菌7330的相对丰度在第6天较低[对于所有组为0.05%±0.041%(平均值±sd)]，我们选择分析所有映射到多形拟杆菌vpi-5482蛋白质组的肽，无论它们是否也映射到多形拟杆菌7330。肽谱匹配（psm）需要是完全胰蛋白酶的，具有任何数量的未酶切位点，并含有在半胱氨酸上的57.0214da的静态修饰和在甲硫氨酸上的15.9949da的动态修饰。psm用idpickerv.3.0（ma等人,2009）过滤，在肽水平上具有实验范围的fdr＜1%。通过曲线下的色谱面积（idpicker中的无标记量化选项）评估肽强度。为了去除极端序列冗余的情况，在数据库搜索后以100%序列一致性使群落宏蛋白质组聚类[uclust；(edgar,2010)]，并且肽强度被总计到其相应的蛋白质组/种子上以估计总蛋白质丰度。只有当在至少一个实验组中以超过3个生物学重复品检测到蛋白质时，该蛋白质才被包括在分析中。使用平均值减去2.2×标准偏差，具有宽度为0.3×标准偏差，输入缺失值以模拟质谱仪的检测极限。四种附加的输入分布产生结果，该结果在由纤维处理诱导的丰度倍数变化和统计学显著性方面与该方法大致一致。[0403]多分类单位inseq—多分类单位inseq允许在同一受体悉生小鼠中同时分析多个突变体文库，由于marinertn载体（marinertnvector）在每一端含有mmei位点加上分类单位特异性条形码的事实。mmei消化在限制酶的识别位点远端位点20-21bp处切割基因组dna，使得可以通过测序侧翼基因组序列和分类单位特异性条形码在给定的饮食/群落背景中确定tn插入位点和每个tn突变体的相对丰度（wu等人,2015）。如前所述处理纯化的粪便dna（wu等人,2015）。用mmei消化dna，并将产物连接到样本特异性条形码衔接子上。在illuminahiseq2500仪器上进行测序，其中定制的索引引物提供用于插入的菌株特异性条形码。使用定制软件进行突变株频率的分析。对每只小鼠计算在实验第6天和第2天（对应于与纤维暴露前相比的纤维处理期）tn突变株丰度的log比率。[0404]pul命名法和同源性—所有pul分配均基于cazypul数据库（www.cazy.org/puldb）中存在的“新组装”基因组来进行（terrapon等人,2018）。pul的所有边界均是算法限定的（在puldb中被列为“预测pul”）。基于先前公布的实验数据集，多形拟杆菌pul7的算法限定的边界被扩展以包括相邻的阿拉伯糖操纵子（schwalm等人,2016）。三个或更多个相邻碳水化合物活性酶的簇定义为“多糖利用补体”。pul中基因之间的同源性使用交互blastp方法以1×10-9的e值阈值来确定，针对来自群落中其它物种的参考基因组查询cazy注释的pul中所含的每种蛋白质产物。[0405]聚糖涂布的磁珠的生成—小麦阿拉伯木聚糖和冰岛苔藓地衣多糖购自megazyme（p-waxyl,p-lichn），并且酵母α-甘露聚糖购自sigma-aldrich（m7504）。多糖溶解在水中（对于豌豆纤维，浓度为5mg/ml，对于阿拉伯木聚糖和地衣多糖，浓度为20mg/ml），超声处理并加热至100˚c下1分钟，随后以24,000×g离心10分钟以除去碎片。将溶解在dmso（10mg/ml）中的tfpa-peg3-生物素（thermoscientific）以1:5（v/v）的比率添加到多糖溶液中。对样品施以uv照射10分钟（uv-b306nm，总计7844mj），并随后稀释1:4以促进在7kdzeba旋转柱（thermoscientific）上脱盐。[0406]将生物素化多糖与几种生物素化荧光团（pf-505、pf-510lss、pf-633、pf-415；浓度均为50ng/ml；均获自promokine）中的一种混合。将该制剂的500μl等分试样与107个顺磁性链霉亲和素涂布的二氧化硅珠（lskmagt,milliporesigma）在室温下温育24小时。用1mlhntb缓冲液（10mmhepes，150mmnacl，0.05%tween-20，0.1%bsa）离心洗涤珠粒三次，随后添加在hntb中的5μg/ml链霉亲和素（jacksonimmunoresearch）（室温下温育30分钟）。如前所述洗涤珠粒，并且随后与250μl生物素化的多糖制剂一起温育。洗涤、链霉亲和素和多糖温育步骤重复三次。将珠粒制剂使用ariaiii细胞分选仪（bdbiosciences）评估以证实充分标记，并且随后将其通过gc-ms（参见下文）分析以量化结合的碳水化合物的量。[0407]珠粒的施用和回收—在生物安全柜中用70%乙醇温育珠粒1分钟，随后使用磁力架用1ml无菌hntb洗涤三次。将不同的珠粒类型合并、稀释，并等分为107个珠粒/650μlhntb无菌eppendorf微量离心管。使用ariaiii细胞分选仪和countbright荧光微球（bdbioscience）计数每个等分试样中的珠粒数目。将含有珠粒的试管引入悉生隔离器中，并且通过口服强饲（每只小鼠600μl）施用珠粒。将用于确定输入碳水化合物含量的对照珠粒的单独的等分试样在37℃下储存在黑暗中，直到完成从小鼠粪便或盲肠样本收集实验珠粒。[0408]对于无菌小鼠实验，给动物喂食hisf-lofv饮食两周，并且随后用珠粒强饲；在强饲之后的4至12小时间隔期间收集所有的粪便丸粒。在此时间期间，除去垫草，并且将小鼠放置在格栅笼底部（有食品和水的入口）；将笼底部放置在笼底板上0.5厘米深的无菌水层的正上方，以防止丸粒干燥。对定殖的动物，在安乐死时施用珠粒四小时后收集盲肠和结肠内容物。将回收的样本立即放置在冰上的无菌水中。[0409]使粪便、盲肠和输入样本涡旋并通过尼龙网（100μm孔径）过滤。腔内容物的所得悬浮液在无菌percollplus（gehealthcare）上分层，并在500×g下离心5分钟。从percoll层下面收集珠粒，并使用磁力架洗涤四次，每次用1ml新鲜hntb洗涤。如前所述通过流式细胞术计数回收的珠粒，通过尼龙网（40μm孔径，bdbiosciences）过滤，并在4℃下储存整夜。使用ariaiii分选仪（平均分选纯度，96%）基于荧光将珠粒分选回它们的多糖类型。将分选的样本离心（500×g，5分钟）以沉淀（pellet）珠粒，并将珠粒转移至96孔板中。所有珠粒样本与1%sds/6m尿素/hntb一起在室温下温育10分钟以除去外源组分，使用磁板支架用200μlhntb洗涤三次并且随后在4℃下储存整夜，随后进行单糖分析。[0410]通过gc-ms分析珠粒结合的聚糖——通过取等分试样用于在ariaiii细胞分选仪上分析来确定每个分选样品中珠粒的数量和纯度。将来自每个样品的相等数量的珠粒转移到新的96孔板中，并用磁性板架除去上清液。对于酸水解，将200μl2m三氟乙酸和250ng/ml肌醇-d6（cdn同位素；添加（spike-in）对照）添加到每个孔中，并将全部体积转移到300μl玻璃小瓶（thermofisher；目录号c4008-632c）中。取另一等分试样以验证每个样品中珠粒的最终数量。单糖标准品包含在单独的孔中，并与其它样品平行地施以水解方案。用teflon衬里的硅酮盖（thermofisher）压接小瓶，并在100℃在摇动下温育2小时。随后冷却小瓶，旋转以沉淀珠粒，并除去它们的盖。收集上清液的180μl等分试样并转移到新的300μl玻璃小瓶中。将样品在speedvac中干燥4小时，在20μlo-甲氧基胺（15mg/ml吡啶）中在37℃下甲氧基化15小时，随后在20μlmstfa/tmcs[n-甲基-n-三甲基甲硅烷基三氟乙酰胺/2,2,2-三氟-n-甲基-n-(三甲基甲硅烷基)-乙酰胺，三甲基氯硅烷]（thermofisher）中在70℃下三甲基甲硅烷基化1小时。在将用于注射的样品装载到耦合到5977bms检测器（agilent）上的7890b气相色谱系统上之前，添加一半体积的庚烷（20μl）。使用单糖标准曲线确定在分选珠粒的每个样品中检测到的每种单糖的质量。随后将该质量除以每个样品中的最终珠粒计数，以产生每个珠粒的可回收单糖质量的测量值。[0411]量化和统计分析—使用来自每种饮食处理的第6天和第7天的数据，在r编程环境中在三个纤维筛选实验的每一个中为每种物种产生混合效应模型。将粪便中该物种的相对丰度（或通过粪便dna产率衡量的相对丰度）用作因变量，并将施用的纤维的浓度（每个实验测试10至13种纤维）以及实验日用作自变量。混合效应模型并入了描述个体小鼠的重复测量的术语。在解纤维素拟杆菌未能定殖的罕见情况下（60只小鼠中的5只），动物不被视为是生物复制品，因为它们纳有不同的微生物群；将它们从模型中省略。进行anova（用satterthwaite自由度近似法）来评价模型中个别项目的重要性（fdr校正的p值截止值为0.01）。基于条件r2值（并入随机因子）和残差与cook距离的图（基于这些评估不排除样本）评估模型。[0412]对于copro-seq分析，使用混合效应模型以时间作为分类变量，包括第2天作为预处理时间点来评估组间差异。对于省略实验，将每种菌株的丰度作为除省略的一种或多种菌株之外所有其它菌株的比例用于统计学检验。使用anova（fdr校正的p值截止值为0.05）鉴定模型中的显著性术语。mann-whitneyu检验用于分析感兴趣的个别时间点。[0413]对于定量蛋白质组学，使用limma确定蛋白质丰度的显著差异（ting等人,2009）。对于多分类单位inseq分析，在分位数标准化之后，使用limma-voom（law等人,2014）分析突变株丰度。limma-voom中的一般线性模型框架允许我们进行适度的t检验以确定对照vs.补充纤维的饮食的背景下适应度差异的统计学显著性（p＜0.05，fdr校正）。使用mann-whitneyu检验计算珠粒样本之间单糖丰度的显著差异。所有测试都是双尾的。[0414]数据和软件可用性——后处理和数据分析之前原始格式的v4-16srrna序列的数据集，加上copro-seq和inseq数据集已经保藏于欧洲核苷酸档案库，研究登录号为prjeb26564。所有lc-ms/ms蛋白质组学数据已经以登录号msv000082287（massive）和pxd009535（proteomexchange）保藏在massive数据库中。inseq软件：github.com/mengwu1002/multi-taxon_analysis_pipeline。copro-seq软件：github.com/nmcnulty/copro-seq。[0415]实施例9ꢀ–ꢀ甜菜阿拉伯聚糖降解本实施例描述了用于将多糖附着到顺磁性玻璃珠粒上的替代方法。为了将多糖共价固定到顺磁性玻璃珠粒上以用作肠道微生物群生物化学功能的生物传感器，开发了具有独特化学官能的珠粒。胺官能团作为化学处理被添加到珠粒表面，因为它们在中性ph下的亲核性质和它们在多重生物结合反应中的效用（koniev等人,2015）。假设胺官能团可以用于两个关键功能：1）添加荧光团用于多重分析单个动物或受试者体内的多种珠粒类型，和2）活化多糖的共价固定（图12）。[0416]为了将胺安装在珠粒表面上，在水的存在下，将活化的胺-甲硅烷基试剂(3-氨基丙基)三乙氧基硅烷（atps）与珠粒反应。在相同的反应条件下，用甲基膦酸3-(三羟基甲硅烷基)丙酯（thpmp）进行含atps的反应可以产生两性离子表面。附加的膦酸酯官能对于减少与珠粒表面的非特异性结合是重要的（bagwe等人,2006）。表面改性的顺磁性二氧化硅珠粒的ζ电势用于监测胺和膦酸酯官能团二者在珠粒表面上的添加（图13a）。[0417]在掌握了荧光胺-膦酸酯顺磁性玻璃珠粒的情况下，我们接下来试图共价固定在珠粒表面上的感兴趣的多糖。与蛋白质、肽和核酸相比，由于多糖内天然存在的有限的化学官能度，缺乏与多糖生物结合的策略。我们选择使用氰基（cn-）供体产生氰基酯来活化多糖。合适的氰基供体包括但不限于溴化氰（cnbr）（glabe等人,1983）和有机腈供体1-氰基-4-二甲基氨基吡啶四氟硼酸盐（cdap）（lees等人,1996）。两种供体均已用于在琼脂糖珠粒上产生亲和基质和合成多糖-结合物疫苗；具体而言，cdap活化和结合用于开发肺炎球菌结合疫苗（lees等人,1996；ridaura等人,2013）。我们选择cdap，因为其在dmso中的溶解性以及它比cnbr对ph更不敏感和毒性更小的事实。将cdap溶解在dmso中，并且在催化三乙胺的存在下添加到多糖溶液中。cdap从天然存在于多糖中的羟基非特异性地产生成氰基-酯亲电体（图14）。活化后，添加荧光胺-膦酸酯珠粒。令溶液反应整夜。珠粒表面的胺与活化多糖的氰基酯基团的反应产生易受影响的异脲键，其在添加氢化物供体的情况下被还原成稳定的共价键。我们选择2-甲基吡啶硼烷，但是更严苛的供体如硼氢化钠或氰基硼氢化钠也可以起作用。多糖在珠粒表面上的固定和异脲键的还原对珠粒荧光具有极小影响至没有影响。[0418]经由表面固定的多糖的酸水解和使用气相色谱质谱（gc-ms）定量释放的单糖来定量珠粒表面上的多糖固定。使用2m三氟乙酸来水解多糖，并使用游离单糖作为标准物将释sigma；目录号：lskmagn01）在水中的溶液中添加等摩尔量的(3-氨基丙基)三乙氧基硅烷（atps）（sigmaaldrich）和甲基膦酸3-(三羟基甲硅烷基)丙酯（thpmp）（sigmaaldrich）（bagwe等人,2006；soto-cantu等人,2012）。在50℃下在振荡下使反应进行5小时。使用磁体用水反复洗涤珠粒来终止反应。[0424]ζ电势测量：测量ζ电势以追踪珠粒表面的修饰。使用一次性malvernζ电势比色皿在malvernzen3600上获得ζ电势测量值。使用作为材料的sio2和作为分散剂的水的折射率，在仪器的默认设置下获得测量值。将珠粒重新悬浮在10mm（4-(2-羟乙基)-1-哌嗪乙磺酸）（hepes；ph7.2）中至5×105个/毫升的浓度，并一式三份进行分析。起始珠粒和用atps或thpmp单官能化的珠粒的ζ电势用作标准。[0425]膦酸胺珠粒的荧光团标记：荧光团共价结合到珠粒表面以促进在单个动物内多重分析多种珠粒类型。将n-羟基琥珀酰亚胺酯（nhs）活化的荧光团以1mm溶解在二甲亚砜（dmso）中。将重新悬浮的荧光团稀释到20mmhepes（ph7.2）和50mmnacl的溶液中至100nm的最终浓度，并与膦酸胺珠粒一起在22℃下温育50分钟。用水重复洗涤珠粒以终止反应。使用流式细胞术对每种珠粒类型评估荧光团标记程度。可以经由流式细胞术可靠且容易地区分珠粒群体时，所用荧光团的浓度最低。荧光团及其来源：alexafluor488nhs酯（lifetechnologies；目录号：a20000），promofluor415nhs酯（promokine；目录号：pk-pf415-1-01），promofluor633pnhs酯（promokine；目录号：pk-pf633p-1-01）和promofluor510-lssnhs酯（promokine；目录号：pk-pf510lss-1-01）。[0426]膦酸胺珠粒乙酰化：珠粒表面胺的乙酰化用于证实荧光团和多糖二者对珠粒表面的特定连接。当强饲给小鼠时，乙酰化的珠粒也用作空珠粒对照物。珠粒表面的胺在无水条件下使用乙酸酐乙酰化。用多种溶剂重复洗涤膦酸胺珠粒，目的是将珠粒重新悬浮在无水甲醇中；将珠粒在水中洗涤，随后在甲醇中洗涤，随后在无水甲醇中洗涤。随后添加作为碱的吡啶（0.5体积当量），接着添加乙酸酐（0.5体积当量）。令反应在22℃下进行3小时，并且随后用水反复洗涤以淬灭。所述乙酰化条件对受试的四种荧光团中的任意一种的荧光均没有影响。[0427]多糖对膦酸胺珠粒的结合：在加热和超声处理的情况下将多糖以3-10mg/ml溶解在50mmhepes（ph8）中。向含有三甲胺（0.5当量）的多糖（5mg/ml）溶液中添加溶解在dmso中的1-氰基-4-二甲氨基吡啶四氟硼酸盐（cdap；sigmaaldrich；1当量）。发现cdap的最佳浓度为0.2mgcdap/mg多糖。将多糖/cdap溶液在22℃下混合5分钟以使多糖活化。将重新悬浮在50mmhepes（ph8）中的膦酸胺珠粒添加到活化的多糖溶液中，并令反应在22℃下进行15小时。任何聚集的珠粒用光超声处理重新悬浮。通过添加溶解在dmso中的2-甲基吡啶硼烷（10%重量:重量）并在40℃下温育40分钟来减少珠粒与多糖之间的所得异脲连接。采用在水中并随后在20mmhepes（ph7.2）、50mmnacl中重复洗涤来终止反应。所述多糖结合或还原的反应条件对受试的四种荧光团中的任一种的荧光既有极少或没有影响。[0428]珠粒计数：根据制造商建议的方案，使用countbrightabsolutecountingbeads（thermofisherscientific；目录号：c36950）用流式细胞术测定溶液中的珠粒的绝对数目。[0429]珠粒集中并强饲给悉生小鼠：由荧光团标记的多糖涂布的膦酸胺珠粒制备每种珠粒类型的相等数目的库。将所需数量的给定珠粒类型用70%乙醇灭菌10分钟，随后用无菌水和20mmhepes（ph7.2）、50mmnacl、0.01%牛血清白蛋白和0.01%tween-20洗涤。随后将不同的珠粒类型集中成单一混合物。[0430]在牺牲前4-6小时，将集中的珠粒混合物（10-15×106个珠粒）强饲给悉生小鼠。使用珠粒密度和磁性从盲肠内容物中收获珠粒。使用荧光激活细胞分选（facs；bdfacsariaiii）将珠粒分选回原始珠粒类型。[0431]多糖降解的定量：通过定量珠粒通过小鼠后从珠粒结合的多糖水解的单糖量来测定多糖降解。为此，将相等数目的珠粒放置在压接顶部（crimp-top）玻璃小瓶中，并在95℃下用2m三氟乙酸水解2小时。在减压下将溶液减压至干燥。释放的单糖用甲氧基胺（15mg/ml在吡啶中）在37℃下还原15小时。使用n-甲基-n-三甲基甲硅烷基三氟乙酰胺（mstfa）+1%2,2,2-三氟-n-甲基-n-(三甲基甲硅烷基)-乙酰胺、氯三甲基硅烷（tcms）（thermofisherscientific；目录号：ts-48915）在60℃下将羟基甲硅烷基化1小时。样本用庚烷稀释并在agilent7890a气相色谱系统上通过gc-ms进行分析，该系统与5975c质谱仪检测器（agilent）连接。单糖组成和定量使用同时衍生的化学标准物来确定。[0432]实施例10本实施例描述了确定是否存在实施例2-6中使用的豌豆纤维制剂的生物活性组分的实验，所述生物活性组分导致提高了在悉生小鼠中安装的模型人肠道群落中呈现的靶向拟杆菌属的表现。豌豆纤维制剂在越来越严苛的条件下用水溶液经受提取以便差异地溶解组分（pattathil等）（图18）。总计分离8个级分，并对蛋白质含量（bca测定）、总碳水化合物含量（苯酚-硫酸测定(masuko等人)）和分子尺寸（具有蒸发光散射检测器的高效液相色谱-尺寸排阻色谱）进行了表征。测定了每个级分的单糖组成（多糖甲醇分解，随后进行气相色谱-质谱(gc-ms；(doco等人)）（图19）。作为部分甲基化的糖醇乙酸酯（pmaa）测定碳水化合物连接（doares等人）。[0433]选择使用最严苛条件（4mkoh在22℃下24小时）获得并含有高相对含量阿拉伯糖和半乳糖的级分8用于进一步评估。基于其单糖组成和获自pmaa连接分析的结果（表13、14），似乎（i）级分8很大程度上由主要在直链α1-5l-阿拉伯呋喃糖主链的2-位置处支化或在2-和3-位置处双支化的阿拉伯聚糖组成（图20），和（ii）阿拉伯聚糖共价连接到含有半乳糖醛酸、半乳糖和鼠李糖的小果胶片段上。豌豆纤维阿拉伯聚糖的结构比更通常观察到的阿拉伯聚糖结构更高度支化和空间位阻，例如几乎仅在3-位置处支化的市售甜菜阿拉伯聚糖（megazyme；目录号：p-arab）（表13，14）。除了阿拉伯聚糖外，级分8含有较少量的两种未与阿拉伯聚糖共价结合的附加植物多糖：少量木聚糖（线性β1-4木糖）和少量淀粉（α1-4葡萄糖）。[0434]使用与初始分级中所用类似的程序按比例放大级分8的分离方法以提供足以用于悉生小鼠中研究的量（产率22%±2%重量:重量）（图21）。简而言之，首先在室温下用1mkoh+0.5重量%硼氢化钠处理50克的豌豆纤维制剂24小时以溶解淀粉、蛋白质、游离寡糖和其它较小的化合物。随后将混合物在3,900g下离心20分钟。收集丸粒并重新悬浮在4mkoh+0.5重量%硼氢化钠中，并在室温下搅拌24小时。混合物再次在3,900g下离心20分钟。随后在冷浴中用4m乙酸中和含有目标多糖的上清液。随后在以3.75:1的比向混合物中添加乙醇并冷却至-20℃后沉淀提取的多糖。该沉淀多糖随后通过在4℃下以3,900g离心20分钟来收集。随后将收集的丸粒压碎并在4℃下在80%乙醇中洗涤以除去有机物如多酚。后一步骤重复三遍。随后将最终的丸粒在干燥氮气下干燥整夜以产生“级分8”。[0435]接着，经由在95℃水浴中温育并超声处理将级分8（150mg）溶解在50mm苹果酸钠（ph6）+2mm氯化钙（30毫升）中来产生5mg/ml的溶液。向其中添加3.5mg淀粉葡糖苷（megazyme；目录号：e-amgfr）和1.25mgα-淀粉酶（megazyme，目录号：e-panaa）作为50mm苹果酸钠（ph6）+2mm氯化钙中的3mg/ml储备溶液。通过在37℃下温育4小时来消化淀粉。通过在90℃温育30分钟，经由酶变性来终止消化。用3.5kda分子量截止值蛇皮透析管（thermofisher，目录号：88244）对ddh20进行广泛透析来除去由淀粉消化产生的葡萄糖产物。经由冻干法干燥样本，产生酶促脱淀粉级分8。如上所述进行单糖分析和糖基键分析（表16和表17）。酶促脱淀粉级分8随后用于以下动物实验。[0436]四组喂食hisf-lofv饮食的成年c57bl/6j雄性小鼠用包含14种培养的、测序的人肠道菌株的确定群落来定殖（ridaura等人）（n=5只小鼠/组；表15，图22）。定殖两天后，将三个实验组中的小鼠转换为补充有（i）10%(wt:wt)豌豆纤维制剂（计算消耗16.6g/kg小鼠体重/天），（ii）100mg/小鼠/天的酶促脱淀粉级分8（3.3g/kg/天），或（iii）100mg/小鼠/天的甜菜阿拉伯聚糖（3.3g/kg/天）的hisf-lofv饮食。第四对照组接受未补充的hisf-lofv饮食。[0437]给予小鼠随意获取饮食10天，此时所有动物都被强饲多糖涂布的顺磁性荧光珠粒。在强饲珠粒后4小时，将动物牺牲。经由从顺序收集的粪便样本和从实验结束时收获的盲肠内容物中纯化的dna的短读长鸟枪测序（copro-seq）来评估细菌群落组成（mcnulty等人）。[0438]对定殖后第11天收集的粪便样本中群落成员相对丰度的主要组分分析揭示，所有3种实验饮食产生了与消耗对照未补充hisf-lofv饮食的小鼠的微生物群落构型不同的微生物群落构型（图23）。值得注意的是，补充有酶促脱淀粉级分8的小鼠的微生物群落在组成上类似于其饮食补充有豌豆纤维制剂的小鼠的微生物群落，但与那些消耗补充了甜菜阿拉伯聚糖的hisf-lofv饮食的小鼠的不同。[0439]图24中呈现了不同聚糖对属于四个处理组的小鼠粪便微生物群中群落成员的表现的影响的时间序列分析。与未补充的hisf-lofv饮食相比，用酶促脱淀粉级分8和豌豆纤维制剂进行补充增强了卵形拟杆菌atcc8483和多形拟杆菌vpi-5482的适应度（相对丰度）。通常，所有拟杆菌属对豌豆纤维制剂和酶促脱淀粉级分8的响应是类似的（通过它们的相对丰度来判断），一个例外是解纤维素拟杆菌wh2，其在豌豆纤维制剂的存在下在群落中实现了更高的表现。相反，甜菜阿拉伯聚糖与豌豆纤维制剂和酶促脱淀粉级分8二者的区别在于，普通拟杆菌atcc8482的丰度分数提高，而对卵形拟杆菌没有显著影响。总之，这些结果揭示了酶促脱淀粉级分8能够重复对其衍生自的豌豆纤维制剂的群体组成的大部分影响，并且还突出了不同拟杆菌属物种对由不同植物来源制备的阿拉伯聚糖的响应的结构特异性。[0440]我们接下来试图量化每个个别小鼠的微生物群的体内降解能力如何随膳食纤维补充而变化。为此，我们使用了微观顺磁性二氧化硅珠粒（平均直径=10μm），其具有来自酶促脱淀粉级分8的共价结合聚糖或具有纯化的甜菜阿拉伯聚糖。每种珠粒类型可以基于其独特的共价连接的荧光团来区分。空对照珠粒不含结合的聚糖。将珠粒集中并强饲给已经用确定的群落定殖并喂食未补充的hisf-lofv或补充有豌豆纤维制剂、酶促脱淀粉级分8或纯化甜菜阿拉伯聚糖的hisf-lofv的小鼠。保持为无菌喂食酶促脱淀粉级分8补充的hisf-lofv的单独动物组用作对照（n=5只小鼠/处理组）。[0441]在强饲珠粒混合物后4小时对来自所有组的动物实施安乐死。随后基于其密度和磁性将珠粒与盲肠内容物分离，并使用荧光激活细胞分选（facs）纯化每种珠粒类型（图25）。为了比较每种暴露于饮食的微生物群的体内降解能力，将回收的分选珠粒进行酸水解以便以游离单糖形式释放所有残余的珠粒结合多糖，所述游离单糖随后使用gc-ms来定量。[0442]无菌对照物与含有确定的人肠道细菌聚生体的动物的比较证实，从不同珠粒类型中除去阿拉伯聚糖是定殖依赖性的。此外，在施用于无菌或定殖动物的空珠粒中没有检测到阿拉伯糖（图26）。当用补充有豌豆纤维制剂的hisf-lofv饮食喂食定殖的小鼠时，与消耗未补充饮食的小鼠相比，从具有结合级分8聚糖或甜菜阿拉伯聚糖的珠粒中除去阿拉伯糖显著增强（分别地，p=0.018和0.025；未成对t-检验）（图26）。这些结果表明，豌豆纤维制剂具有将确定群落的功能构造改变为处理含阿拉伯聚糖的多糖的能力增强状态的能力。与在喂食未补充的hisf-lofv饮食的小鼠中观察到的阿拉伯糖去除相比，喂食补充有酶促脱淀粉级分8或甜菜阿拉伯聚糖的hisf-lofv饮食的小鼠在两种珠粒背景下都表现出增强阿拉伯糖去除的趋势（图26）。这些结果可能表明，与结构上结合的组成更复杂的豌豆纤维制剂相比，由豌豆纤维（级分8）制备的纯化（“游离”）形式的阿拉伯聚糖或甜菜阿拉伯聚糖更有效地与珠粒结合的阿拉伯聚糖竞争被群落成员降解/消耗，即，这种更复杂的形式在它们可被模型人肠道微生物群中表现的阿拉伯聚糖消费者利用之前需要通过碳水化合物活性酶进行附加的加工。[0443]表13.纯化甜菜与级分8制剂中每种检测连接的百分比丰度分数a这2个峰重叠；基于ms碎片来预测百分比。[0444]表14ꢀ–ꢀ相对于纯化甜菜和级分8中的总阿拉伯糖键，每种检测的阿拉伯糖键的百分比丰度分数a与另一峰重叠的峰；基于ms碎片评估百分比。[0445]表15ꢀ–ꢀ包含模型确定人肠道群落的菌株细菌菌株引文卵形拟杆菌atcc8483inseqridaura等人解纤维素拟杆菌wh2inseqridaura等人多形拟杆菌atcc7330inseqridaura等人多形拟杆菌vpi-5482inseqridaura等人普通拟杆菌atcc8482inseqridaura等人粪便拟杆菌tsdc17.2wu等人芬氏拟杆菌tsdc17.2wu等人马赛拟杆菌tsdc17.2wu等人产气柯林斯菌tsdc17.2wu等人[0446]表16ꢀ–酶促脱淀粉级分8中连接的百分比丰度分数[0447]表17—阿拉伯糖单糖的丰度分数。丰度是相对于阿拉伯糖总含量的。数据由酶促脱淀粉级分#8经由gc-ms分析以部分甲基化的糖醇乙酸酯的形式生成的，该gc-ms分析得到了chemicalsciences,geosciencesandbiosciencesdivision,officeofbasicenergysciences,u.s.departmentofenergygrant(de-sc0015662)对doeꢀ–ꢀ在complexcarbohydrateresearchcenter的centerforplantandmicrobialcomplexcarbohydrates的支持[0448]实施例11在各种产品形式中，评估了纤维制剂对与生产（例如面团加工性能等等）和感官品质（例如味道、质地等等）有关的许多属性。“可接受的”产品（a）被确定具有合适的加工性能、味道和质地。“不可接受的”产品（u）在加工性能、味道和/或质地方面有缺陷。[0449]表18总结了三种纤维组合物的测试结果。在每种产品形式中，所示纤维组合物提供3克、6克或10克的膳食纤维。其余成分贡献了附加的膳食纤维。“豌豆”组合物由100重量%的豌豆纤维组成。“2纤维”组合物由33重量%的豌豆纤维、36重量%的高分子量菊粉、11重量%的橙纤维和20重量%的大麦纤维组成。在表a、表b、表c1、表e和表f1中提供了各种纤维制剂的属性。[0450]表18[0451]基于上述测试，进行了附加的工作以便通过优化给定产品形式中的附加成分来进一步改善总体感官属性。表19含有几种代表性产品。[0452]表19[0453]实施例12–17的引言实施例12-17描述并执行了用于开发微生物群导向食品（mdf）的方法，其以改善营养状态的方式重构肠道群落。向用来自九名肥胖成年人的微生物群定殖的悉生小鼠喂食补充有不同植物纤维制剂的原型西方饮食，其富含饱和脂肪且贫含水果和蔬菜（hisf-lofv）。使用特征还原方法鉴定微生物群中细菌分类单位、碳水化合物活性酶基因（碳水化合物活性酶）和代谢途径的纤维区分响应。将含有一种、两种或四种纤维制剂的点心食品原型施用于消耗受控hisf-lofv饮食的超重或肥胖成年人2-3周长的时间段。对连续取样的微生物群和～1300种血浆蛋白质的分析鉴定了碳水化合物活性酶的表现中的纤维特异性变化，其与指示健康状态改善的蛋白质组变化相关。[0454]实施例12.悉生小鼠中hisf-lofv饮食的影响基于其可购性、可靠的来源、预测/已知的感官性质和假定的混入食品原型的可行性，选择了要包括在纤维补充的hisf-lofv（富含饱和脂肪且贫含水果和蔬菜）饮食中的三种植物纤维制剂。从豌豆pisumsativum、橙citrussinensis的泡状果肉和大麦（hordeumvulgare）的麸皮中分离的纤维均含有一组不同的聚糖成分。阿拉伯聚糖和聚半乳糖醛酸是豌豆纤维中最丰富的聚糖，如通过单糖组成（22.4%阿拉伯糖[ara]和13.9%半乳糖醛酸[gala]）以及通过全甲基化分析检测α-1,5-ara和α-1,4-gala键来限定（表26）。在使用由单一ln供体培养的肠道菌株的20个成员的聚生体定殖的悉生小鼠中，揭示了豌豆纤维诱导多形拟杆菌丰度显著提高（15）。它们的粪便宏蛋白质组的正向遗传筛选和高分辨率质谱分析鉴定了作为重要的适应度因子的基因表达的豌豆纤维依赖性的提高；它们编码糖苷水解酶（gh）家族gh51、gh43_4和gh146的成员，其切割线性α-1,5-ara键以及α-1,2-和α-1,3-ara支化键（15）。橙纤维还含有阿拉伯聚糖和聚半乳糖醛酸，但与豌豆纤维相反，聚半乳糖醛酸占主导（13.9%ara，42.9%gala）（表26）。施用橙纤维还导致多形拟杆菌丰度的显著提高（15）。大麦麸含有17%混合键β-葡聚糖；阿拉伯糖和木糖（7.1%和9.9%）表现为阿拉伯木聚糖中（具有末端α-1,2-和α-1,3-连接的阿拉伯糖取代的线性β-1,4-连接的木糖）（表26）。大麦麸是在我们先前的研究中在悉生小鼠中筛选的最具活性的纤维之一，对于纤维中每1%w/w的增加，卵形拟杆菌的相对丰度产生3%的提高（15）。在消耗补充橙纤维或大麦麸的hisf-lofv饮食的小鼠中没有进行正向遗传学和蛋白质组学分析。[0455]用获自九名32-41岁患有肥胖症的妇女之一的粪便样本各自定殖九组12至16周龄的悉生小鼠。对每个处理组中的每只小鼠进行图30a中总结的饮食波动方案。用10%(w/w)的三种类型食品级纤维之一（参见图34、表20和表26）补充基础hisf-lofv饮食。小鼠单调地消耗每种补充纤维的hisf-lofv饮食10天。在消耗补充纤维的饮食的每个时期之间给予未补充的hisf-lofv饮食10天，在每个10天周期的前一天和最后一天获得粪便样本。由粪便样本制备dna，通过细菌16srdna基因的可变区4（v4）的pcr产生扩增子以鉴定微生物群中的细菌分类单位，并对整个群落dna进行鸟枪测序以鉴定微生物群中的基因。鉴定了总计381个分类单位[扩增子序列变体(asvs)]（包括在分析中的阈值：在从69个微生物群移植受体收集的至少五个样本中以≥0.1%的相对丰度存在）。组装粪便微生物群的鸟枪测序读数并注释。注释集中于（i）碳水化合物活性酶（cazy）数据库[包括糖苷水解酶、多糖裂解酶、碳水化合物-结合模块和糖基转移酶（16）中表现的碳水化合物-活性酶的表现，和（ii）涉及碳水化合物利用与发酵、氨基酸生物合成和b-维生素/辅因子（后者在无数代谢反应中起关键作用）的代谢途径。代谢途径注释基于rast/seed平台；该平台将基于同源性和基因组背景的证据与已知的酶反应和营养转运蛋白组合在一起，以便将基因分组为“微生物群落（mc）子系统”ꢀ（mcseed子系统），所述微生物群落子系统捕获并投影数千微生物基因组中特定代谢途径/模块的变异（17-19）。[0456]表20[0457]实施例13.膳食纤维对微生物群落构造的影响奇异值分解（svd）是用于在经常寻求信息的实质压缩的情况下降维的方法（图30b）。但是，svd的基本限制在于其只可以用于包括两种特征类型的数据集（例如样本为行，微生物基因或分类单位为列）。在使用第三特征类型（时间数据或不同条件）的情况下，可以采用svd推广至更高维度，称为“高阶奇异值分解”（ho-svd）。简而言之，该技术涉及数据中包括的所有维度中的变化，并且可以扩展到任意数量的维度（细节见图30b和方法）。[0458]通过考虑初始的三个饮食阶段（在第14天未补充的hisf-lofv，在第24天hisf-lofv加豌豆纤维，并在第34天返回未补充的hisf-lofv）（图30c，图35），ho-svd用于评价对豌豆纤维的回应。通过计算从参考时间点（动物消耗未补充的hisf-lofv饮食的实验第14天）的log2倍数变化来转化asv的丰度分数值。ho-svd用于鉴定一组张量分量（tc），其指示消耗豌豆纤维造成的分类变化。通过改组张量的行（各小鼠）、列（各asvꢀ“分类单位”）和z轴（时间点）生成“随机化张量”。结果公开了两个张量分量涵盖了小鼠、分类单位和膳食条件之间的非随机共同变化。包括在分析中的57只小鼠中的每一只、检测的381个asv中的每一个、以及施加的三个饮食阶段（条件）中的每一个均有助于或“投影于”每个tc。对响应豌豆纤维的asv绘图揭示了对群落结构的显著影响（图35a）。在撤去豌豆纤维后十天，微生物群的构造尚未完全回到在第14天观察到的干预前的状态（图35a）。三个饮食阶段在tc1至tc2上的投影说明，两种张量均捕获了细菌分类群的丰度分数中的饮食依赖性变化（图35a）。图35b显示了tc1上的分类单位投影的直方图。这种响应的主要驱动因素是拟杆菌属的成员，包括多形拟杆菌和普通拟杆菌（图35b）。图35c-e中的热图显示了它们在暴露于豌豆纤维时丰度的提高，其中变化的程度在用不同的人供体微生物群强饲的小鼠之间不等。[0459]类似的编码碳水化合物活性酶的基因的基于ho-svd的研究公开了补充豌豆纤维后移植供体微生物群中显著的构造变化（图30c），包括编码属于糖苷水解酶家族43（gh43_2、gh43_9、gh43_17、gh43_18和gh43_19亚家族含有α-l-阿拉伯呋喃糖苷酶）的阿拉伯糖苷酶的基因的表现增加（图30d、e）。这一发现表明阿拉伯聚糖是几种人肠道拟杆菌属物种所利用的豌豆纤维中的主要多糖（15）。此外，鉴定了编码半乳糖苷酶（gh43_3、gh43_8、gh43_31家族含有β-d-呋喃半乳糖苷酶）和属于gh家族5（gh5_1、gh5_4、gh5_5和gh5_38）的β-1,4-葡聚糖酶的基因的表现与豌豆纤维相关的提高（图30e）。ho-svd还公开了利用豌豆纤维中主要存在的单糖（阿拉伯糖、木糖、鼠李糖和半乳糖醛酸；参见图35f-i）的mcseed途径的丰度的改变。值得注意的是，当在微生物群水平（碳水化合物活性酶和mcseed代谢途径）上定义时，对豌豆纤维的响应的人际差异程度小于在微生物群水平（asv）上定义的差异程度（比较图30e与图35c-e、h、i）。[0460]图36-39呈现了橙纤维与大麦麸的效果的类似ho-svd研究的结果。与多糖组成在豌豆纤维与橙纤维之间的类似性一致，在橙纤维施用过程中采样的粪便微生物群显示了涉及加工阿拉伯聚糖（gh43_2、gh43_17、gh43_18）、半乳聚糖（gh43_3、gh43_8、gh43_31）和聚半乳糖醛酸（pl1、pl9、pl10）的基因表现提高（图36b，c），以及涉及用于鼠李糖利用的mcseed途径的基因（图37g，h）的表现提高。如同豌豆纤维的情况，除bacteroidesnordii外，多形拟杆菌和普通拟杆菌是橙纤维响应下的主要驱动因素（图37b、c、d、e）。类似于豌豆纤维，在碳水化合物活性酶和mcseed代谢途径特征空间中，群落对橙纤维的响应的人际差异程度小于asv特征空间（比较图36c、d、e、f和图37c、d、e、h）。[0461]大麦麸产生了涉及加工β-葡聚糖（gh5_5、gh5_46）、阿拉伯木聚糖（gh43_1、gh43_12、gh43_16、gh43_35）和聚半乳糖醛酸（pl1、pl10、pl11）的基因（图38b，c，d，e，f）以及涉及阿拉伯糖和阿拉伯糖苷利用的mcseed途径的基因的表现提高（图39e-g）。与豌豆和橙纤维相反，blautiafaecis、ruminococcusbicirculans、单形拟杆菌和卵形拟杆菌是对消耗大麦麸的响应的主要驱动因素（图39b、c、d）。[0462]实施例14.在超重或肥胖的成人中测试含纤维点心食品为了评估获自悉生小鼠的结果可转用于人类的程度，我们进行了涉及超重或肥胖的12名参与者和含有豌豆纤维的食品原型的受控饮食研究（点心制剂参见表21a，并且受试者的描述参见表28）。在研究的前四天过程中，每个参与者在正常饮食的同时提供粪便样本。随后参与者遵循45天的方案，其中用等同的hisf-lofv饮食代替他们的正常饮食（表21b）。每35克点心（表21a）含有8.1克的膨化豌豆纤维（参见表26或膨化纤维制剂的单糖和糖苷键组合物）。考虑到由点心提供的能量，减少来自hisf-lofv饮食的能量摄入，使得总能量摄入是恒定的。在停止消耗点心后跟踪参与者14天，同时仍继续hisf-lofv饮食（干预后“清除阶段”）。使用“智能秤”监测每日体重，所述“智能秤”使用蜂窝网络将数据发送给研究团队。在用纤维点心处理期间或之后，不需要额外调节消耗的hisf-lofv饮食的量以维持恒定的体重。在研究期间的不同时间点，获得血液样本用于临床化学和血浆蛋白质组学分析，同时收集粪便样本（n=202）用于v4-16srdna扩增子和全群落鸟枪测序（图31a）。[0463]进行碳水化合物活性酶和mcseed代谢途径分量的表现的ho-svd以表征每个受试者的响应（图31a、c、f、g，图40，图41）。产生两个张量，其中行是受试者，列是微生物群基因（碳水化合物活性酶或mcseed代谢途径），并且第三维是三种饮食条件[单独的hisf-lofv(干预前阶段)，补充豌豆纤维的点心(3个点心/天)，和返回hisf-lofv(干预后阶段)，总计九个时间点]。图31c显示了肠道微生物群碳水化合物活性酶基因表现在开始消耗豌豆纤维点心后改变，并在干预停止时移向处理前的状态。在这些受试者中和在用来自不同的人供体的微生物群定殖的豌豆纤维处理的悉生小鼠中存在差异处理下碳水化合物活性酶的显著保守性；它们包括gh43亚家族阿拉伯呋喃糖苷酶和阿拉伯聚糖酶的成员（gh43_2、gh43_19）、gh5亚家族葡聚糖酶和葡糖苷酶的成员（gh5_1、gh5_4、gh5_5）、果胶裂解酶/果胶裂解酶（pl1、pl9）、鼠李半乳糖醛酸聚糖裂解酶（pl11）、藻酸盐裂解酶（pl6）和肝素裂解酶（pl13）[比较了图31f、g(人类)和图30e(小鼠)]。图31f、g（其绘制了相对于豌豆纤维点心的消耗开始时间(第14天)，人类受试者的微生物群中的碳水化合物活性酶基因丰度的log2倍数变化）中的热图公开了受试者之间豌豆纤维碳水化合物活性酶响应的变化。碳水化合物活性酶基于它们沿tc4的投影进行排序；仅显示了了正投影的前20个百分位中的那些。这种差异性碳水化合物活性酶数据集的层次聚类允许我们将具有类似微生物群响应的参与者分组到豌豆纤维点心消耗中。[0464]为了检查参与者的微生物群对豌豆纤维的生物转化，我们在动态多重反应监测（dmrm）下使用液相色谱三重四极质谱（lc-qqq-ms）来量化在干预前阶段结束时（第14天）、纤维点心的峰值剂量时（第29和35天）和在干预后阶段期间（第45和49天）收集的粪便样本中单糖的绝对浓度和糖苷键的相对丰度。在ho-svd-定义的差异性碳水化合物活性酶基因丰度的log2倍数变化（前20个百分位；通过时间和受试者来匹配）和归一化到第14天的单糖与糖苷键水平的log2倍数变化之间进行spearman等级交叉相关分析。豌豆纤维中的单糖丰度（阿拉伯糖、木糖和半乳糖醛酸）与差异性碳水化合物活性酶（其丰度在豌豆纤维补充过程中提高）明显正相关（见图42a中的绿色框区域）。粪便糖苷键与差异性碳水化合物活性酶基因丰度的交叉相关分析揭示了在豌豆纤维阿拉伯聚糖的分支中发现的1,2-阿拉伯呋喃糖与1,3-阿拉伯呋喃糖苷键的特异性切割模式（15）（图42b）。除了在阿拉伯半乳聚糖分支中发现的3,4,6-半乳糖之外，这些连接的水平与豌豆纤维补充过程中增加的有差异性碳水化合物活性酶负相关（包括具有已知α-l-阿拉伯呋喃糖苷酶活性的gh43_1、gh43_2、gh43_19和gh43_29）。相反，1,5-阿拉伯呋喃糖（主要在豌豆纤维阿拉伯聚糖的主链中发现的连接）的水平与在豌豆纤维补充过程中增加的差异性碳水化合物活性酶正相关（图42b）。数据表明这些参与者的微生物群配备有能够识别和切割豌豆纤维阿拉伯聚糖的多个分支的碳水化合物活性酶，留下主链（1,5-阿拉伯呋喃糖）浓缩在粪便中。[0465]表21a：用于人类研究的纤维点心原型的营养组成hmw=高分子量。[0466]表21b：用于人类研究的hisf-lofv粗粉的营养组成[0467]表22：消耗豌豆纤维点心原型对临床元数据值的影响[0468]实施例15.含有两种和四种纤维的混合物的点心食品在超重或肥胖的成人中的效果为了确定在我们的悉生小鼠实验中表征的豌豆纤维与其它纤维的组合是否将对微生物群和宿主具有比用单独的豌豆纤维所获得的那些更大的影响，我们进行了第二受控甘露聚糖酶gh99的表现在消耗四种纤维的共混物点心后改变，如β-葡糖苷酶gh116（图35h）那样，这与在大麦麸皮中清楚呈现的β-葡聚糖的目标一致。差异性碳水化合物活性酶基因丰度的变化的层次聚类（canberra距离）提供了一种比较和分组参与者对每个点心原型的微生物群响应的信息性方式（图35f-h）。[0472]图43和图44中显示了两种纤维的共混物和四种纤维的共混物对mcseed途径和asv组成的影响的可比较的ho-svd分析。对于两种纤维混合物，存在利用鼠李糖和鼠李半乳糖醛酸聚糖以及利用半乳糖醛酸酯、葡糖醛酸酯和葡糖苷酸的途径的表现增加（图43b、c；图44b、c）。与两种纤维的共混物或单独的豌豆纤维相比，四种纤维的共混物点心显著增加了包括普通拟杆菌、单形拟杆菌、解木聚糖拟杆菌、卵形拟杆菌和粪拟杆菌的更宽范围的目标拟杆菌属物种的丰度（图41e、f；图43e、f、g、h、i；图44e、f、g、h、i）。[0473]表23：消耗点心纤维原型对临床元数据值的影响[0474]实施例16.纤维补充对血浆蛋白质组的影响使用基于适体的平台对实施例所述的两个研究中招募的受试者中1305种血浆蛋白的丰度进行定量多重蛋白质组学分析。这些蛋白质包括生物标志物和一系列生理、代谢与免疫功能的调节剂，并由此提供了消耗不同点心食品原型的效果的广泛观点。对每种类型的纤维干预，产生由受试者（行）、蛋白质丰度（列）和时间点（第三维）组成的张量。对于人类研究1，使用第14天（干预前）、第29天（最高剂量的豌豆纤维点心）和第49天（干预后）的血浆蛋白质标志物的log2倍数变化制得第一张量，归一化至第14天。对于人类研究2，使用在（i）第11天（干预前）、第25天（最高剂量的两种纤维点心）和第35天（清除期），归一化至第11天，和（ii）第11天（干预前）、第35天（清除期）和第49天（最高剂量的四种纤维点心），归一化至第11天的血浆蛋白标志物的log2倍数变化制得第二张量和第三张量。[注意，因为人类研究2测试了用每种点心原型处理两周的效果，我们使用第14、29和49天（不是第35天）来分析对豌豆纤维点心的响应]。在图32中描述了所得血浆蛋白质组学数据集的ho-svd分析结果。[0475]对于第一人类研究，tc1区分了消耗hisf-lofv基础饮食和消耗最大剂量的豌豆纤维点心；其还显示在停止干预后14天返回基线（图32a）。对于第二研究，tc2区分了在第11天的干预前阶段过程中采样的血浆蛋白质组与在最大剂量的两种纤维点心的消耗期结束时（图32c）和在最大剂量的四种纤维点心的消耗期结束时（图32e）采样的蛋白质组。与含有单独的豌豆纤维的点心食品原型不同，在多纤维点心研究中招募的参与者的血浆蛋白质组在清除期过程中并未完全返回基线（图32e），表明纤维共混物的更长效的影响。[0476]沿tc1（对人类研究1）和tc2（对人类研究2）的最正和最负的投影的第20个百分位内的蛋白质被定义为宿主对于不同点心原型的响应最具差异性的。使用通过量控制（参见方法）的实测血浆蛋白质总数，我们鉴定了显著富集在区分对不同纤维点心原型的响应的一组蛋白质中的kegg途径；在所有三种饮食干预中，这些途径中的24种被富集，包括胰岛素信号通路、胰高血糖素信号通路、糖酵解/糖原异生、碳代谢、碳水化合物消化/吸收、血小板活化和b细胞与t细胞受体信号传导（receptorsignaling）。[0477]在三种不同点心原型的2-3周长期间的使用过程中，四种纤维的共混物产生homa-ir的最大降低（表22和表23），尽管在短暂的14天补充期后该降低并未达到统计学显著（p=0.078）。图32b、d、f中显示了对所有饮食干预每个受试者的胰岛素和胰高血糖素信号通路中25种血浆蛋白质的丰度的log2倍数变化（对第一和第二人类研究，分别为归一化至第14天和第11天的变化）。受试者的响应的层次聚类（canberra距离）揭示了每种处理有两个不同的组。这些蛋白质中每一种的丰度的变化方向（其指示朝向更健康状态的移动）（基于文献证据；表24）由热图右侧的条表示（红色增加；蓝色减少）。响应者被定义为具有≥50%的蛋白质标志物的总体变化朝向更健康状态的那些受试者。将这种在属于胰岛素和胰高血糖素信号通路的血浆蛋白标记中向更健康状态的响应的定义与层次聚类结果组合，我们将研究1中的12名受试者中的三名分类为对豌豆纤维点心有响应（图32b），8/14和7/14名受试者分类为对两种和四种纤维点心制剂有反应（图32d、e）。[0478]在图30a所显示的研究中，从定殖了肥胖供体tp01-01微生物群并消耗补充橙纤维的hisf-lofv饮食的小鼠收集的粪便样本的非靶向液相色谱四极杆飞行时间质谱（lc-qtof-ms）揭示了m/z为274.1442的分析物。m/z为274.1442分析物也在其橙纤维处理的无菌对应物中检测到，但在tp-01-01定殖小鼠或消耗未补充或补充豌豆纤维的hisf-lofv饮食的无菌对照物中没有检测到（图45a）。我们推论这种m/z为274.1442的分析物将是消耗四种纤维点心原型的可用生物标志物。分别在消耗最大剂量的两种和四种纤维点心期间由研究2的参与者在第25天和第49天收集的粪便样本的lc-qtof-ms揭示了，在消耗含橙纤维的点心的那些中m/z为274.1442的分析物的水平明显更高。有趣的是，八名参与者中基于胰岛素/胰高血糖素信号通路中的血浆蛋白质组响应被分类为低应答者的四名具有最低的m/z为274.1442的分析物的粪便水平（图45b、c）。[0479]表24[0480]实施例17.将肠道微生物群的特征与随消耗纤维点心而变的血浆蛋白质组的特征相关联互相关奇异值分解（cc-svd）是一种用于使不同特征集中的变化相关的方法。为了关联响应不同点心食品原型和宿主生物学状态的微生物群的变化，我们通过产生互相关矩阵进行cc-svd，其中列包含由ho-svd鉴定的差异性血浆蛋白质（即沿所选tc的最正和最负投影的前20个百分位数），行包含由ho-svd鉴定的纤维响应性碳水化合物活性酶（沿所选tc的最正投影的前20个百分位数），并且矩阵的每个元素测量血浆蛋白i与碳水化合物活性酶之间的经时spearman相关性。随后在该基质上进行svd以描绘其丰度的方差为正相关和负相关的血浆蛋白和碳水化合物活性酶。所得到的分析提供了一种将消耗纤维点心期间的微生物群响应与每个受试者的宿主响应相关联并辨别个体之间是否存在响应的共享特征的方式。方法的细节在方法和图33a、b中提供。我们集中在第一奇异向量（sv1），因为它解释了对每种点心响应的互相关方差的最高百分比。[0481]如上所述，消耗四种纤维的点心原型提高了编码具有α-l-阿拉伯呋喃糖苷酶（gh43_33）、β-半乳糖苷酶（gh147）、内切-1,2-α-甘露聚糖酶（gh99）和β-葡糖苷酶（gh116）活性的碳水化合物活性酶的基因的丰度；后两种gh的提高是该多纤维制剂的差异性特征，而两种和四种纤维点心原型二者提高了前两组碳水化合物活性酶基因。cc-svd揭示在接受四种纤维的共混物的参与者中，这四个gh家族与血浆蛋白质负相关，该血浆蛋白的丰度降低，示意改善至更健康的状态。这些包括涉及急性和慢性炎症的蛋白质[趋化因子配体3(ccl3)和c-反应蛋白(crp)，它们是心血管疾病危险的已知标志物（21，22），分泌型磷蛋白1(spp1)，凝血酶(f2)，组织因子(f3)，血管内皮生长因子-a(vegfa)，血小板衍生生长因子受体β(pdgfrb)，肝配蛋白a5(efna5)，肝配蛋白a型受体1前体(epha1)，肝配蛋白a型受体2前体(epha2)和白介素1受体1型(il1r1)]。它们还包括参与血小板活化和血液凝固的蛋白质[补体成分3(c3)、1型补体受体(c1r)、补体成分4(c4a/c4b)、纤溶酶原激活物抑制剂1(serpine1)、甘露聚糖-结合凝集素丝氨酸蛋白酶1(masp1)和血小板衍生生长因子受体a(pdgfra)]（表25）。与用另外两种点心原型的补充相比，在用四种纤维的共混物补充后四个gh家族成员显示与这些炎性蛋白更协调的负关联性概况（图33c-d）。[0482]表25：顶部相关差异性血浆蛋白质与顶部差异性碳水化合物活性酶的注释kegg资料库（orthologies）[0483]表26：单糖和糖苷键纤维制剂组合物（a）单糖含量（%/σ糖）（b）推导的糖基键（%/σ连接糖）[0484]表27：对患有肥胖的人的描述，其粪便微生物群落样本用于悉生动物实验[0485]表28：人类研究1（豌豆纤维点心原型）中招募的受试者的描述[0486]表29：人类研究2（豌豆纤维加菊粉点心原型，以及豌豆纤维、菊粉、橙纤维和大麦麸点心原型）中招募的受试者的描述sensitivity:arolefortheglycaemicindexanddietaryfibrebr.j.nutr.109,1539–1541(2013).9．l.zhao,f.zhang,x.ding,g.wu,y.y.lam,x.wang,h.fu,x.xue,c.lu,j.ma,l.yu,c.xu,z.ren,y.xu,s.xu,h.shen,x.zhu,y.shi,q.shen,w.dong,r.liu,y.ling,y.zeng,x.wang,q.zhang,j.wang,l.wang,y.wu,b.zeng,h.wei,m.zhang,y.peng,c.zhang,gutbacteriaselectivelypromotedbydietaryfibersalleviatetype2diabetes.science359,1151–1156(2018).10．m.s.desai,a.m.seekatz,n.m.koropatkin,n.kamada,c.a.hickey,m.wolter,n.a.pudlo,s.kitamoto,n.terrapon,a.muller,v.b.young,b.henrissat,p.wilmes,t.s.stappenbeck,g.nunez,e.c.martens,adietaryfiber-deprivedgutmicrobiotadegradesthecolonicmucusbarrierandenhancespathogensusceptibility.cell167,1339–1353.e21(2016).11．c.menni,m.a.jackson,t.pallister,c.j.steves,t.d.spector,a.m.valdes,gutmicrobiomediversityandhigh-fibreintakearerelatedtolowerlong-termweightgain.int.j.obesity41,1099–1105(2017).12．e.d.sonnenburg,s.a.smits,m.tikhonov,s.k.higginbottom,n.s.wingreen,j.l.sonnenburg,diet-inducedextinctionsinthegutmicrobiotacompoundovergenerations.nature529,212–215(2016).13．p.vangay,a.j.johnson,t.l.ward,g.a.al-ghalith,r.r.shields-cutler,b.m.hillmann,s.k.lucas,l.k.beura,e.a.thompson,l.m.till,r.batres,b.paw,s.l.pergament,p.saenyakul,m.xiong,a.d.kim,g.kim,d.masopust,e.c.martens,c.angkurawaranon,r.mcgready,p.c.kashyap,k.a.culhane-pera,d.knights,usimmigrationwesternizesthehumangutmicrobiome.cell175,962-972(2018).14．v.k.ridaura,j.j.faith,f.e.rey,j.cheng,a.e.duncan,a.l.kau,n.w.griffin,v.lombard,b.henrissat,j.r.bain,m.j.muehlbauer,o.ilkayeva,c.f.semenkovich,k.funai,d.k.hayashi,b.j.lyle,m.c.martini,l.k.ursell,j.c.clemente,w.vantreuren,w.a.walters,r.knight,c.b.newgard,a.c.heath,j.i.gordon,gutmicrobiotafromtwinsdiscordantforobesitymodulatemetabolisminmice.science341,1241214(2013).15．m.l.patnode,z.w.beller,n.d.han,j.cheng,s.l.peters,n.terrapon,b.henrissat,s.legall,l.saulnier,d.k.hayashi,a.meynier,s.vinoy,r.j.giannone,r.l.hettich,j.i.gordon,interspeciescompetitionimpactstargetedmanipulationofhumangutbacteriabyfiber-derivedglycans.cell179,59-73(2019).16．n.terrapon,v.lombard,e.drula,p.lapebie,s.al-masaudi,h.j.gilbert,b.henrissat,puldb:theexpandeddatabaseofpolysaccharideutilizationloci.nucleicacidsres46,d677-d683(2018).17．r.k.aziz,d.bartels,a.a.best,m.dejongh,t.disz,r.a.edwards,k.formsma,s.gerdes,e.m.glass,m.kubal,f.meyer,g.j.olsen,r.olson,a.l.osterman,r.a.overbeek,l.k.mcneil,d.paarmann,t.paczian,b.parrello,g.d.pusch,c.reich,r.stevens,o.vassieva,v.vonstein,a.wilke,o.zagnitko,therastserver:rapidannotationsusingsubsystemstechnology.bmcgenomics9,75(2008).18．r.overbeek,t.begley,r.m.butler,j.v.choudhuri,h.-y.chuang,m.cohoon,v.decrécy-lagard,n.diaz,t.disz,r.edwards,m.fonstein,e.d.frank,s.gerdes,e.m.glass,a.goesmann,a.hanson,d.iwata-reuyl,r.jensen,n.jamshidi,l.krause,m.kubal,n.larsen,b.linke,a.a.mchardy,f.meyer,h.neuweger,g.olsen,r.olson,a.osterman,v.portnoy,g.d.pusch,d.a.rodionov,c.ruckert,j.steiner,r.stevens,i.thiele,o.vassieva,y.ye,o.zagnitko,v.vonstein,thesubsystemsapproachtogenomeannotationanditsuseintheprojecttoannotate1000genomes.nucleicacidsres.33,5691–5702(2005).19．d.a.rodionov,a.a.arzamasov,m.s.khoroshkin,s.n.iablokov,s.a.leyn,s.n.peterson,p.s.novichkov,a.l.osterman,a.l.micronutrientrequirementsandsharingcapabilitiesofthehumangutmicrobiome.front.microbiol.10,1316(2019).20．e.d.sonnenburg,h.zheng,p.joglekar,s.k.higginbottom,s.j.firbank,d.n.bolam,j.l.sonnenburg,specificityofpolysaccharideuseinintestinalbacteroidesspeciesdeterminesdiet-inducedmicrobiotaalterations.cell141,1241–1252(2010).21．s.c.a.dejager,b.w.c.bongaerts,m.weber,a.o.kraaijeveld,m.rousch,s.dimmeler,m.p.vandieijen-visser,k.b.j.m.cleutjens,p.j.nelemans,t.j.c.vanberkel,e.a.biessen,chemokinesccl3/mip1α,ccl5/rantesandccl18/parcareindependentriskpredictorsofshort-termmortalityinpatientswithacutecoronarysyndromes.plosone7(2012).22．a.c.shore,h.m.colhoun,a.natali,c.palombo,f.khan,g.ꢀöstling,k.aizawa,c.kennbäck,f.casanova,m.persson,k.gooding,p.e.gates,h.looker,f.dove,j.belch,s.pinnola,e.venture,m.kozakova,23．i.goncalves,j.kravic,h.bjorkbacka,j.nilsson,useofvascularassessmentsandnovelbiomarkerstopredictcardiovasculareventsintype2diabetes:thesummitvipstudy.diabetescare41,2212–2219(2018).24．m.j.barratt,c.lebrilla,h.-y.shapiro,j.i.gordon,thegutmicrobiota,foodscience,andhumannutrition:atimelymarriage.cellhostmicrobe22,134–141(2017).25．j.m.green,m.j.barratt,m.kinch,j.i.gordon,j.i.foodandmicrobiotainthefdaregulatorynetwork.science357,39-40(2017)26．k.k.bucholz,a.c.heath,p.a.madden,transitionsindrinkinginadolescentfemales:evidencefromthemissouriadolescentfemaletwinstudy.alcoholclin.exp.res.24,914-923(2000).27．m.d.mifflin,s.t.stjoer,l.a.hill,b.j.scott,s.a.daugherty,y.o.koh,anewpredictiveequationforrestingenergyexpenditureinhealthyindividuals.am.j.clin.nutr.51,241-7(1990).28．a.f.subar,f.e.thompson,v.kipnis,d.midthune,p.hurwitz,s.mcnutt,a.mcintosh,s.rosenfeld,comparativevalidationoftheblock,willett,andnationalcancerinstitutefoodfrequencyquestionnaires:theeatingatamerica'stablestudy.am.j.epidemiol.154,1089-99(2001)。[0488]实施例12ꢀ–ꢀ17的方法（a）悉生小鼠研究饲养—为了测试不同纤维制剂对未培养的人粪便微生物群落的影响，将成年无菌雄性c57bl/6j小鼠（12-16周龄）成对圈养在位于塑料柔性膜悉生隔离器（classbiologicallycleanltd.,madison,wi）中的塑料笼中。将小鼠在严格的12小时光循环（在0600开灯）下维持在23℃下。笼含有高压灭菌的纸“牧羊棚”以促进它们的自然筑巢行为并提供环境丰容。[0489]饮食—将hisf-lofv饮食研磨成粉末（d90粒度，980μm），并与粉末状纤维制剂[10%(w/w)]混合。对每个制剂定义纤维含量[associationofofficialagriculturalchemists(aoac)2009.01]。类似地，测量蛋白质、脂肪、总碳水化合物、灰分和水含量[蛋白质aoac920.123；脂肪aoac933.05；灰分aoac935.42；水分aoac926.08；总碳水化合物(100-(蛋白质+脂肪+灰分+水分)]。将粉末状食品混合物真空包装在无菌塑料容器中并通过γ辐射（20-50千戈瑞,steris,mentor,oh）灭菌。通过在需氧和厌氧条件（大气,75%n2，20%co2，5%h2）下在37℃在tyg培养基中培养饮食来证实无菌性。[0490]将人粪便微生物群移植到无菌小鼠中—在厌氧coy室（大气,75%n2，20%co2，5%h2）中，将粉碎冷冻粪便样本的500mg等分试样在5毫升还原pbs[补充有0.1%刃天青(w/v)、0.05%l-半胱氨酸-hcl的1xpbs]中稀释，所述粉碎冷冻粪便样本获自表27中所列的missouriadolescentfemaletwinstudy（moafts）同期组（25）的九名不相关肥胖成年女性成员。在室温下将样本在5毫升直径2毫米的高压灭菌硼硅酸盐玻璃珠粒中涡旋2分钟以破坏捕获在粪便基质中的细菌细胞团块。将所得悬浮液通过无菌尼龙网细胞过滤器（100μm孔径；bdfalcon）过滤。随后将滤液与5毫升含有0.1%刃天青(w/v)、0.05%l-半胱氨酸-hcl和30%(v/v)甘油的无菌pbs混合，转移到无菌玻璃压接管中，并储存在-80℃下直至进一步使用。将储存滤液的等分试样以冷冻状态运输至悉生小鼠设施。通过在附着于悉生隔离器的转移套中暴露于二氧化氯30分钟来消毒管的外表面，并且随后将其引入隔离器中。[0491]饮食波动研究——将无菌c57bl/6j小鼠断奶并随后保持任意施用的高压灭菌的、低脂肪含量高植物含量多糖食品（目录号2018s,envigo）。在定殖前四天，将小鼠转换为贫含饱和脂肪且富含水果与蔬菜的饮食（losf-hifv），其基于美国膳食实践nationalhealthandnutritionexaminationsurvey（14）来配制。使用口服强饲针将给定的粪便微生物群样本的澄清悬浮液的300μl等分试样引入12-16周龄的雄性小鼠胃中。将受体保持在单独的悉生隔离器中，所述悉生隔离器专用于定殖有相同供体微生物群的动物。强饲四天后，将小鼠换转成hisf-lofv饮食（14，15）。[0492]实验组中的小鼠完成64天多阶段饮食波动喂食方案。在定殖后第4天，给动物喂食丸粒形式的hisf-lofv饮食（14，15）10天。从实验的第14天开始，给小鼠喂食面团样饮食/纤维混合物的20-30克等分试样，该混合物由补充了10%(w/w)的原始豌豆纤维（豌豆纤维ef100；j.rettenmaier&söhnegmbh&co.kg）的磨碎的hisf-lofv食品制成，并用10-15毫升无菌水水合（无菌粉末状食品与无菌水的混合在悉生隔离器中进行）。将所得的面团样混合物压入塑料喂食盘中，并放置在笼底板上用于随意喂食。每天监测食品供应，bq1每3天供应新鲜水合的等份饮食，以防止食品水平下降到大约原始体积的三分之一以下。施用hisf-lofv/豌豆纤维混合物10天，之后将小鼠返回未补充的丸粒状hisf-lofv饮食10天（“清除期”）。在第34天，给予小鼠饮食/纤维混合物的20-30克等分试样，所述饮食/纤维混合物由补充了10%(w/w)粗橙纤维（citrifi100；fiberstar,inc.）的磨碎的hisf-lofv饮食制成。施用hisf-lofv/橙纤维混合物10天。随后令小鼠返回未补充的丸粒状hisf-lofv饮食10天。在实验的第54天，小鼠开始接受饮食/纤维混合物的20-30克等分试样，所述饮食/纤维混合物由补充了10%(w/w)的原始大麦麸纤维（barleybalance—浓缩的(1-3)(1-4)β-葡聚糖；polycelltechnologies,llc）的粉末状hisf-lofv饮食来制造。施用hisf-lofv/大麦麸纤维混合物10天。在实验第64天，在没有预先禁食的情况下，所有动物通过颈椎脱臼法安乐死。[0493]在每10天的饮食波动期之后更换垫草（aspenwoodchips;northeasternproducts）以防止在随后的饮食改变过程中摄入任何剩余食品或粪便物。在消耗losf-hifv食品时在初始定殖后第4天以及在每10天波动期的第5天和第10天，在产生的数秒内，将每只动物的新鲜粪便样本收集到无菌耐低温聚丙烯试管中。收集样本后45-60分钟将其置于液氮中。还收集定殖前粪便样本以验证小鼠的无菌状态（通过培养和细菌v4-16srdna扩增子测序）。[0494]（b）人类研究在参与这些研究之前，受试者提供了书面的知情同意书。第一项研究（clinicaltrials.govnct04159259）在2019年二月至七月间进行。第二项研究（clinicaltrials.govnct04101344）在2019年八月至十二月之间进行。[0495]研究1设计—筛选可能参与该研究的超重或肥胖（bmi≥25.0且≤35.0kg/m2），年龄≥18且≤60岁的总计18名男性和女性。受试者完成了全面医学评估，包括病史、身体检查、食品偏好和厌恶的评估以及标准血液测试。在医学评估阶段收集粪便样本并用于确定在他们的微生物群中是否存在拟杆菌属物种（普通拟杆菌、多形拟杆菌、解纤维素拟杆菌、单形拟杆菌,和/或卵形拟杆菌）。从研究中排除粪便微生物群含有小于0.1%的相对丰度的普通拟杆菌（由v416srdna扩增子测序定义）和小于0.1%的相对丰度的至少一种其它拟杆菌属的受试者。附加的排除标准包括：（i）先前的减肥手术史；（ii）显著的器官系统功能障碍（例如糖尿病、严重的肺、肾、肝或心血管疾病）；（iii）炎性胃肠病史；（iv）怀孕或哺乳；（v）使用不可以暂时中断的已知影响研究结果量度的药物；（vi）在筛选之前一个月期间使用了已知影响肠道微生物群的组成的药物（例如抗生素）；（vii）排便《每周3次；（viii）净素食、素食主义者、患乳糖不耐受和/或对包括在规定餐食计划中的食品和成分严重过敏/厌恶/敏感的那些；和（ix）不能同意自愿知情同意书的个体。在18名接受筛选的参与者中，基于拟杆菌属标准排除四名，并且基于筛选评估排除两名。参与研究的12名受试者中的每一位按照方案完成研究。[0496]研究设计描述在图31a中。要求满足招募标准的参与者维持他们的日常饮食习惯4天，其中在第1、2、3和4天在家中收集粪便样本。在第5天至第14天，参与者仅消耗研究小组以包装餐食形式提供的hisf-lofv餐食（见下文）。在研究的第6、8、10、12和14天，在家中收集粪便样本，并且在第14天收集禁食血液样本。开始hisf-lofv饮食十天后，受试者用含豌豆纤维的点心补充他们的饮食（参见下文和表21），在第15和16天以每天1条开始（与午餐一起），第17和18天每天2条（午餐一条，并且晚餐一条），并且第19天到第35天每天3条（在早餐、午餐和晚餐时）。收集上升期间（即第15-20天）的所有在家的粪便样本，并且随后每两天（即研究的第21、23、25、27、29、31、33和35天）收集在家粪便样本，其中在第29和35天收集禁食血液。在完成连续17天每天消耗3只点心/天（24.3克豌豆纤维）后，参与者返回消耗未补充的hisf-lofv饮食附加的14天，其中每两天（研究的第37、39、41、43、45、47和49天）收集粪便样本，并在第49天收集禁食血液。[0497]研究2设计—除了没有对受试者粪便样本中拟杆菌属物种表现进行预筛选外，通过使用与研究1相同的排除/排除标准，筛选了可能参与该研究的总计23名超重或肥胖的男性和女性。在完成筛选的23名参与者中，19名参与者被招募，并且14名完成了研究方案。五名参与者由于与研究干预无关的个人原因没有完成干预。研究设计描述在图35b中。在第1天，参与者在进入研究的受控饮食阶段前提供粪便样本。从第2-11天，参与者消耗由研究小组以包装的餐食和点心形式提供的hisf-lofv餐食；他们在研究第5、9、10和11天收集了在家的粪便样本。在第11天获得禁食血样。在第12天，受试者开始用两种纤维点心原型补充他们的饮食[在第12天每天1份点心（与午餐一起），在第13天每天2条（午餐一条，并且晚餐一条），并且在第14至25天每天3份（在早餐、午餐和晚餐时）]。参与者在上升期（即第12-14天）过程中收集所有在家的粪便样本，并且随后在第18、23、24和25天收集在家的粪便样本。在第25天，在临返回未补充的hisf-lofv饮食之前（第26-35天）收集禁食血样。在研究的该“清除”阶段，在第28、33、34和35天收集粪便样本，并在第35天收集禁食血样。在第36天开始消耗四种纤维的点心原型[在第36天每天1份点心（与午餐一起），在第37天每天2个点心（午餐一个，并且晚餐一个），并且在第38至49天每天3个点心（在早餐、午餐和晚餐时）]。受试者在上升期（第36-38天）过程中收集所有在家的粪便样本，并且随后在第41、47、48和49天收集在家的粪便样本。在第49天（研究的最后一天）获得禁食血样。[0498]纤维点心——点心原型由mondelēzinternational,inc.制备，经测试以确认不存在微生物污染/病原体，并且随后运输至washingtonuniversity并储存在该处。研究参与者每周接收一次点心食品原型货物。这些原型的组成描述在表21a中。基于美国消费者的一般偏好设计它们的感官性质。[0499]hisf-lofv饮食的设计、制造和分配—参与者在饮食干预过程中消耗由大约40%的脂肪、20%的蛋白质和40%的碳水化合物组成的饮食，该饮食富含饱和脂肪并且贫含水果与蔬菜。hisf-lofv饮食富含精制谷物（白面包和意大利面、百吉饼和玉米谷物）、添加的糖（糖增甜的饮料、糖块和甜品）、主要来自马铃薯和番茄的蔬菜、和来自动物的蛋白质和脂肪。代表性饮食显示在表6b中。使用mifflinst.jeor方程（26）乘以适当的体力活动水平（pal）来计算每个参与者的预测能量需求。为了确保所有参与者的营养物的一致摄入并确保体重稳定性，注册营养师设计了对参与者能量需求而言特定的七天循环菜单，并指示每个参与者在饮食干预期间仅消耗研究小组规定的食品。按需调节所提供的能量，以确保受试者始终保持体重稳定。所有食品均以washingtonuniversity的clinicaltranslationalresearchunit（ctru）的代谢厨房制备的包装的餐食和点心形式提供。[0500]临床元数据的收集—受试者配备有电子智能秤（bodytrace,inc.）以便能够在研究访问之间进行体重监测。在招募时，使用nationalcancerinstitutediethistoryquestionnaireiii（dhqiii）食品频率问卷（27）评估习惯膳食模式。受试者基于每周访问ctru以获得包装好的餐食（使用隔绝袋和滚轮冰箱），测量其体重，并检查其健康和药物治疗的任何变化。在研究期间，参与者在所有饮食阶段过程中使用基于网络的食品日记记录所有食品和饮料摄入。有经验的研究营养师训练研究参与者如何完成食品记录，并在每次研究访问时与参与者一起复查这些记录，以确保自我报告数据的准确性。此外，研究小组的成员定期联系参与者以（i）检查研究进展，（ii）讨论消耗的规定和未规定的食品与饮料，（iii）讨论体重变化，和（iv）确保参与者具有足够的粪便收集试剂盒。[0501]血样的制备—在ctru中获得禁食血样。常规的血液化学测试由washingtonuniversityschoolofmedicine的clinicallaboratoryimprovementamendments（clia）认证的corelaboratoryforclinicalstudies（clcs）进行。为了制备用于somascan蛋白质组学分析（somalogic,boulder,co）的血浆，将血液样本（10-20毫升）等分到edta-k2处理过的试管中，并在4℃下以2,000×g离心10分钟。离心后，立即将血浆转移到耐低温聚丙烯管（0.5毫升等分试样）中，去识别化并储存在-80℃，随后根据制造商的建议进行分析。[0502]（c）粪便样本收集、处理和独立于培养的分析样本收集和处理—参与者使用医学上认可的小型收集容器收集粪便样本。在研究开始时，为参与者提供冷冻机（-20℃）以暂时储存粪便样本。容器被标上独特的研究标识符以秘密保护受试者，以及标上收集日期和时间。将各样本立即在-20℃下冷冻并以冷冻状态运输（使用冷冻凝胶包）。样本定期送到st.louis的washingtonuniversity的生物样本库，在此将它们储存在-80℃下，直到处理的时间。将粪便样本用瓷研钵（4升）和研杵均化，同时浸没在液氮中。制备经粉碎的冷冻材料的多个500毫克等分试样，并储存在-80℃下。[0503]b.通过在由500μl缓冲液a（200mmnacl，200mmtrizma碱，20mmedta）、210μl的20%sds和500μl苯酚:氯仿:异戊醇（25:24:1）组成的溶液中在250μl的0.1毫米直径的氧化锆珠粒和3.97毫米直径的钢球中首先珠磨（biospecmini-beadbeater-96）4分钟，随后以3,220×g离心4分钟来从每个粉碎的人粪便样本（~50-100mg）或小鼠粪便丸粒（~20-50mg）的等分试样中提取dna。将dna（qiaquick96纯化试剂盒；qiagen,valencia,ca）纯化，在130μl的10mmtris-hclph8.5（缓冲液eb，qiagen）中洗脱，并定量（quant-itdsdna广谱试剂盒（broadrangekit）；invitrogen）。将纯化的dna储存在-20℃下以便进一步处理。[0504]asv的16srdna扩增子测序和鉴定—将纯化的dna样本调节至1ng/μl的浓度，并且使用针对细菌16srrna基因的可变区4的条形码引物进行pcr（28）。使用以下循环条件进行pcr扩增：变性（94℃下2分钟），94℃下15秒、50℃下30秒和68℃下30秒的26个循环，并在68℃下温育2分钟。将具有样本特异性条形码的扩增子定量、集中和测序（illuminamiseqinstrument,双端250nt读数）。[0505]使用r(v.3.6.1)中的dada2管线（29）的1.13.0版本将双端读数多路分解，修剪至200个核苷酸、合并并除去嵌合体。将由dada2生成的扩增子序列变体（asv）针对greengenes2016（v.13.8）参考数据库比对至97%序列一致性，随后用rdp16（版本11.5）和silva（v.128）进行分类学和物种归属。过滤所得asv表以便仅包括在至少五个样本中相对丰度≥0.1%的asv，并稀释至15,000个读数/样本。[0506]还用另一种分类单位分配法（approachtotaxonomicassignment）获得了结果。在该方法中，将每个代表性序列与16srrna基因参考数据库进行比对（ncbiblast工具包，版本2.10.0），所述参考数据库通过连接来自ribosomaldatabaseproject（rdp）版本11.5和ncbi16s核糖体rnaproject的独特序列来编译。比对结果基于序列一致性的百分比来分类，其中最大值表示为“m”。命中被选择为具有[m]到[m‒(1‒m)/s]范围内的身份，其中“s”是基于16srdna序列身份（在本研究中设置为4）控制“多分类单位分配”（mta）所接受的分类单位描述符的最大数量的缩放参数（30）。[0507]微生物群的鸟枪测序和注释—将纯化的dna样本调整至0.75ng/μl的浓度。使用nexteradna文库prepkit（illumina）从每个dna样本产生测序文库，其中反应体积按比例缩小10倍至2.5μl（31）。在所有小鼠样本[10.7±0.6×106双端150个核苷酸长的读数/样本（平均值±标准偏差）]和研究2中的所有人类样本（12.8±1.2×106双端150个核苷酸长的读数/样本）的情况下，将样本集中并用illuminanextseq550仪器测序，而illuminanovaseqmodel6000仪器用于对研究1过程中收集的人类样本（28.0±4.2106双端150个核苷酸长的读数/样本）测序。[0508]测序后，对读数进行多路分解（bcl2fastq，illumina），使用cutadapt修整衔接子序列（32），并用sickle对读数进行质量过滤（33）。在进一步加工前，根据样本类型，使用bowtie2（34）和h.sapiens基因组的hg19build或musmusculusc57bl/6j菌株基因组（ucscmm10）鉴定并去除人和小鼠的dna序列。使用idba-ud组装宿主过滤的读数（35），并用prokka注释（36）。通过将由每个样本生成的质量控制的、双端读数映射到相应的组装重叠群，生成基因计数。使用picardmarkduplicates工具（v2.9.3）从映射的数据中识别并去除重复读数（光学和pcr产生的）。处理映射结果以产生计数数据（featurecounts;subreadv.1.5.3包）（37）并在r（v.3.4.1；38）中归一化（每千碱基的转录每百万次读取，tpm）。[0509]基因组整合平台seed——其是完整和几乎完整的微生物基因组的不断增长的库，其中草案注释由rast服务器（39）完成——用于粪便微生物群的附加注释。通过将微生物群编码的蛋白质分配至微生物群落seed（mcseed）代谢途径/模块来产生每种粪便微生物群的功能状况，所述微生物群落seed代谢途径/模块捕获在～2,600个参考细菌基因组上投影的四种主要类别（氨基酸、糖、发酵产物和维生素）的营养物/代谢物的核心代谢（19）。使用diamond（40）以最佳命中物≥80%一致性的阈值对来自prokka-注释的（36）粪便dna装配体的蛋白质序列相对来自mcseed子系统/途径模块的代表性蛋白质序列进行查询。将微生物编码的蛋白质指定为代表性mcseed蛋白质的最佳命中注释。[0510]对由prokka鉴定的开放阅读框的全集进行碳水化合物活性酶注释。使用定制脚本对碳水化合物活性酶家族进行分配，所述定制脚本在第一步骤中使用blastp（版本2.3.0+）将每个氨基酸序列与cazy数据库（下载日期2020年4月21日）中列出的全长序列进行比较（41）。丢弃提供比10-4更差的e值的序列，而将e值至少为10-6且与cazy数据库中已有序列的一致性超过50%的显示100%覆盖的序列直接指定为与主题序列相同的家族（或在模块蛋白的情况下为多个家族）。采用两种方法对所有其它序列进行第二次平行相似性搜索：（i）针对对应于cazy数据库中单个模块的序列的文库的blastp，和（ii）使用在cazy家族（和家族gh5、13、16、30和43的亚家族）之后构建的定制hmm集合的hmmer3（42）。当两种方法给出重叠＞90%的相同结果和对所有家族——除了碳水化合物酯酶（阈值10-20）和非lpmo辅助活性（阈值10-25）外——的好于10-4的e值时，则保留分配。设计这些不同的阈值以尽可能多地消除对碳水化合物非特异性的氧化还原酶或酯酶，并给出与用于更新cazy数据库的人工程序更一致的结果。[0511]（d）人血浆样本的定量蛋白质组学使用somascan1.3k蛋白质组学测定血浆/血清试剂盒（somalogic,boulder,co）定量50毫升血浆等分试样中1305种蛋白质的水平。参考文献43中描述了用于质量控制过滤和差异蛋白质丰度分析的程序，简而言之，用agilentsurescan仪器以5□m分辨率扫描微阵列，并定量cy3荧光读数。使用制造商推荐的标准化程序处理来自每种somamer试剂的原始荧光信号值（即数据集被归一化以去除运行中的杂合变化，随后对所有样本进行中值归一化以去除其它测定偏差）。将最后的.adat文件log2转化，分位数归一化，并随后过滤以除去非人somamer试剂。随后将总计1205种和1170种蛋白质分别用于人类研究1和2中参与者的下游分析。[0512]（e）高阶奇异值分解图30b示出了svd。对矩阵m执行svd的结果是创建三个矩阵；u、e和v。u是‘左奇异向量’（lsv）的矩阵，v是‘右奇异向量’（rsv）的矩阵，e是仅对角线值（‘奇异值’）的矩阵。e的第k个元素与第k个左和右奇异向量相关。可以创建考虑了包含在单个奇异值内的信息的新矩阵。例如，图30b示出了将左奇异向量1（lsv1）、奇异值1（sv1）和右奇异向量1（rsv1）相乘产生了新的矩阵m1，其具有与矩阵m相同的维数，但排它地含有奇异向量1中的信息。当输入矩阵具有超过两个自由度时，使用高阶（ho）-svd（图30b）。在数学上，这些类型的矩阵被称为“张量”。与svd不同，ho-svd不是具有分析解的技术；即秩n的张量不可以被写为如采用svd的情况中的n+1个张量的乘积。因此，存在几种近似方法来解构高阶张量以用于特征约简目的。“规范的多元分解”（cp分解）通过“核心张量”将张量分解为彼此相关的秩-1张量（阵列）的和。图30b显示了对三维张量o的cp分解的结果。核心张量g是仅由对角元素组成的三维张量，每个对角元素指定了由类似于由svd计算的奇异值的“张量分量”携带的方差量。每个张量分量（tc）与o的行、列和第三维条目相关。通过创建关于行、列和第三维条目随机化的张量并在100次试验中执行cp分解来确定张量分量的数量。随机化过程对张量的每一维之间的相关性进行置乱；因此，所得到的cp分解反映了张量分量值的随机分布。我们使用用于cp分解的交替最小二乘算法（cp-als）来迭代地改进矩阵因式分解。方差高于张量分量1的方差的最低张量分量限定了所考虑的张量分量的数目。[0513]（f）ho-svd差异性血浆蛋白质的过表现（overpresentation）分析将差异性血浆蛋白质的列表（定义为在ho-svd-定义的张量分量中最正投影和最负投影的第20个百分位以内）映射到kyotoencyclopediaofgenesandgenomes（kegg）途径数据库（44-46）中，并使用r中的clusterprofiler测试功能富集分析（47）。使用采用超几何测试的过表现分析来鉴定在每种纤维点心原型的消耗过程中富集的kegg途径。通过somascan测得的通过质量控制标准的所有血浆蛋白质的列表（对于人类研究1为1205种，并且对于人类研究2为1170种）用作过表现途径分析的血浆蛋白质的背景列表（参数：有机体=ꢀ“hsa”，keytype=ꢀ“kegg”，padjustmethod=ꢀ“bh”，mingssize=5，maxgssize=500）。在图33显示的热图中使用了被鉴定为对所有三种纤维点心原型显著富集胰岛素和胰高血糖素信号通路的血浆蛋白质的组合列表。[0514]（g）互相关奇异值分解分析cc-svd开始于计算两个特征类型之间的互相关矩阵。给定两个维度为nm×n（具有元素ni,j）和pm×p（具有元素pk,l）的矩阵，其中m是样本的数量，并且n和p是每种特征类型的特征数量，通过取m×n矩阵n中的每个特征并将它们与m×p矩阵p中的每个特征相关来计算互相关矩阵。所得矩阵是n×p互相关矩阵cn×p，其中每个元素cj,l含有来自第一矩阵的特征n1:m,j与来自第二矩阵的特征p1:m,l之间的相关性（注意，这些起始矩阵含有丰度信息，而所得互相关矩阵包含特征之间的相关性）。接着，svd用于将互相关矩阵c分解为分别含有左奇异向量（sv）和右奇异向量（sv）的左奇异矩阵和右奇异矩阵；左sv对应于n的特征，且右sv对应于p的特征。sv代表具有独特的相关状况的互相关特征的模块，且每一特征到sv上的投影表示该特征的模块成员身份（例如，特征的相关状况与总模块的相关状况如何类似）。为了定义模块，用户定义的阈值截断沿sv的投影分布的前导尾部和拖尾尾部（leadingandtrailingtail），并且截断之上和之下的特征被认为是模块成员。注意，svd确定沿每个sv的所有特征的投影，提供了模块成员关系的连续测量。因为由svd分解的输入矩阵是相关矩阵，所以在左sv上具有大的正投影的特征将与在匹配的右sv上具有大的正投影的特征强烈相关，并且与在匹配的左sv上具有大的负投影的特征负相关。一致地，在左sv上具有大的负投影的特征将与在右sv上具有大的负投影的特征强烈相关，并且与在左sv上具有大的正投影的特征负相关。应被视为模块的sv的数量是使用在其它地方描述的随机矩阵近似来确定的（48）。从原始互相关矩阵c中选择模块成员，并使用r（49）中的“corrplot”函数按照它们在sv上的投影以秩顺序绘制，其中较大幅值的投影值指示类似于模块的整体相关性分布图的相关性模式。投射值的连续性质使我们能够通过它们沿sv1的投射来排列蛋白质的顺序，并使用kegg数据库（44-46）来鉴定碳水化合物活性酶相关蛋白质和使其与之生物学过程相关联。[0515]（h）基于质谱法的纤维、饮食和粪便样本的碳水化合物分析纤维制剂的单糖和键分析—参考文献15中描述的方法用于确定豌豆、橙和大麦麸纤维制剂的碳水化合物组成。在预水解步骤（在30℃下在浓硫酸(72%)中温育30分钟以便从纤维素中释放葡萄糖）后，用1m硫酸在100℃下处理纤维6小时，通过气相色谱法以其多羟糖醇乙酸酯衍生物形式分析单个中性糖（50，51）。间羟基联苯比色酸法用于测定糖醛酸（作为半乳糖醛酸）（52，53）；四硼酸钠用于区分葡糖醛酸和半乳糖醛酸（54）。根据参考文献55预测半乳糖醛酸（果胶）甲基化。[0516]纤维的键分析遵循参考文献56中详述的程序，进行了小的修改以便能够区分半乳糖、半乳糖醛酸和甲基酯化半乳糖醛酸。简而言之，用nabd4和咪唑-hcl进行糖醛酸的羧甲基酯基团的还原，随后用碳二亚胺活化羧酸基团，并且用咪唑-hcl、nabh4（d/h）和nabd4（d/v.echasserieau,s.legall,b.bouchet,o.tranquet,y.verhertbruggen,w.g.t.willats,j.p.knox,m.-c.ralet,f.guillon,thedeconstructionofpecticrhamnogalacturonaniunmaskstheoccurrenceofanovelarabinogalactanoligosaccharideepitope.plantcellphysiol.56,2181–2196(2015).58．m.j.amicucci,a.g.galermo,e.nandita,t.-t.t.vo,y.liu,m.lee,g.xu,c.b.lebrilla,arapid-throughputadaptablemethodfordeterminingthemonosaccharidecompositionofpolysaccharides.int.j.massspectrom.438,22–28(2019).59．g.xu,m.j.amicucci,z.cheng,a.g.galermo,c.b.lebrilla,revisitingmonosaccharideanalysisꢀ‑ꢀquantitationofacomprehensivesetofmonosaccharidesusingdynamicmultiplereactionmonitoring.theanalyst143,200–207(2017).60．a.g.galermo,e.nandita,m.barboza,m.j.amicucci,t.-t.t.vo,c.b.lebrilla,liquidchromatography-tandemmassspectrometryapproachfordeterminingglycosidiclinkages.anal.chem.90,13073–13080(2018).61．a.g.galermo,e.nandita,j.j.castillo,m.j.amicucci,c.b.lebrilla,developmentofanextensivelinkagelibraryforcharacterizationofcarbohydrates.anal.chem.91,13022–13031(2019).62．c.a.cowardin,p.p.ahern,v.l.kung,m.c.hibberd,j.cheng,j.l.guruge,v.sundaresan,r.d.head,d.barile,d.a.mills,m.j.barratt,s.huq,t.ahmed,j.i.gordon,mechanismsbywhichsialylatedmilkoligosaccharidesimpactbonebiologyinagnotobioticmousemodelofinfantundernutrition,proc.natl.acad.sciusa116,11988-11996(2019).当前第1页12当前第1页12