在当代健康领域，肠道微生态平衡被视为人体健康的“隐形调节器”——肠道菌群不仅参与营养吸收，更通过代谢产物（如短链脂肪酸SCFAs）影响免疫功能、炎症反应甚至肿瘤发生。而益生元作为肠道有益菌的“食物”，其结构与功能的优化一直是研究热点。近期华中农业大学黄琪琳团队发表于《Food Chemistry》（中科院1区，IF 9.8）的一项研究，聚焦东南亚及我国南方传统药食两用真菌——虎乳灵芝（Lignosus rhinocerotis）的核心活性成分“虎乳灵芝多糖（LRP）”，通过超声辅助H₂O₂/Vc技术对其进行降解，得到低分子量的DLRP，并证实DLRP在肠道健康保护方面的效果显著优于未降解的LRP。这一研究为功能食品的开发提供了全新思路，也为益生元的结构优化提供了实验依据。

一、研究背景：为什么关注虎乳灵芝多糖的“分子量”？

虎乳灵芝的菌核多糖（LRP）是一种高度分支的β-D-葡聚糖，以β-(1→3)为主链、β-(1→6)为侧链，此前研究已证实其具有免疫调节、抗肿瘤、抗炎等活性。但益生元的核心功能是“到达结肠并被肠道菌群利用”，而多糖的分子量（Mw）是关键影响因素——低分子量多糖通常更易被菌群代谢，且可能通过肠道屏障发挥更强生物活性。

此前研究虽发现LRP可能是潜在益生元，但未探索其在消化过程中的稳定性，也未明确分子量调控对其功能的影响。因此，该研究团队提出假设：通过超声辅助H₂O₂/Vc的“绿色降解”技术，在保留LRP核心结构的同时降低其分子量，能否提升其肠道健康保护能力？

二、实验设计：从“体外模拟”到“体内验证”的完整链条

为验证假设，研究团队设计了“体外消化特性分析-动物干预实验-多维度指标检测”的研究框架，关键实验设计如下：

1. 多糖制备：从LRP到DLRP的“精准剪裁”

LRP提取：采用碱提法，将虎乳灵芝菌核脱脂后用0.5M NaOH在4℃提取4小时，经中和、乙醇沉淀、冻干得到，纯度达97.36%，分子量约76.07×10⁴ Da。

DLRP制备：通过超声辅助H₂O₂/Vc（U-H/V）技术降解LRP，参数为超声强度112.56 W/cm²、处理时间30分钟，最终得到分子量45.66×10⁴ Da的DLRP，纯度提升至98.69%，且单糖组成仍以葡萄糖为主（核心结构未变）。

2. 体外模拟消化：验证多糖能否“活着到达结肠”

采用唾液-胃-肠三段式模拟消化模型（图1为关键时间点的还原糖变化）：

唾液消化：37℃，5-30分钟，加入α-淀粉酶；

胃消化：pH=2.0，37℃，5-240分钟，加入胃蛋白酶；

肠消化：pH=7.0，37℃，5-240分钟，加入胰酶。

检测不同阶段多糖的分子量（SEC-MALLS-RI）、游离单糖（PMP-HPLC）、抗肿瘤活性（MTT法，HepG-2细胞）及一级结构（FT-IR）。

3. 动物实验：小鼠体内验证肠道健康效果

选用30只6周龄SPF级昆明小鼠，随机分为3组（n=10）：

对照组：灌胃生理盐水；

LRP组：灌胃40 mg/kg/天的LRP溶液；

DLRP组：灌胃40 mg/kg/天的DLRP溶液。

连续干预21天后，检测小鼠的器官指数（安全性）、粪便水分、血清肠道屏障标志物（DAO、D-乳酸）、结肠/粪便pH、SCFAs（GC法）及肠道菌群（16S rDNA测序）

三、核心发现：DLRP的“双重优势”——更强活性+更优肠道调节

1. 体外消化：LRP稳定，DLRP“降分子量却升活性”

体外实验揭示了两者截然不同的消化特性（图1）：

LRP的稳定性：在唾液-胃-肠消化全程中，分子量始终稳定在75×10⁴ Da左右，未检测到游离单糖，FT-IR显示β-糖苷键（897 cm⁻¹处吸收峰）等一级结构未破坏，且对HepG-2细胞的抑制率无显著变化（如600μg/mL时LRP-I与LRP抑制率差异<5%）。这表明LRP能抵抗上消化道降解，顺利到达结肠。

DLRP的“优化”：消化过程中，DLRP的分子量从45.66×10⁴ Da轻微降至36.61×10⁴ Da（主要因胃内低pH破坏聚集体，而非糖苷键大量断裂，故无游离单糖），且抗肿瘤活性显著提升——600μg/mL时，肠消化后的DLRP-I对HepG-2的抑制率达57.62%，较未消化DLRP（46.73%）提升约23%。研究认为，低分子量的DLRP更易通过细胞间隙或主动运输与癌细胞作用，因此活性增强。

图1 分子排阻色谱法（A，B）（LS：光散射信号; dRI：差示折射率检测器信号）和消化前后LRP和DLRP的FT-IR光谱（C，D）。在112.56W/cm ~ 2的超声强度下，H_2O_2/Vc对LRP的降解产物为LRP-S、LRP-G和LRP-I。以及DLRP-S、DLRP-G和DLRP-I。

2. 体内实验：DLRP全方位超越LRP，守护肠道健康

（1）安全性优先：无毒性，可放心应用

干预期间，三组小鼠均无异常行为或死亡，体重增长趋势一致（各组终末体重差异<3%），胸腺、脾脏指数无显著差异（图2A）。这表明LRP和DLRP在40 mg/kg/天的剂量下无毒性，为后续应用奠定安全基础。

（2）修复肠道屏障：降低“泄漏标志物”

血清中的DAO（肠上皮特异性酶）和D-乳酸（肠道菌群代谢物）是肠道屏障受损的核心标志物。结果显示，LRP和DLRP组的DAO与D-乳酸水平较对照组显著降低（降幅>20%），但两组间无差异。这说明两者均能保护肠道黏膜完整性，减少有害物质进入血液。

（3）改善排便：提升粪便水分，预防便秘

粪便水分含量直接反映肠道保水能力。干预20天时，DLRP组粪便水分达72.24%，LRP组为66.73%，对照组仅56.92%（图2C）。多糖通过肠道发酵的渗透作用和物理膨胀，增加肠道内容物水分，降低粪便硬度，这对预防便秘具有重要意义。

（4）提升SCFAs：DLRP是“产酸能手”

SCFAs是肠道有益菌的核心代谢产物，其中丁酸是肠上皮细胞的主要能量来源，还能抗炎、抑癌。研究发现（图2F-H）：

总SCFAs浓度：对照组20.07 mmol/L，LRP组24.13 mmol/L，DLRP组28.08 mmol/L，DLRP较对照提升近40%；

关键SCFAs：丁酸含量上，DLRP组较LRP组高18%，较对照组高52%；乙酸（调节糖代谢）和丙酸（调节胆固醇）也呈现类似趋势。

同时，DLRP组的结肠pH（7.23±0.08）和粪便pH（7.84±0.11）均显著低于对照组（结肠pH 7.81，粪便pH 8.35），而低pH环境能抑制有害菌（如梭状芽孢杆菌）生长，促进有益菌增殖。

图2 小鼠免疫器官指数（A）、粪便含水量（B）、结肠长度和结肠指数（C）、血清二胺氧化酶（DAO）和D-乳酸（D）水平、小鼠结肠和粪便pH值（E）以及小鼠粪便短链脂肪酸（SCFAs）浓度（F、G和H）。

（5）调节肠道菌群：DLRP靶向富集“有益菌”

16S rDNA测序结果揭示了菌群的关键变化：

α多样性：LRP和DLRP组的ACE、Chao1指数（反映菌群丰富度）较对照显著降低（降幅>15%），但Shannon、Simpson指数（反映多样性）无变化，说明两者虽减少菌群种类数量，但未破坏群落多样性，避免“菌群单一化”风险。

β多样性：PCoA分析显示（图3E），LRP、DLRP组与对照组在OTU水平完全分离， hierarchical聚类（图3F）显示DLRP组菌群组成与LRP组也存在差异，证明两者对菌群结构的调节具有特异性。

关键菌群变化（图4）：门水平上，Firmicutes/Bacteroidetes（F/B）比值从对照组的0.47升至LRP组1.15、DLRP组0.97——F/B比值升高被认为与降低感染风险、改善代谢相关；属水平上，LRP和DLRP均显著提升Lactobacillus（产乳酸）、Bacteroides（产SCFAs）、Akkermansia（增强肠道屏障）的丰度，降低促炎的Candidatus_Saccharimonas和致癌相关的Alistipes；而DLRP特有优势在于：显著富集Alloprevotella（产丁酸，抑制肠道致病菌）和Mucispirillum（维持肠道黏膜健康），同时降低Helicobacter（与胃炎相关）的丰度，这也是其SCFAs更高、肠道保护更强的核心原因。

图3 肠道菌群的多样性。（A）ACE指数，（B）Chao 1指数，（C）Shannon指数，（D）Simpson指数，（E）PCoA评分图，以及（F）基于加权UniFrac距离的层次聚类分析。

图4 粪便微生物菌群在门水平的分类分布（A），拟杆菌门（B）和厚壁菌门（C）的相对丰度，属水平的微生物群群落分布（D）和群落组成热图（E），以及粪便样品中差异丰度细菌的LDA评分直方图（F）。

四、结论与展望：DLRP或成新一代功能益生元

该研究首次证实，超声辅助H₂O₂/Vc降解能在保留虎乳灵芝多糖核心结构的基础上，通过降低分子量实现“活性与肠道调节能力”的双重提升：DLRP不仅能抵抗上消化道降解，到达结肠后还能通过提升SCFAs产量、靶向调节菌群、修复肠道屏障，实现比LRP更优的肠道健康保护效果，同时兼具更强的抗肿瘤活性。

这一发现为功能食品开发提供了明确方向：未来可将DLRP作为核心益生元成分，应用于改善便秘、调节肠道菌群或辅助抗肿瘤的食品中。同时，研究也留下了进一步探索的空间——例如，DLRP在人体中的剂量效应、与其他益生元/益生菌的协同作用，以及其调节菌群的具体分子机制，仍需更多研究验证。

总体而言，这项研究用“绿色降解技术”赋予了传统虎乳灵芝多糖新的生命力，为“从天然产物到功能食品”的转化提供了典范，也为肠道健康领域的益生元开发开辟了新路径。

 原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2025.145724