富硒杏鲍菇多糖对肠道菌群的影响

硒（Se）是人体必需的微量元素，其生理功能具有剂量依赖性，且作用机制与化学形式密切相关。适量摄入硒可增强抗氧化系统活性、提升免疫功能，并对癌症、糖尿病等慢性疾病具有潜在预防作用。然而，硒的效能受限于摄入剂量及化学形态：有机硒（如硒代蛋氨酸、硒代半胱氨酸）相较于无机硒（如亚硒酸盐、硒酸盐），表现出更强的抗氧化能力、更高的生物利用度（29%-98%）及更低的毒性风险。因此，通过生物强化技术提升食品中有机硒含量，已成为改善膳食硒营养的有效策略。

杏鲍菇（Pleurotus eryngii）作为一种富硒食用菌，具有显著的硒富集能力。其可通过代谢作用将无机硒（如SeO₃²⁻、SeO₄²⁻）高效转化为有机硒，同时兼具生长周期短、底物适应性广、规模化生产成本低等优势，在富硒农产品开发中较小麦、大豆等传统作物更具竞争力，是理想的膳食硒补充来源。

杏鲍菇多糖（PEP）作为其关键活性成分，已被证实具有抗氧化、免疫调节等多种生物活性。但目前针对富硒杏鲍菇多糖的研究仍存在明显不足，包括：分离纯化工艺的优化、结构特征的解析、硒释放规律及肠道菌群调控作用的机制等，亟需通过多学科交叉研究进一步深入探索。

南京农业大学赵立燕团队在国际期刊 Food Hydrocolloids（Q1,IF=12.4) 发表题为《Novel insights into selenium-biofortified P. eryngii polysaccharides: Unveiling selenium release patterns and gut microbiota modulation through in vitro models》研究性文章。

该研究在栽培过程中添加 Na₂SeO₃作为硒源，实现杏鲍菇硒强化。分析了富硒杏鲍菇多糖（SePEP-1）与天然杏鲍菇多糖（PEP-1）在结构上的核心差异，体现在四方面：一是分子量，SePEP-1（2.39×106 Da）比 PEP-1（1.85×106 Da）高 29.2%；二是单糖比例，SePEP-1 葡萄糖占比（67.63%）低于 PEP-1（81.93%），半乳糖（20.82% vs 14.60%）和甘露糖（11.55% vs 3.47%）占比更高；三是化学键与光谱特征，SePEP-1 新增硒酯键（1734.58cm⁻¹）和 Se-O-C 键（678.39 等 cm⁻¹）的红外吸收峰，且 XRD 出现微晶尖峰；四是分子形态，SePEP-1 AFM 高度（7.7nm）远高于 PEP-1（1.3nm）。导致差异原因主要是硒强化：一方面，硒以硒酯或硒糖苷形式共价结合到多糖上，增加分子质量与新化学键；另一方面，硒可能上调杏鲍菇多糖合成相关酶与基因，改变单糖组成与糖苷键连接方式，进而影响分子结构与形态。

图 1. 多糖的分离、纯化及分子量测定。SePEP（富硒杏鲍菇多糖）与 PEP（杏鲍菇多糖）的 DEAE-52 纤维素柱洗脱曲线（a）；SePEP-1（纯化富硒杏鲍菇多糖组分 1）与 PEP-1（纯化杏鲍菇多糖组分 1）的 Sephacryl S-400 HR 凝胶柱洗脱曲线（b）；SePEP-1 与 PEP-1 的高效液相色谱（HPLC）图谱（c）。

图 2. 富硒杏鲍菇多糖组分 1（SePEP-1）与杏鲍菇多糖组分 1（PEP-1）的结构分析。紫外 - 可见光谱（a）；单糖组成（b）；傅里叶变换红外光谱（FT-IR）谱图（c）。

体外实验中，SePEP-1 的硒释放呈现 “胃肠道低释放 - 结肠高释放” 的规律：体外消化阶段（唾液 - 胃液 - 肠液），其硒释放率极低（<9%），多糖结构稳定；而体外发酵阶段（肠道菌群作用），硒释放率随时间上升，48h 时超 85%，且 24h 后肠道菌群对硒的吸附达到平衡。该规律一方面 “抗胃肠道降解” 确保 SePEP-1 不被上消化道过早分解，避免硒在胃 / 小肠中流失或产生毒性；另一方面“结肠高释放” 使硒在结肠部位精准释放，既可为肠道菌群提供硒源以调节菌群结构，又能通过肠道吸收进入人体，提升硒的生物利用度，同时配合其在结肠中促进 SCFAs 生成的作用，实现 “补硒 + 改善肠道健康” 的双重效果，符合膳食补充剂的靶向性与功能性需求。

图 3. 硒（Se）的分布情况：从富硒杏鲍菇多糖组分 1（SePEP-1）中释放的硒（Rs ）、保留在多糖中的硒（Rp ）以及被微生物群落吸附的硒（Rf ）。不同小写字母表示同一指标在不同发酵阶段存在显著差异（p<0.05）。

从菌群组成看，SePEP-1 可显著富集拟杆菌门、双歧杆菌属、粪杆菌属等有益菌，强烈抑制大肠埃希菌 / 志贺氏菌、沙门氏菌等致病菌，且能维持更高的菌群丰富度（ACE、Chao 指数）与多样性（Shannon 指数）；而 PEP-1 仅选择性促进厚壁菌门及巨型球菌属等特定菌属生长，对致病菌抑制作用较弱，菌群多样性也低于 SePEP-1 组。差异主要与二者的结构特性相关：一是硒的存在，SePEP-1 中的硒可能作为信号分子或营养源，选择性促进有益菌（如拟杆菌）生长，同时抑制致病菌代谢；二是分子结构差异，SePEP-1 更高的分子量、不同的单糖比例（更低葡萄糖、更高半乳糖 / 甘露糖）及糖苷键类型，可能改变肠道菌群的代谢偏好 —— 有益菌更易利用其特定结构的多糖进行发酵，而 PEP-1 简单的结构仅能被少数菌属（如厚壁菌门）利用；三是发酵产物差异，SePEP-1 生成的高浓度乙酸、丙酸可能进一步调控菌群互作，强化有益菌优势，而 PEP-1 的发酵产物无法形成类似的正向循环。

图 4. 富硒杏鲍菇多糖组分 1（SePEP-1）与杏鲍菇多糖组分 1（PEP-1）在体外发酵过程中的变化。pH 值（a）、总糖含量（b）、总短链脂肪酸（总 SCFAs）（c）、乙酸（d）、丙酸（e）、异丁酸（f）、正丁酸（g）、异戊酸（h）、正戊酸（i）。不同小写字母表示存在显著差异（p<0.05）。

图 5. 富硒杏鲍菇多糖组分 1（SePEP-1）与杏鲍菇多糖组分 1（PEP-1）在粪便发酵后对肠道菌群的影响。门水平菌群分析（a）；主要菌群相对丰度（b）；属水平菌群群落热图分析（c）；从门到属水平的线性判别分析效应量（LEfSe）分析（d）；基于线性判别分析（LDA）得分的差异分析直方图（e）。

结论：

富硒多糖（SePEP-1）具 “抗胃肠道降解 - 结肠高效释硒” 特性，且能促进 SCFAs 生成，调控肠道菌群结构，优于天然多糖（PEP-1）；SePEP-1 兼具硒补充与益生功能，可作为双功能膳食补充剂或功能食品成分，为改善肠道健康与菌群平衡提供新策略。

文章链接：https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2025.111985