我国云南省被誉为 “野生真菌王国”，盛产牛肝菌等珍贵野生食用菌。其中，茶褐新牛肝菌（Neoboletus brunneissimus）和玫黄黄肉牛肝菌（Butyriboletus roseoflavus）因风味独特且具有潜在的健康益处，是广为人知的代表性食用种类。现代药理学研究表明，牛肝菌提取物具有多种生物活性，包括抗氧化、抗炎、抗菌和抗肿瘤活性凸显了其在健康领域的应用潜力。然而，目前的研究主要集中在小分子生物活性物质上，而由于多糖结构复杂，相关研究仍面临较大挑战。

中国科学院昆明植物研究所吴明一研究员团队，近期在国际期刊Carbohydrate Polymers（Q1，IF:12.5）发表了题为“Structural elucidation and effects on gut microbiota of soluble galactans from edible Boletus”的研究性论文。

该研究分离鉴定牛肝菌中的多糖组分，解析结构特征，评价其对肠道菌群及代谢产物的影响，为益生元开发提供理论依据。

首先分离纯化两种多糖均为高纯度半乳聚糖（NBP总糖含量93.2±0.55%，BRP为91.8±0.29%），均一性良好，分子量相近（NBP相对Mw 16.1 kDa，BRP 14.2 kDa；绝对Mw分别为13.8 kDa、11.6 kDa）。结构共性与差异：二者均以α-1,6-连接半乳糖吡喃糖残基为骨架，O-2位存在取代；差异在于侧链取代基，NBP含末端岩藻糖、末端甘露糖及1,3-连接岩藻糖侧链，BRP含末端葡萄糖、1,4-连接甘露糖及甲基化葡萄糖侧链。流变与微观形态：二者粘度均较低，但BRP因甘露糖侧链的缠结与交联，形成剪切稳定的弹性凝胶网络，微观呈致密聚集结构；NBP为线性结构，呈分散态，粘度随时间易松弛。

图 1. NBP 和 BRP 的提取、纯化及结构表征（A）分离纯化流程示意图；（B）NBP 的 HPLC 色谱图；（C）BRP 的 HPLC 色谱图；（D）NBP 的 HPGPC 图谱；（E）BRP 的 HPGPC 图谱；（F）NBP 的 GPC-MALS 图谱；（G）BRP 的 GPC-MALS 图谱；（H）单糖组成分析；（I）部分甲基化糖醇乙酸酯（PMAAs）的总离子流色谱图

图 2. NBP 和 BRP 的核磁共振（NMR）谱图（A）NBP 和 BRP 的 ¹H 核磁共振谱图，蓝色代表 NBP，紫色代表 BRP；（B）NBP 和 BRP 的 ¹³C 核磁共振谱图，蓝色代表 NBP，紫色代表 BRP；（C）NBP 的 ¹H-¹³C 异核单量子相干谱（HSQC 谱）；（D）NBP 的 ¹H-¹³C 异核多键相关谱（HMBC 谱）；（E）BRP 的 ¹H-¹³C 异核单量子相干谱（HSQC 谱）；（F）BRP 的 ¹H-¹³C 异核多键相关谱（HMBC 谱）

其次对肠道菌群及代谢的调控作用进行研究表明，多糖显著促进益生菌（Pediococcus、Bifidobacterium属）增殖，富集产丁酸菌（如Faecalibacterium prausnitzii、Eubacterium eligens）及含多糖利用位点（PULs）的细菌（如Bacteroides uniformis），BRP因更高半乳糖含量和更低分子量，调控效果优于NBP及菊粉。代谢产物调控：显著提高发酵液中SCFAs（乙酸、丙酸、丁酸）及乳酸含量，BRP组总SCFA含量为菊粉组的1.68倍，乳酸含量为1.77倍；代谢产物积累导致发酵液pH下降，进一步筛选有益酸耐受菌，优化肠道微生态。直接益生作用：可作为唯一碳源直接促进目标益生菌增殖，生长曲线呈典型S型，24小时达稳定期，BRP对益生菌的促生长效果优于葡萄糖和菊粉。

图3NBP 和 BRP 体外发酵过程中的微生物群落组成与结构（A）物种水平的 Chao1 指数；（B）物种水平的 Shannon 指数；（C）属水平的相对丰度；（D）物种水平的相对丰度；（E）群落组成的方差分析；（F）差异丰度类群的进化分支图

图4. 多糖对益生菌的促生长作用（A）嗜酸乳球菌（Pediococcus acidilactici）的生长曲线；（B）与嗜酸乳球菌孵育后 NBP 的 HPLC 图谱；（C）与嗜酸乳球菌孵育后 BRP 的 HPLC 图谱；（D）动物双歧杆菌乳亚种（Bifidobacterium animalis subsp. Lactis）的生长曲线；（E）与动物双歧杆菌乳亚种孵育后 NBP 的 HPLC 图谱（注：原文 “HPL” 为笔误，结合上下文修正为 “HPLC”）；（F）与动物双歧杆菌乳亚种孵育后 BRP 的 HPLC 图谱；（G）婴儿双歧杆菌（Bifidobacterium longum subsp. Infantis）的生长曲线；（H）与婴儿双歧杆菌孵育后 NBP 的 HPLC 图谱；（I）与婴儿双歧杆菌孵育后 BRP 的 HPLC 图谱

其降解机制进行研究发现核心降解菌群与酶：拟杆菌科（Bacteroides、Phocaeicola属）是主要降解类群，其分泌的糖苷水解酶（GHs）占总CAZymes的70%以上，其中GH2、GH1家族为核心酶，协同GH97、GH43等家族完成多糖降解。分子结合模式：关键GHs（β-葡萄糖苷酶、β-半乳糖苷酶等）与半乳聚糖特定结构区域形成氢键及CH-π相互作用，优先识别α-1,6-连接半乳糖骨架，为酶解反应提供结构基础。

图 5. 参与半乳聚糖降解的关键微生物类群及核心碳水化合物活性酶（CAZymes）（A）NBP 降解过程中 CAZymes 的相对丰度；（B）主要肠道微生物类群对 NBP 降解的贡献；（C）BRP 降解过程中 CAZymes 的相对丰度；（D）主要肠道微生物类群对 BRP 降解的贡献；（E）参与半乳聚糖降解的优势 CAZymes 家族；（F）CAZymes 相互作用弦图；（G）区域 I 与 β- 葡萄糖苷酶的相互作用；（H）区域 IV 与 β- 半乳糖苷酶的相互作用

结论：

研究首次从两种食用牛肝菌中分离鉴定出新型半乳聚糖NBP和BRP，二者因侧链结构差异呈现不同理化特性，均具有显著益生潜力。它们可通过直接促进益生菌增殖、富集产丁酸菌、提升SCFAs产量调控肠道微生态，且降解依赖拟杆菌科GHs家族的协同作用。该研究为牛肝菌多糖作为精准益生元或肠道健康补充剂的开发提供了结构基础、作用机制及理论支撑。

文章链接：https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2026.124886