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人体肠道中寄生有约100万亿微生物,是一个复杂的生态系统。作为人类“第二基因组”,肠道菌群可参与调节宿主代谢和免疫,对维护宿主健康具有重要作用。
目前,已鉴定的肠道微生物群包含拟杆菌门、厚壁菌门、放线菌门、变形菌门、疣微球菌门等几十个门,其中拟杆菌门和厚壁菌门占肠道菌群的90%以上。健康的肠道菌群具有稳定和多样化的物种结构。现代社会饮食和生活方式的改变、抗生素滥用等导致肠道微生物群稳态失调和功能变化,与许多疾病的发生密切相关。
猴头菇(Hericium erinaceus),又名猴头菌、猴蘑等,是齿菌科猴头属的一种高等真菌,是珍贵的药食兼用菌。《本草纲目》记载,猴头菇性平,味甘,有“利五脏,助消化”之功效。猴头菇主要含有多糖、蛋白质、维生素、矿物质和膳食纤维等成分,其中,猴头菇多糖作为一种新型益生元,近年来受到了越来越多的关注。
猴头菇多糖的结构特征
从猴头菇子实体、菌丝体和发酵培养液中得到的多糖在结构上具有不同特征。从猴头菇子实体中分离的多糖通常是由葡萄糖(Glc)、木糖(Xyl)、鼠李糖(Rha)、甘露糖(Man)、岩藻糖(Fuc)、半乳糖(Gal)、阿拉伯糖(Ara)等两种或两种以上单糖组成的杂多糖,分子量大约13-1000kDa。从猴头菇子实体中发现了多种仅由葡萄糖组成的葡聚糖。有些来自猴头菇子实体的多糖还与蛋白质相结合,如含有β-(1→3)和(1→6)糖苷链的半乳糖基葡聚糖蛋白和木聚糖蛋白。
此外,不同提取方法对猴头菇多糖结构也具有影响。通过微波法提取得到的猴头菇多糖主要为(1→3)-β-D-葡聚糖,而传统热水提取法得到的猴头菇多糖主要为(1→6)-β-D-葡聚糖以及低分子量岩藻半乳聚糖。与子实体不同的是,猴头菇发酵菌丝体纯化得到的多糖主要是杂多糖和糖蛋白。组成多糖的单糖主要是阿拉伯糖、木糖、甘露糖、半乳糖和葡萄糖。从猴头菇培养液中纯化得到的胞外多糖通常是杂多糖、葡聚糖和甘露聚糖。
猴头菇多糖对肠道菌群组成的影响
猴头菇多糖结构复杂,对肠道菌群的调节作用差异很大。猴头菇多糖调节肠道菌群作用与其分子量和单糖组成有关,在一定程度上还受到多糖的分支度及所连接的官能团的影响。高分子量多糖由于对细胞膜的穿透能力差,其活性弱于低分子量多糖。大分子β-葡聚糖H6PC20(2390kDa)具有较好的修复防御作用,而低分子量α-杂多糖HPB-3(15 kDa)具有较强的抗炎作用。猴头菇多糖中的 β-(1→3)-葡聚糖含量对其生物活性可能存在影响。
研究发现,相比热水法和生理盐水提取的猴头菇多糖HEP-W和HEP-S,采用柠檬酸从猴头菇子实体中提取的HEP-C,具有更强的抗氧化活性和α-糖苷酶、α-淀粉酶抑制活性,后者β-(1→3)-葡聚糖含量更高。主链为(1→6)链吡喃葡萄糖、侧链为(1→3)链吡喃葡萄糖的猴头菇多糖结构对其抗肿瘤和免疫刺激作用至关重要。含有-NH2、-COOH和S=O等官能团的HIPS1相比无上述官能团结构的HIPS2,对链脲佐菌素诱导的糖尿病小鼠有更好降血糖作用及胰腺、肝脏、肾脏保护作用。
猴头菇多糖的羟乙基化衍生物(hHEP)可增强RAW264.7巨噬细胞活化,使NO、IL-6及TNF-α的产生增加,增强诱导型一氧化氮合酶(iNOS)表达,提高HEP的免疫调节功能。此外,一些猴头菇多糖金属复合物相比修饰前显示了更好的活性和稳定性。例如,采用化学修饰方法在猴头菇多糖羧基上引入Bi3+得到的多糖铋复合物(Bi-HEP)具有更强的抗幽门螺杆菌活性。
综上,猴头菇多糖对肠道菌群的调节作用与其分子量、单糖组成、糖苷键类型、分支度、官能团以及形成复合物等密切相关。葡萄糖、甘露糖、半乳糖、岩藻糖、木糖、阿拉伯糖、鼠李糖等是最常见的单糖,且(1→3)、(1→6)和(1→4)连接出现频率最高。
参考资料:
[1]朱佳敏,武艺,赵琳静,沈凡妮,曹婷苇,刘晓会,刘锡建,李洪森,李琦,冯美卿.猴头菇多糖结构及调节肠道菌群作用研究进展[J/OL].食品与发酵工业.
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