桉树木屑来源木寡糖的益生元活性：聚合度对肠道菌群及代谢的调控机制

本研究发现桉树木屑来源的木寡糖（XOS）聚合度（DP）差异显著影响其益生元活性。通过体外发酵实验证实，适度聚合度的可溶性木聚糖（RX）和富含木二糖（X2）/木三糖（X3）的XOS分别通过调控肠道微生物组成（如提升放线菌门/厚壁菌门丰度）、促进短链脂肪酸（SCFAs）生成（最高达3.2 g/L）及激活能量代谢/氨基酸代谢通路，为林业废弃物高值化利用提供了理论依据。

　　

Highlight

本研究通过选择性水解桉树木屑半纤维素，成功制备了中等聚合度可溶性木聚糖（RX）和富含木二糖（X2）/木三糖（X3）的木寡糖（XOS），系统揭示了其通过调节肠道菌群结构（如促进放线菌门/拟杆菌门生长）和代谢功能（如激活辅因子代谢、萜类合成等通路），显著提升短链脂肪酸（SCFAs）产量的益生机制。

Materials and reagents

实验所用桉树样品采自中国广州（含纤维素45.5%、半纤维素13.1%、木质素31.6%）。内切木聚糖酶购自康为生物科技有限公司，树干毕赤酵母P₅₇₇₆由南京林业大学生化研究所提供，XAD16N树脂购自默克公司，氮气（99.9%）和混合气体（10% H₂、5% CO₂、85% N₂）购自南京文达气体公司。

Preparation and purification of xylo-oligosaccharides with varying DP derived from eucalyptus

在最佳水热预处理条件（180°C、50分钟）下选择性水解桉树半纤维素，水解液中木寡糖总得率达52.1%，其中X2-X6占比24.5%，低聚合度组分（X2-X3）占58.4%，该样品记为RX组。为进一步富集低聚合度XOS，水解液经树干毕赤酵母发酵去除单糖，再通过XAD16N树脂纯化，最终获得X2-X3占比达81.2%的XOS样品。

Conclusion

本研究证明桉树来源木寡糖的聚合度差异显著影响其益生特性。体外发酵表明，RX和XOS均能促进有益菌增殖、提高短链脂肪酸产量，并调控菌群结构与代谢功能。具体而言，RX使放线菌门和拟杆菌门相对丰度分别提升20.6%和16.8%，而XOS显著促进厚壁菌门生长（增幅达32.4%），同时抑制变形菌门。功能预测显示，RX主要增强辅因子/维生素代谢、能量代谢及细胞生长通路，XOS则激活生物降解、萜类/聚酮代谢及精氨酸/脯氨酸代谢通路。