功能性全蘑菇粉的益生元活性研究：体外结肠模拟揭示其调节肠道菌群及免疫调节机制

本研究通过短周期体外结肠模拟(Colon-on-a-plate? )系统，评估6种全蘑菇粉（含虫草、灵芝等）对肠道菌群的益生元效应。结果显示所有测试产品显著增加短链脂肪酸(SCFA)产量，增强有益菌群，并通过Caco-2/THP1共培养模型证实其改善肠道屏障功能与免疫调节作用，为功能性食品开发提供新依据。

　　

在传统医学和现代功能食品领域，蘑菇因其丰富的生物活性成分长期备受关注。然而，现有研究多聚焦于蘑菇特定部位（如子实体或菌丝体）的提取物，而忽略全谱蘑菇粉的协同效应。更关键的是，市售益生元产品普遍依赖单一纤维成分（如菊粉），其与全食物基质的效果差异尚不明确。这一空白催生了M2 Ingredients公司与比利时研究团队的合作，他们通过创新实验设计，系统评估了6种全蘑菇粉对肠道微生态的调控作用，相关成果发表于《Journal of Functional Foods》。

研究采用Colon-on-a-plate^?
高通量体外发酵系统，以10名健康捐赠者的粪便微生物为接种源，测试4种单一蘑菇（蛹虫草、灵芝、猴头菇、云芝）和2种复合配方（GRAS blend与MaxSpectrum blend）的发酵特性。技术核心包括：激光辅助快速蒸发电离质谱(LA-REIMS)进行非靶向代谢指纹分析；气相色谱定量短链脂肪酸(SCFA)和支链脂肪酸(BCFA)；浅层鸟枪法宏基因组学解析菌群结构；Caco-2/THP1共培养模型评估肠屏障功能与细胞因子分泌；以及超高效液相色谱-高分辨质谱(UHPLC-HRMS)靶向代谢组学。

结果解析
3.1.1 代谢指纹的独特印记
LA-REIMS检测到1764个代谢特征，正交偏最小二乘判别分析(OPLS-DA)显示所有蘑菇产品均能显著改变代谢谱。MaxSpectrum blend（含10种蘑菇）的代谢偏移最为显著，其指纹图谱与其他产品存在统计学差异，提示混合配方可能通过多组分协同产生独特代谢产物。

3.1.2 发酵参数的量化证据
48小时发酵数据揭示所有产品均显著降低pH值并提高气体压力，证实微生物活性增强。值得注意的是，蛹虫草(Cordyceps militaris)展现出最强的丁酸盐生成能力（较对照提升2.1倍），而灵芝和云芝则更倾向于促进丙酸盐产生。这种差异可能与不同蘑菇多糖结构对特定菌群的选择性刺激有关。

3.1.3 菌群结构的精准调控
宏基因组分析显示，MaxSpectrum blend对菌群的调控广度最大，能显著富集16个菌种，包括双歧杆菌(Bifidobacterium breve)和产丁酸的罗氏菌属(Roseburia hominis)。蛹虫草特异性促进真杆菌(Eubacterium_G sp000434315)增殖，这与前述丁酸盐产量数据高度吻合，揭示了“底物-菌群-代谢物”的因果链条。

3.2.1 肠屏障与免疫调节
在Caco-2/THP1模型中，蛹虫草发酵液表现出最稳定的抗炎效应：跨上皮电阻(TEER)值在供体B中提升37%，且全供体组的肿瘤坏死因子α(TNFα)和单核细胞趋化蛋白1(MCP-1)分别降低52%与48%。这种保护作用可能源于其诱导的IL-10上调和紧密连接蛋白表达增强。

3.2.2 代谢物的功能线索
靶向代谢组发现，MaxSpectrum blend和灵芝显著增加色胺（神经调节物质）水平，而蛹虫草则降低丙酮酸浓度。后者可能通过促进丙酮酸向丁酸的转化，间接增强肠道能量供应，这为蘑菇改善肠脑轴功能提供了分子层面的解释。

结论与展望
该研究首次系统比较了全谱蘑菇粉与单一提取物的益生元效能，证实蛹虫草在促进丁酸盐生成和抗炎方面的突出表现。其意义在于：① 为“全食物优于单一成分”提供了实验依据；② 揭示混合配方的协同效应，如MaxSpectrum blend通过多菌种刺激产生更广泛的代谢响应；③ 建立体外模型与细胞实验的关联，证明微生物代谢产物可直接影响宿主生理。

局限在于样本量较小（3供体用于机制研究），且体外模型无法完全模拟人体复杂环境。未来需开展临床试验验证剂量效应，并解析特定多糖组分（如β-葡聚糖）与菌群互作的分子机制。这项研究为开发基于全蘑菇的功能性食品奠定了科学基础，尤其对肠道炎症和代谢紊乱的干预策略具有启示意义。