烟草废弃物资源化利用：球毛壳菌CGMCC 6882产多糖CGP-TS的结构表征与免疫调节活性研究

本研究针对烟草废弃物资源化利用难题，通过球毛壳菌Chaetomium globosum CGMCC 6882的液态发酵技术，成功从烟草秸秆中提取纯化获得新型多糖CGP-TS。该多糖由鼠李糖、阿拉伯糖等五种单糖构成（分子量613.235 kDa），经FT-IR和HPLC分析证实其非果胶类结构。体外实验表明，CGP-TS具有浓度依赖的抗氧化活性（DPPH/ABTS/羟基/超氧自由基清除率最高达74-83%），并能显著增强RAW 264.7巨噬细胞的吞噬功能及促炎因子（TNF-α、IL-1β等）分泌。该研究为农业废弃物高值化利用提供了新思路，同时拓展了微生物多糖在免疫调节剂开发中的应用前景。

　　

研究背景与意义
全球能源危机与环境污染背景下，纤维素废弃物的高效利用成为研究热点。烟草秸秆作为典型农业废弃物，富含纤维素但传统处理方式易造成二次污染。与此同时，现代生活方式导致免疫力下降人群激增，开发安全有效的免疫调节剂需求迫切。微生物多糖因其结构多样性和生物活性，在功能性食品和药物开发中展现出独特优势。

河南省人民医院健康管理研究所联合河南工业大学生物工程学院的研究团队，创新性地利用球毛壳菌Chaetomium globosum CGMCC 6882对烟草秸秆进行液态发酵，成功获得新型多糖CGP-TS。通过多维度结构表征和功能验证，证实该多糖具有显著的免疫调节潜力，相关成果发表于《Scientific Reports》。

关键技术方法
研究采用液态发酵系统（7L发酵罐，28°C，120 rpm），以烟草秸秆为唯一碳源培养菌株7天。通过Sevag法去蛋白、乙醇沉淀结合透析纯化获得多糖。采用HPLC-IC（离子色谱）分析单糖组成，MALLS（多角度激光光散射）测定分子量，FT-IR进行官能团鉴定。体外实验采用RAW 264.7巨噬细胞模型，通过CCK-8法检测细胞毒性，中性红吞噬实验及ELISA试剂盒评估免疫活性。

研究结果

1. 化学组成分析
   CGP-TS得率1.17±0.26 g/L，碳水化合物含量92.55±3.16%，蛋白残留4.73±1.04%。单糖组成分析显示其含有鼠李糖（22.22%）、阿拉伯糖（9.83%）、半乳糖（36.25%）等，分子量分布为613.235 kDa（Mw/Mn=1.577）。FT-IR光谱在3400-3200 cm^-1
   出现典型多糖羟基特征峰，且不含果胶特征性羧基吸收（1800 cm^-1
   ）。

1. 体外抗氧化活性
   在0.5-2.5 mg/mL浓度范围内，CGP-TS对四种自由基清除率呈剂量依赖性：DPPH（25.55→74.27%）、ABTS（36.29→83.06%）、羟基（28.32→63.93%）和超氧自由基（24.9→55.28%），虽低于VC对照组但差异显著（p<0.01）。

2. 免疫调节机制
   细胞实验显示：

• 安全性：≤2.5 mg/mL时RAW 264.7细胞存活率>103%，5 mg/mL时降至94.82%。
• 吞噬增强：2.5 mg/mL处理组吞噬活性达对照组的120.86±7.15%（p<0.01）。
• 细胞因子诱导：同等浓度下促炎因子分泌量为TNF-α（271.48 pg/mL）、IL-1β（55.31 pg/mL）、IL-6（103.94 pg/mL）和NO（22.45 μM），均显著高于空白组（p<0.01）。

结论与展望
该研究首次实现烟草秸秆向免疫活性多糖的转化，CGP-TS通过激活巨噬细胞功能发挥免疫调节作用，其机制可能与特定单糖比例（半乳糖占比最高）和高分子量特性相关。尽管当前发酵得率较低，但通过代谢工程优化有望提升产量。未来需进一步解析多糖构效关系，并开展动物实验验证其体内免疫调节功效。这项工作为农业废弃物资源化提供了微生物转化新范式，同时为开发天然免疫增强剂奠定了物质基础。