功能性全蘑菇粉在SHIME?结肠模拟中展现优于菊粉的益生元活性及其对肠道菌群的调节作用

本研究针对功能性全蘑菇粉的益生元潜力展开系统评估。研究人员利用Screening-SHIME?体外模型，比较了蛹虫草粉（M2 Cordyceps 116?）和十种蘑菇复配粉（Myco-Multi?）与经典益生元菊粉对肠道微生物组的影响。结果显示，两种蘑菇产品显著促进乙酸和丁酸盐生成，并特异性富集双歧杆菌属、毛螺菌科等有益菌群，同时降低沃氏嗜胆菌（Bilophila wadsworthia）等致病菌丰度。该研究为开发具有多重健康效益的天然全食物益生元提供了重要理论依据，对功能性食品研发具有指导意义。

　　

在追求健康生活的当代社会，肠道微生物组研究已成为生命科学领域的焦点。肠道菌群通过发酵未被消化的食物成分产生短链脂肪酸（SCFA），尤其是乙酸、丙酸和丁酸，这些代谢产物对维持肠道屏障功能、调节免疫反应和能量代谢具有重要作用。传统益生元如菊粉（inulin）已被广泛研究，但近年来，功能性蘑菇作为一种天然、多功能的食品成分，其调节肠道菌群的潜力逐渐受到关注。然而，现有研究多集中于蘑菇提取物或特定部位（如子实体、孢子或菌丝体），对全蘑菇粉及其复配产品的研究仍较为有限。此外，蘑菇中除β-葡聚糖和几丁质外，其他活性成分对肠道菌群的影响尚不明确。因此，系统评估全蘑菇粉的益生元效应，并与经典益生元菊粉进行比较，具有重要的科学价值和应用前景。

本研究采用Screening-SHIME^?（Simulator of the Human Intestinal Microbial Ecosystem）体外模型，模拟人体结肠环境，评估两种功能性全蘑菇粉——M2 Cordyceps 116?（蛹虫草专利菌株）和Myco-Multi?（十种蘑菇复配粉）对肠道菌群的影响。该模型通过控制pH、停留时间和温度等参数，模拟结肠的生理条件，并允许在短时间内（16天）评估重复给药的效果。研究使用三名健康捐赠者的粪便样本作为微生物来源，通过短链脂肪酸测定、非靶向代谢组学（LA-REIMS）和宏基因组学分析，全面评估了微生物代谢活性、代谢指纹和菌群组成的变化。

3.1. 代谢活性和气体生产

通过监测结肠反应器中的气体压力，研究人员发现M2 Cordyceps 116?和菊粉处理组在48小时内的气体产量显著高于阴性对照组，表明这两种处理均促进了微生物的发酵活性。在短链脂肪酸方面，M2 Cordyceps 116?和Myco-Multi?均显著提高了乙酸的产量，其中M2 Cordyceps 116?在第三天和第八天的效果尤为明显。丁酸的产量在M2 Cordyceps 116?处理组中显著高于菊粉对照组，表明其具有较强的丁酸生成能力。乳酸水平在处理初期短暂升高后下降，提示可能存在乳酸向丁酸的交叉喂养过程。

3.2. 非靶向代谢组学

利用激光辅助快速蒸发电离质谱（LA-REIMS）技术，研究人员发现M2 Cordyceps 116?和Myco-Multi?处理组具有独特的代谢指纹，与阴性对照组和菊粉对照组明显分离。这一结果表明，蘑菇粉中的活性成分（如多糖、酚类化合物等）可能通过多种途径影响微生物代谢，而非仅依赖β-葡聚糖和几丁质的发酵。

3.3. 宏基因组学分析

3.3.1. Alpha多样性

Alpha多样性分析显示，两种蘑菇粉在处理初期（第五天）显著提高了菌群丰富度（Chao1指数）和均匀度（Shannon指数），但随着处理时间延长（第十二天），这些差异逐渐减弱，表明蘑菇粉有助于维持肠道菌群的稳态。

3.3.2. Beta多样性

Beta多样性分析显示，处理组与对照组在菌群组成上存在明显分离，且不同捐赠者之间的差异较大。M2 Cordyceps 116?处理组的分离程度尤为显著，说明其對菌群结构的调节作用较强。

3.3.3. 差异丰度分析

两种蘑菇粉均显著降低了沃氏嗜胆菌（Bilophila wadsworthia）的丰度，该菌被认为与肠道炎症和代谢紊乱相关。同时，处理组中多种有益菌的丰度显著增加，如M2 Cordyceps 116?处理组中富集了Faecalibacterium prausnitzii、Roseburia hominis等丁酸产生菌，而Myco-Multi?处理组中则富集了Bifidobacterium adolescentis和Gemmiger spp.等菌种。这些变化与丁酸产量的增加一致，进一步证实了蘑菇粉的益生元效应。

4. 讨论

本研究通过体外模型系统评估了两种功能性全蘑菇粉对肠道菌群的影响，并首次将其与经典益生元菊粉进行了比较。结果表明，M2 Cordyceps 116?和Myco-Multi?均具有显著的益生元活性，能够促进短链脂肪酸（尤其是丁酸）的生成，并调节菌群组成。此外，蘑菇粉的代谢指纹与菊粉明显不同，提示其活性成分可能通过多种机制发挥作用。这些发现为开发新型功能性食品提供了科学依据，并强调了全蘑菇粉在维持肠道健康方面的潜在应用价值。

然而，本研究也存在一些局限性。首先，样本量较小（三名捐赠者），可能限制了结果的普适性。其次，体外模型虽然能够模拟结肠环境，但其与人体内的实际反应仍存在差异。因此，未来需要开展临床试验，进一步验证这些发现。

5. 结论

综上所述，功能性全蘑菇粉（M2 Cordyceps 116?和Myco-Multi?）在Screening-SHIME^?模型中表现出优于菊粉的益生元活性，能够促进有益菌的生长和代谢活性，调节菌群结构，并维持肠道稳态。这些发现不仅为蘑菇粉的应用提供了理论支持，也为开发具有多重健康效益的天然益生元指明了方向。