《食品科学》：山东省农业科学院董晓丹博士、烟台大学纪海玉博士等：褐环乳牛肝菌木聚糖棕榈酸酯基于肠道乳杆菌富集介导的免疫调节活性

褐环乳牛肝菌（Suillus luteus）隶属于担子菌门（Basidiomycota）、层菌纲（Hymenomycetes）、伞菌目（Agaricales）、牛肝菌科（Boletaceae）。作为一种优质的菌根食用菌，其菌体由多糖、蛋白质、黄酮、麦角甾醇等多种活性成分构成，具有独特的风味，且蕴含丰富的营养与药用价值。研究表明，对土壤进行褐环乳牛肝菌接种，能够对土壤微生物群落的多样性及代谢过程产生调节作用，实现土壤营养物质的富集，同时降低土壤中的重金属含量。基于此特性，褐环乳牛肝菌在土壤修复及环境污染控制领域已得到实际应用。然而，当前学术领域中，关于褐环乳牛肝菌子实体所包含生物活性多糖的结构特征与功能特性研究相对匮乏，在很大程度上限制了对褐环乳牛肝菌的深度开发与高效利用。

多糖作为食用菌细胞壁的重要组成部分，具有免疫调节、抗肿瘤、抗炎、降血糖等多种生物学活性。多糖的生物功能与其结构特征（如分子质量、单糖组成、糖苷键类型和分支度等）密切相关，而提取工艺会直接影响多糖的结构，进而影响其各种生理活性。有研究表明，强酸或强碱等剧烈提取条件容易导致糖苷键断裂、分子降解或空间构象改变等现象，从而影响多糖的生物活性的发挥。水溶醇沉是经典的多糖制备工艺，但近年来的研究表明，醇溶组分中的多糖往往溶解性更好、分子质量更低，其生物利用度更高。因此，本研究采用广泛应用的去离子水作为溶剂进行提取，但收集醇溶组分进行低分子质量多糖制备，从而保证其天然构象和生物活性。

多糖经口服后进入消化道，难以直接穿透肠道屏障进入血液循环，无法以完整形式被机体吸收。因此，其生物活性的发挥在很大程度上依赖于其对肠道菌群的代谢调控及所产生的生物活性代谢物。在肠道这一复杂微生态系统中，多种共生微生物彼此竞争、拮抗或协同共存，共同构成一个动态平衡的生态网络。肠道菌群不仅积极参与宿主的营养物质代谢过程，还通过生成短链脂肪酸、次级胆汁酸、氨基酸衍生物等多种代谢产物，广泛参与机体的免疫调节、能量稳态及生理功能维护，对宿主健康产生深远影响。有研究表明，肠道微生物能够与肠道相关淋巴组织进行密切交互，通过调节免疫细胞分化、细胞因子分泌及黏膜屏障完整性等机制，在维持肠道免疫稳态和系统免疫功能中发挥核心作用，从而保障宿主的整体健康状态。

褐环乳牛肝菌是我国分布广泛的一种野生食用菌，其资源丰富且具有潜在开发价值，尤其生物活性成分多糖因具有多种生理功能而备受关注，高效提取与功能研究对促进该资源的实际应用具有重要意义。烟台大学生命科学学院的纪红菲、纪海玉*和山东省农业科学院农产品加工与营养研究所的董晓丹*等人从褐环乳牛肝菌子实体中分离提取得到醇溶性多糖（SLEP），并对其结构特性进行系统表征，包括其单糖组成、分子质量分布、官能团特征和糖苷键链接，而后进一步通过动物实验分析SLEP基于肠道菌群代谢的免疫调节作用。本研究旨在提高褐环乳牛肝菌多糖的应用价值，为其作为功能性食品成分或药物佐剂的产业化开发奠定理论基础和数据支持。

1 正交试验优化SLEP提取工艺结果

通过正交试验设计，进行褐环乳牛肝菌多糖提取，粗品得率如表2所示。R为各因素不同水平下均值最大值与均值最小值的差值，其大小直接反映因素对指标的影响强度，即R越大，因素对得率的影响越显著。根据各因素的极差，可以判断对结果影响大小依次为浸提温度＞浸提时间＝料液比。通过极差分析初步确定的理论最优工艺组合：料液比1∶25（g/mL）、浸提时间3.0 h、浸提温度70 ℃（A3B2C2）。

进一步进行方差分析，所得正交试验设计的方差分析结果如表3所示。3个因素中仅有浸提温度对多糖得率的影响具有显著性。因此，考虑到工业化生产成本，正交试验最终优化结果应为A1B1C2，即料液比1∶15（g/mL）、浸提时间2.5 h、浸提温度70 ℃。此条件下多糖的得率为（25.82±1.96）%。

2SLEP的初步结构分析

化学分析结果显示，SLEP的多糖质量分数为（82.36±4.10）%，蛋白质量分数为（4.68±0.52）%，测量误差可能受样品的易吸潮特性影响。利用液相排阻色谱法测定了SLEP的分子质量，结果如图1a所示。色谱图上出现了单一的信号峰，证明了SLEP经纯化后分子质量分布均一、纯度较高。将保留时间11.693 min代入标准曲线方程中（y＝—0.460 1x+9.169 8，R2＝0.998 4，y为分子质量的对数值，x为保留时间），可得SLEP的分子质量约为6.2×103 Da。如图1b所示，SLEP由木糖（Xyl）、棕榈酸（PA）和葡萄糖（Glc）组成，其物质的量比为1.00∶0.03∶0.28。如图1c所示，在3 404.72（O—H伸缩振动）、2 930.09（甲基和亚甲基C—H的伸缩振动）、1 404.49 cm-1（C—H弯曲振动）处的强吸收峰为多糖的特征峰。在1 632.82 cm-1处的强吸收峰归因于O—H的弯曲振动，而1 000～1 200 cm—1处的吸收峰则是由于多糖中存在C—O—C糖苷键。此外，在876.67 cm—1处的吸收峰表明SLEP中主要存在α型糖苷键。图1d为放大200倍SLEP的微观形态，可以看出SLEP呈致密、不规则的团聚结构，表面有褶皱，容易吸水受潮，这可能与其结构组成和理化特性密切相关。

3核磁共振波谱分析

如图2a所示，δ 4.79处的信号可证明D2O的存在。δ 5.20处的信号表明SLEP主要含有α型糖苷键的异头氢信号，δ 6.53处的信号表明其含有脂肪酸类化合物与羟基形成的酯键，而δ 3.0～4.5范围的信号表明这些糖残基中存在H2～H6。图2b为SLEP的13C NMR。结合上述结果，在δ 135.33左右观察到脂肪酸异头碳信号，而在δ 93.20处发现了α型糖苷键的异头碳信号，缀合物残基中C2～C6的信号主要分布在δ 53.85～72.49之间。

图2 c展示了SLEP中邻位氢原子的相关性，并标记了相关的交叉吸收信号。其中A代表α-吡喃木糖（Xylp），B代表α-吡喃葡萄糖（Glcp）。下标数字为糖残基氢原子的序号，第一位代表横坐标，第二位代表纵坐标。图2d展示了SLEP糖残基中Xyl和Glc残基1～5（6）号碳氢的化学位移。图2e展示了A1,4、A3B1邻位碳氢交叉信号的存在，表明SLEP主要由α-(1→4)-Xylp和α-(1→)-Glcp组成，α-(1→)-Glcp链接了主链Xyl的3号碳原子为支链。根据上述结果推测出SLEP可能的结构式（图2f）。SLEP可能是以α-(1→4)-Xylp为主链、链接主链Xyl C3的α-(1→)-Glcp为支链，同时共价链接了一个PA分子。

综上所述，SLEP的分子质量约为6.2×103 Da，单糖组成Xyl、PA、Glc物质的量比为1.00∶0.03∶0.28，属于低分子质量多糖缀合物。扫描电镜观察显示，其微观结构致密，易因环境湿度变化吸水受潮。核磁共振分析结果显示，SLEP以α-(1→)-Glcp为主链、链接主链Xyl C3的α-(1→)-Glcp为支链，同时通过酯键与PA分子形成共价结合，形成“多糖-脂质”缀合结构，该结构可能是其兼具醇溶性与水溶性的关键。

4SLEP对荷瘤小鼠生理指标的影响

如图3a、b所示，与空白组相比，模型组的脾脏指数、胸腺指数均显著提高（P＜0.05），表明移植肿瘤的恶性生长会诱导免疫器官代偿性增殖。与模型组相比，不同剂量SLEP处理组的脾脏指数均显著降低（P＜0.05），提示SLEP可减轻实体肿瘤对免疫器官的损伤。如图3c、d所示，CTX组和SLEP组的肿瘤质量较模型组均显著减轻（P＜0.05），其抑瘤率分别为57.37%、38.83%和56.35%。CTX是一种常见的化疗药物，可以无差别清除免疫细胞和肿瘤细胞，对移植肿瘤的生长有一定的抑制作用，但会使机体免疫能力同时受到损伤。而SLEP则通过保护免疫器官、激活免疫系统，有效抑制肿瘤细胞恶性增殖。然而，多糖类化合物经口服干预后不能直接进入血液激活免疫细胞，因此其与肠道菌群的相互作用不容忽视。

5SLEP对荷瘤小鼠肠道菌群多样性的影响

肠道菌群在调节肿瘤相关免疫应答中起着关键作用。由图4a可知，4组共有507个操作分类单元（OTU），而空白组、模型组、CTX组和SLEP组的独有OTU数量分别为103、135、98和80，各组小鼠肠道微生物群表现出广泛的多样性，这可能是不同组别小鼠抗肿瘤免疫能力存在差异的原因。图4b、d展示了各组小鼠肠道菌群在科水平上的组间差异。空白组和SLEP组的乳杆菌科（Lactobacteraceae）的相对丰度明显高于模型组，而3组的Muribaculaceae和毛螺球菌科（Lachnospiraceae）相对丰度无明显差别。图4c、e展示了肠道细菌在属水平上的组间差异，与模型组相比，SLEP组的乳杆菌属（Lactobacillus）的相对丰度显著升高（P＜0.05）。结果表明，乳杆菌属在抗肿瘤免疫功能的发挥过程中具有重要的正相关效应，也具有作为肿瘤免疫相关肠道指示菌种的潜力，与Gong Youshun等的研究结果一致。然而，进一步的作用机制仍需结合代谢组学数据综合分析。

6SLEP对荷瘤小鼠肠道菌群代谢产物的影响

利用非靶代谢组学分析模型组和SLEP组之间表达差异显著的代谢产物，结果如表4所示。与模型组相比，SLEP组小鼠肠道中共检出43种代谢产物表达具有显著差异（P＜0.05），其中15种下调、28种上调。然而，这些代谢产物在荷瘤小鼠中的功能需要进一步分析。

二氢睾酮葡萄糖醛酸苷是雄激素二氢睾酮的主要灭活形式，其下调表达可能抑制肿瘤细胞增殖和免疫抑制性微环境形成。芽子碱与芽子碱甲酯为生物碱类代谢物，是可卡因的代谢前体，参与中枢神经系统多巴胺转运调控，下调表达可间接增强抗肿瘤免疫应答。香芹酮是天然单萜类化合物，下调表达可增强树突状细胞（DCs）的抗原呈递能力，促进CD8+ T细胞活化。胞苷可参与RNA合成和能量代谢，其表达下调有助于减少肿瘤细胞的核苷酸供应和逆转免疫抑制微环境。DL-邻酪氨酸是酪氨酸的异构体，其表达下调可降低肿瘤细胞的氧化还原稳态维持能力，增强其对免疫系统的敏感性。N-庚酰高丝氨酸内酯是革兰氏阴性菌的群体感应（QS）信号分子，其表达下调可减少菌群失调介导的免疫抑制，提高T细胞抗肿瘤免疫。保护素D1是ω-3脂肪酸衍生的抗炎脂质介质，促进炎症消退，其表达下调可降低过度抗炎导致的免疫抑制。鞘磷脂（SM(d18:0/16:1(9Z)(OH))）是细胞膜成分，其表达下调可破坏肿瘤细胞膜稳定性，增强免疫细胞的识别和杀伤能力。吲哚啉-2-羧酸是色氨酸代谢衍生物，参与吲哚胺通路调控，下调可减少对T细胞的抑制性信号，进而影响肿瘤免疫。然而其他下调代谢物与免疫的关系尚未明确报道，需进一步研究验证。

DHPPA是酚酸类抗氧化代谢物，参与清除活性氧、调控炎症反应，能够提升抗肿瘤免疫能力。NMDA是兴奋性神经递质受体配体，参与细胞信号传导、钙稳态调控，适度上调可激活NMDA受体介导的Ca2+内流，增强自然杀伤细胞和细胞毒性T细胞的细胞毒性。L-焦谷氨酸是谷氨酸循环中间产物，参与抗氧化应激、调节细胞渗透压。1-甲基鸟嘌呤是DNA甲基化产物，参与核酸损伤修复、基因表达调控，可增强肿瘤细胞对免疫检查点抑制剂的敏感性。9-十六碳烯酰肉碱属于脂酰肉碱类，参与脂肪酸β-氧化、能量代谢，其表达上调可增强免疫细胞线粒体能量供应，促进T细胞的增殖和提升杀伤活性。二十碳三烯酰肉碱（ACar 20:3）是长链多不饱和脂酰肉碱，其表达上调可通过调节实体肿瘤微环境脂质组成，打破免疫抑制平衡。十四碳酰肉碱属于中链脂酰肉碱，介导脂肪酸转运至线粒体供能，其表达上调可改善肿瘤浸润免疫细胞的存活能力。10-硝基亚油酸参与抗炎、抗氧化及细胞信号调控，其表达上调可逆转免疫耗竭状态，增强免疫治疗效果。溶血磷脂酰乙醇胺（LysoPE(0:0/22:5)(4Z,7Z,10Z,13Z,16Z)）属于溶血磷脂类，参与细胞膜重构、信号转导，其表达上调可强化T细胞活化，提升抗肿瘤免疫应答强度。磷脂酰胆碱（PC）系列包括PC(16:0/20:3)、PC(18:1/1 8:2)、PC(18:1/20:5)、PC(19:1/20:5)、PC(20:3/20:4)，均为细胞膜主要成分，参与脂质信号传导、细胞凋亡调控，其表达上调可增强免疫细胞对肿瘤抗原的识别，改善免疫细胞浸润。生物素是水溶性维生素，参与羧化反应、脂肪酸合成及能量代谢，上调表达可改善免疫细胞的代谢活性，增强DCs和T细胞的功能。N-(3-羟基-7-顺式-十四碳烯酰)高丝氨酸内酯是革兰氏阴性菌QS信号分子，调控菌群基因表达，上调表达可调节肠道菌群平衡，促进有益菌增殖，通过菌群-免疫轴增强T细胞活力。对黄嘌呤是咖啡因代谢产物，参与中枢神经兴奋、能量代谢调控，上调表达可通过抑制腺苷A2a受体，逆转免疫细胞耗竭。全反式-13,14-二氢视黄醇是VA衍生物，参与细胞分化、免疫调节，上调表达可促进DCs成熟和抗原呈递，诱导Naive T细胞向Th1细胞分化，提升抗肿瘤免疫效果。3-脱氢胆酸是胆汁酸代谢产物，参与肠道吸收、脂质代谢及免疫调节。(2E)-3-(3,4-二甲氧基苯基)丙烯酸是肉桂酸衍生物，具有抗炎、抗氧化及抗肿瘤活性。6-(三氟甲氧基)喹啉-4-醇是喹啉类化合物，上调表达可抑制肿瘤细胞酪氨酸激酶活性，减少免疫抑制性细胞因子分泌。然而，仍有部分代谢物的功能及其与抗肿瘤免疫的关联尚未明确，需进一步实验验证。

图5a直观展示了SLEP组小鼠中43种显著差异表达的代谢物。如图5b所示，火山图中每个点代表一种代谢物，与模型组相比，SLEP组显著上调（下调）的代谢物用红点（蓝点）表示，而未分化的代谢物用灰色表示，结果与图5a相印证。

通过KEGG数据库对统计分析获得的这些差异代谢物进行富集通路分析，结果如图5c所示。QS通路是受影响最显著的代谢信号通路，提示该通路是SLEP调控荷瘤小鼠代谢与生理功能的核心作用靶点。细菌QS是微生物群落中依赖“细胞密度”的特异性通信机制，其核心特征为仅当细菌数量达到临界密度时，细菌分泌的“信号分子”（如自体诱导物）会积累至阈值，进而触发群体内细菌的协同基因表达，调控关键生物学行为。结合肠道微生物分析可知，SLEP可有效富集肠道乳杆菌属，促使其与环境中革兰氏阴性细菌的QS分子酰基高丝氨酸内酯互作，实现跨界调控，提高自身在微生态中的适应性，增强免疫细胞的活性。因此，后续研究中对各组荷瘤小鼠外周血中T淋巴细胞亚群的比例进行分析。

7SLEP对荷瘤小鼠T细胞亚群分布的影响

利用流式细胞术测定了空白组、模型组、CTX组、SLEP组小鼠外周血CD4+和CD8+ T细胞的分布情况和比例，结果如图6a所示。CD4/CD8双染色散点图显示出良好的聚类效果，表明实验结果具有较高的可信度。CD4+T细胞不直接杀伤受感染细胞或病原体，其核心功能是通过分泌细胞因子与表达表面分子，激活、引导并辅助其他免疫细胞，进而调控整个免疫应答过程。该细胞可借助其T细胞受体，识别与主要组织相容性复合体（MHC）II类分子结合的外源性抗原，因此主要承担辅助和调控其他免疫细胞的作用，也被称为辅助性T细胞。与之不同，CD8+ T细胞通过其T细胞受体识别与MHC I类分子结合的内源性抗原，能够直接杀伤异常靶细胞，故被称为细胞毒性T细胞。

如图6b所示，与空白组相比，模型组CD4+ T细胞比例显著降低（P＜0.05），而SLEP-H组CD4+ T细胞比例较模型组明显升高（P＜0.05），说明SLEP对CD4+ T细胞具有更强的免疫调控作用。各组CD8+ T细胞比例相对稳定。但与模型组相比，CTX组、SLEP组CD8+ T细胞比例明显降低（P＜0.05）。结合上述结果，可以推测CTX对两种T细胞亚群均表现出了活性抑制作用，而SLEP通过增强CD4+ T细胞的活性，激活募集CD8+ T细胞对肿瘤细胞发挥直接杀伤作用。因此，在SLEP介导的抗肿瘤免疫过程中，CD4+ T细胞扮演着更为重要的关键角色，其在外周血中的含量也可体现宿主对肿瘤的免疫监视能力。

结 论

本研究从褐环乳牛肝菌子实体中成功分离得到醇溶性多糖SLEP，并对其结构特性与肠道菌群代谢的调节作用展开深入探究。结果显示，SLEP分子质量约为6.2×103 Da，单糖组成中Xyl、PA、Glc物质的量比为1.00∶0.03∶0.28，以α-(1→4)-Xylp为主链、α-(1→)-Glcp为支链，通过酯键与PA共价结合，属于木聚糖棕榈酸酯。动物实验结果显示，SLEP组可显著调节荷瘤小鼠肠道微生物群多样性，有效提升乳杆菌属的相对丰度，影响肠道细菌QS系统，有效激活CD4+ T细胞免疫，最终实现对实体肿瘤生长的控制，其抑瘤率达56.35%。综上，本研究可为褐环乳牛肝菌多糖缀合物在功能性食品领域的研发、应用及产业化转化提供理论依据与数据支撑。

作者简介

通信作者

纪海玉，现任烟台大学生命科学学院讲师。长期致力于天然产物领域的科研与教学工作，聚焦多糖、蛋白等活性成分的结构表征与功能评价，在天然产物提取纯化、生物活性机制解析等方面积累了丰富的研究经验，成果发表于多个国际知名学术期刊。

学习工作经历：

2022.06-至今，烟台大学生命科学学院 助理研究员、讲师;

2020.07-2022.06，天津科技大学生物工程学院 轻工技术与工程科研流动站 制糖工程专业 博士后、助理研究员;

2017.09-2020.06，天津科技大学食品科学与工程学院 食品科学专业 博士研究生;

2015.05-2017.07，天津科技大学食品科学与工程学院 科研助理；

2012.09-2015.03，天津科技大学食品科学与工程学院 食品科学专业 硕士研究生；

2008.09-2012.07，山西农业大学食品科学与工程学院 生物工程专业 本科生。

研究方向：

主要从事天然产物结构与功能相关性研究，核心方向包括以下三方面：

天然活性成分分离与结构鉴定：聚焦天然多糖、蛋白的高效提取、纯化工艺优化，结合现代波谱技术（NMR、HPLC 等）解析其精细结构特征；衰老相关机制研究：探究自然衰老进程中，机体多糖、蛋白等生物大分子的流失规律及调控机制；生物活性评价与功能开发：围绕天然产物的抗肿瘤、免疫调节、抗衰老等核心活性开展体内外评价，挖掘其在功能食品、生物医药领域的应用潜力。

主要成果：

指导本科生获第九届全国大学生生命科学竞赛(科学探究类)三等奖1 项，第十届全国大学生生命科学竞赛(科学探究类)省赛区三等奖1 项，山东省大学生食品加工与安全创新设计大赛三等奖1 项，获批烟台大学2024年研究生科研创新基金项目1 项。主持2025年烟台大学教学改革研究青年项目1 项，承担《食品工厂设计与环境保护》、《食品免疫学》、《食品毒理学》和《食品毒理学实验》本科课程，以及《食品生物工程》研究生课程。主持新疆中央引导地方科技发展资金子课题1 项，功能食品开发相关横向项目3 项，发表SCI论文60余篇，授权国家发明专利6 项，获2024“中国食品工业协会科学技术奖”二等奖1 项。

引文格式：

纪红菲, 韩笑, 杨秋柠, 等. 褐环乳牛肝菌木聚糖棕榈酸酯基于肠道乳杆菌富集介导的免疫调节活性[J]. 食品科学, 2026, 47(4): 139-150. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20250908-060.

JI Hongfei, HAN Xiao, YANG Qiuning, et al. Immunomodulatory activity of xylan palmitate from Suillus luteus through Lactobacillus enrichment in the gut[J]. Food Science, 2026, 47(4): 139-150. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-20250908-060.

实习编辑：王忠；责任编辑：张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网

为系统提升我国食品营养与安全的科技创新策源能力，加速科技成果向现实生产力转化，推动食品产业向绿色化、智能化、高端化转型升级，由北京食品科学研究院、中国食品杂志社《食品科学》杂志（EI收录）、中国食品杂志社《Food Science and Human Wellness》杂志（SCI收录）、中国食品杂志社《Journal of Future Foods》杂志（ESCI收录）主办，合肥工业大学、安徽省食品行业协会、安徽大学、合肥大学、合肥师范学院、北京工商大学、中国科技大学附属第一医院临床营养科、安徽粮食工程职业学院、皖西学院、滁州学院、蚌埠学院共同主办的“ 第六届食品科学与人类健康国际研讨会 ”，将于 2026年8月15-16日（8月14日全天报到） 在 中国 安徽 合肥 召开。

长按或微信扫码进行注册

为对标农业农村部2035年科技规划及“十四五”“十五五”发展方向，推动农产品加工与储运的工程化、智能化、绿色化升级，由湖南省农业科学院、湖南农业大学、北京食品科学研究院、国际食品科技联盟（IUFoST）、中国农业大学、岳麓山工业创新中心主办，湖南大学、中南林业科技大学、长沙理工大学、湖南中医药大学、湘潭大学、岳麓山实验室协办，中国食品杂志社、洞庭实验室、湖南省食品科学技术学会、湖南省农产品加工与质量安全研究所、湖南农业大学食品科学技术学院、Springer Nature-《Agricultural Products Processing and Storage》杂志承办的“第二届农产品加工与食品制造国际学术研讨会—创新引领绿色智造，AI赋能科技进步”，将于2026年9月19-20日（9月18日会议报到）在中国 湖南 长沙召开。

长按或微信扫码进行注册

会议招商招展

联系人：杨红；电话：010-83152138；手机：13522179918（微信同号）