食品界

FSHW | 蘑菇β-葡聚糖和多酚制剂作为天然免疫增强剂和平衡剂：应用性质

Introduction

作为功能性食品和药物，蘑菇介于肉类和蔬菜类之间，其丰富性和多样性日益稳步增长。蘑菇热量低，不含胆固醇，含有麦角甾醇和亚油酸、油酸、亚麻酸等必需多不饱和脂肪酸，同时还含有人体新陈代谢所需的所有必需氨基酸，完全符合素食/素食营养的需要。此外，蘑菇富含大量活性成分及代谢物，不仅可以保护健康，还可以治疗各种由体内平衡失调引起的健康问题。因此，蘑菇不仅仅是食物，还能作为营养保健品或真菌保健品，满足市场群体新需求。

具有免疫平衡作用的蘑菇膳食纤维，主要是β-葡聚糖和多酚等二次代谢产物，是健康产业关注的焦点。越来越多的临床前研究表明蘑菇多糖和多酚具有显著的抗癌作用和再生特性，可以通过激活细胞保护酶和抗氧化酶来预防自身免疫和移植排斥反应。此外，蘑菇作为甲壳素及其衍生物的丰富来源引起人们的注意，被广泛应用于各个领域。

本文重点综述了蘑菇作为营养保健品和药妆制剂以增强和平衡免疫力的发展趋势，介绍了常见的蘑菇膳食纤维β-葡聚糖的基本分子免疫调节作用机制及其生物利用度、代谢转化、临床前和临床研究以及安全性等方面的研究。同时，还讨论了蘑菇多酚成分的免疫调节机制。最后，本文尝试解释了多酚等小分子物质是否比β-葡聚糖等大分子物质在口服后具有更好的生物利用性和效率。

蘑菇营养食品是健康和保健食品的发展趋势

如图1所示，蘑菇营养保健品是从蘑菇菌丝体或子实体中提炼的提取物或其干燥的生物质，具有良好的潜在治疗应用。商业营养保健品和药妆制剂可以由一种蘑菇的提取物组成，也可以由多种蘑菇提取物组合而成。

图1 （a）蘑菇营养保健品和药妆品及（b）药用蘑菇的栽培

蘑菇β-葡聚糖和多酚制剂作为天然免疫增强剂和平衡剂

蘑菇中含有多种免疫调节化合物，如多糖、多酚、萜类化合物和蛋白质等。其中，由β-葡聚糖组成的蘑菇膳食纤维制剂，其结构、结构与免疫调节活性关系、临床前及临床研究等方面探索较为广泛。此外，基于蘑菇多酚的免疫制剂因其结构多样性而受到越来越多的关注。目前，对蘑菇多酚进行深入研究的目的在于完成对其生物活性次生代谢物的表征及量化。

蘑菇β-葡聚糖制剂-免疫调节的性质

β-葡聚糖的蘑菇营养制剂在市场上以纯化或部分纯化提取物的形式制作成胶囊、药丸和粉末。与α-葡聚糖不同，β-葡聚糖口服后不会被人体酶消化，仅有小部分在胃肠道中被产生活性碳水化合物酶的人体微生物组（肠道微生物群）发酵。高分子量的β-葡聚糖在小肠中会被M细胞和肠上皮细胞，和/或CXCR3⁺巨噬细胞或CD103⁺树突状细胞（DCs）的亚群捕获，从而刺激粘膜和全身免疫（图2）。此外，研究表明β-葡聚糖会导致促炎细胞因子和其他介质（最有可能来源于巨噬细胞和DCs）的表达上调。

图2 （a）蘑菇β-葡聚糖的肠道吸收和免疫细胞活化，（b）β-葡聚糖通过模式识别受体与先天免疫细胞结合，通过保守途径导致信号传导以及细胞活化

基于β-葡聚糖的真菌制剂通常被认为是安全的，食用浓缩β-葡聚糖与任何明显的毒性迹象无关。蘑菇β-葡聚糖具有免疫调节和抗肿瘤作用，还有许多生物活性，可以降低胆固醇和餐后葡萄糖代谢活性。此外，β-葡聚糖经微生物介导发酵成短链脂肪酸后，可以减少不必要的结肠炎症。如图3所示，这些脂肪酸可以作为生物活性化合物，对与抗炎作用相关的特定肠道细菌发挥有益作用。

图3 饮食摄入β-葡聚糖对（a）结肠炎症和（b）胆固醇平衡的影响

β-葡聚糖可以进入角质层和表皮层，深入真皮层。它们不直接进入细胞，而是通过细胞间隙穿透皮肤。在真皮内，β-葡聚糖可以通过与巨噬细胞直接作用以促进胶原蛋白的合成，并诱导IL-1的产生，从而间接促进成纤维细胞产生前胶原。

图4 皮肤结构和细胞（a）在角质层和表皮层上的细胞间隙中β-葡聚糖形成薄膜并刺激水合作用，（b）在真皮层内β-葡聚糖通过与巨噬细胞的直接作用以及通过细胞因子介导与成纤维细胞间接作用以促进胶原蛋白的合成

蘑菇多酚制剂-免疫调节的性质

富含多酚的蘑菇制剂以胶囊、药丸或粉末形式的提取物在市场上流通。多酚在胃肠道以不同的速率被吸收。诸如分子量、亲脂性、立体化学和氢键基团的存在等化学特性，会影响多酚从肠腔向细胞质肠细胞的运输和渗透。蘑菇多酚与肠道微生物群之间也存在着相互联系。未在小肠中被水解和/或吸收的多酚在结肠的管腔中积聚，并被肠道微生物水解成各种代谢物，进一步被吸收。

大量体外和体内实验证实，多酚可以在先天性和适应性免疫应答中调控免疫细胞、调节细胞因子合成以及基因表达（图5）。富含多酚的蘑菇制剂可能会影响参与炎症反应和癌变的多种免疫调节过程，并在肠道疾病、过敏性哮喘和鼻炎、特应性湿疹或皮炎等慢性炎症性疾病的预防和治疗中发挥着重要作用。

图5 多酚（a）对先天性和适应性免疫系统的免疫调节活性，（b）对信号通路的调控

蘑菇β-葡聚糖和多酚的协同作用

研究发现，多酚可以与碳水化合物（如β-葡聚糖）等大分子相互作用，进而影响多酚在食品基质和营养保健品中的生物可利用性。因此，商业制剂中β-葡聚糖的存在会影响多酚的免疫调节活性，主要涉及非共价键作用和疏水相互作用等络合机制。此外，β-葡聚糖的结构和构象也会有也会影响多酚/β-葡聚糖的相互作用。β-葡聚糖可能是一种调控消化道上部或下部中多酚生物可利用含量的机制。

Conclusion

本文详细介绍了市场上最常用的蘑菇成分，β-葡聚糖和多酚，并讨论了这两种成分作为营养保健品和药妆制剂在增强和平衡免疫力方面的应用，重点综述了其作用机制、生物利用度、代谢转化、临床前和临床研究以及安全性等。蘑菇β-葡聚糖可以影响免疫系统，蘑菇多酚可能会影响参与炎症反应和癌变的多种免疫调节过程。同时，多酚与β-葡聚糖可以通过非共价键和疏水作用等络合机制相互作用。通过分析富含β-葡聚糖和多酚的蘑菇提取物的功能性综合信息，以减少或填补其在补充医学、整合医学和传统医学中的应用差距。

Mushroom β-glucan and polyphenol formulations as natural immunity boosters and balancers: nature of the application

Maja Kozarski^a,*, Anita Klaus^a, Leo van Griensven^b, Dragica Jakovljevic^c, Nina Todorovic^c, Wan Abd Al Qadr Imad Wan-Mohtar^d, Jovana Vunduk^e

^a Institute of Food Technology and Biochemistry, Faculty of Agriculture, University of Belgrade, Belgrade 11080, Serbia

^b Plant Research International, Wageningen University and Research Centre, Wageningen 6700 AA, the Netherlands

^cInstitute of Chemistry, Technology and Metallurgy, University of Belgrade, Belgrade 11000, Serbia

^dFunctional Omics and Bioprocess Development Laboratory, Institute of Biological Sciences, Faculty of Science, Universiti Malaya, Kuala Lumpur 50603, Malaysia

^eInstitute of General and Physical Chemistry, University of Belgrade, Belgrade 11158, Serbia

*Corresponding author.

Abstract

Mushrooms are experiencing a kind of renaissance as a part of the contemporary human diet. These valuable organisms are more than food, they fit in perfectly as a novel market group known as nutra-mycoceuticals. Immune-balancing mushroom dietary fibers and secondary metabolites such as polyphenols are the main focus of the healthcare industry. Wellness and cosmetic companies are increasingly using mushroom extracts rich in these ingredients. This review considers the basic molecular immunomodulatory mechanisms of action of the most commonly used mushroom dietary fibers, β-glucans. The literature data on their bioavailability, metabolic transformations, preclinical and human clinical research, and safety are discussed. Immunomodulatory mechanisms of polyphenol ingredients are also considered. These molecules present great potential in the design of the new immunity balancer formulations according to their widespread structural diversity. Finally, we draw attention to the perspectives of modern trends in mushroom nutraceutical and cosmeceutical formulations to strengthen and balance immunity.

Reference:

KOZARSKI M, KLAUS A, GRIENSVEN L V, et al. Mushroom β-glucan and polyphenol formulations as natural immunity boosters and balancers: nature of the application[J]. Food Science and Human Wellness, 2023, 12(2): 378-396. DOI:10.1016/j.fshw.2022.07.040.