木聚糖及其衍生物在材料领域的研究已经有了较高程度的发展,但是在食品、保健品和药物方面的研究和应用尚待发掘。本文采用络合锌和羧甲基化方法修饰木聚糖（XY）,制备了木聚糖锌（XY-Zn）、羧甲基木聚糖（CXY）和羧甲基木聚糖锌（CXY-Zn）。研究了它们的结构和性质以及体外、体内益生作用。成分分析结果表明,XY的总糖、糖醛酸和蛋白质含量分别为87.70%、4.32%和1.49%。原子吸收光谱表明XY和CXY几乎不含锌,它们的锌络合物锌含量分别为2.028 mg/g和4.585 mg/g。CXY的羧甲基取代度为0.68。红外光谱和扫描电镜分析表明了修饰引起的结构和表面形态的变化。体外实验表明低聚果糖（FOS）和葡萄糖（GLU）对几种益生菌（植物乳杆菌、短乳杆菌、德氏乳杆菌、嗜热链球菌）的增殖作用比木聚糖和它的衍生物更强。并且生长曲线和培养基p H反映的促增殖作用呈现出一致的强弱关系FOS＞GLU＞XY＞XY-Zn＞CXY＞CXY-Zn。在体内实验中,检测了小鼠的生命体征,采集小鼠粪便并进行了荧光定量PCR和高通量测序分析。（1）生命体征分析结果表明,木聚糖及其衍生物对小鼠体重、摄食和脏器没有不良影响。XY、XY-Zn、CXY肠道内容物p H与正常组相近,CXY-Zn剂量较低时对降低肠道p H更有利。血清二胺氧化酶、D-乳酸和内毒素水平的降低,反映了它们有利于增强肠道粘膜屏障和免疫功能。（2）荧光定量PCR分析结果表明,木聚糖及其衍生物对双歧杆菌和拟杆菌相对数量影响较小,而对乳杆菌的增殖具有明显的促进作用。另外中高剂量的CXY-Zn极大地促进了产气荚膜梭菌增殖,但其余处理组均与正常组相当。（3）高通量测序分析结果表明,各处理组OTU数目无明显差异。XY降低了肠道细菌丰富度提高了多样性,而XY-Zn和CXY在维持多样性的同时提高了物种丰富度,CXY-Zn剂量较低时对alpha多样性更有利。beta多样性分析表明XY和CXY-Zn与正常组的物种差异最明显。肠道菌群分类学分析表明,小鼠肠道细菌主要由5个菌门组成,厚壁菌门相对丰度最高,拟杆菌门次之。在科水平上,与正常组相比,各处理组拟杆菌、乳杆菌和紫单胞菌科丰度升高,毛螺菌、念珠菌和瘤胃菌科的丰度降低。属水平上,XY-L的有益菌和致病菌的比值最高,XY-M和XY-H和正常组相近,XY-Zn-M和CXYZn-M比例最低,其余各组在CXYZn-M和正常组之间。LDA Effect Size物种差异分析提示了相对丰度差异显著的菌属,其中XY、XY-Zn、CXY有利于促进有益菌增殖,抑制致病菌生长。而CXY-Zn则更有利于促进某些致病菌生长,如Clostridium Xl Va、Prevotella、Ruminococcus。综上所述,虽然木聚糖及其衍生物在体外表现出的益生作用较弱,但是它们能够在复杂的肠道环境中降解和被细菌利用,从而影响肠道微生物的生长繁殖,调节肠道微生物群落结构,发挥着有益健康的重要作用。