灵芝膳食纤维的结构表征及其胆固醇和胆汁盐吸附特性研究

研究人员针对高脂血症防治需求，通过酶解法提取灵芝不溶性膳食纤维(GIDF)和可溶性膳食纤维(GSDF)，系统表征其结构特性并评估胆固醇/胆汁盐吸附性能。研究发现GSDF凭借低分子量、高粘度和优异水合能力，在模拟胃肠环境下对胆固醇(11.2 mg/g)和胆汁盐(1489 mg/g)的吸附显著优于GIDF，其化学吸附机制为功能性食品开发提供新思路。

　　

随着现代生活方式改变，高脂血症及其引发的动脉硬化、糖尿病等代谢性疾病已成为全球健康威胁。胆固醇和胆汁盐作为脂质代谢的关键调节因子，其异常积累直接导致血脂水平升高。尽管膳食纤维的降脂功效已被广泛认知，但不同结构纤维的作用机制差异尚不明确。更令人遗憾的是，作为"药食同源"珍品的灵芝(Ganoderma lucidum)，其膳食纤维资源在提取多糖后的残渣中大量废弃，既造成资源浪费，也错失了潜在的健康效益。

针对这一现状，吉林农业大学食品科学与工程学院的研究团队在《LWT》发表重要成果，通过酶解法制备灵芝不溶性膳食纤维(GIDF)和可溶性膳食纤维(GSDF)，综合运用扫描电镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)等技术解析结构特征，并系统评价其在模拟胃肠条件下的吸附性能。研究创新性地揭示了两类纤维的差异化吸附机制，为开发精准降脂功能食品提供了理论依据。

研究采用酶解结合醇沉法提取纤维，通过高效液相色谱(HPLC)分析单糖组成和分子量，采用热重分析仪测定热稳定性。吸附实验模拟人体胃肠环境(pH=2和pH=8)，结合Langmuir/Freundlich等温模型和伪二级动力学模型解析吸附机制。

【3.1 提取率与成分】

酶法提取的GIDF得率(49.0%)显著高于GSDF(2.54%)，但两者纯度均超85%。GSDF多糖含量(87.2%)明显高于GIDF(80.5%)，预示其更好的生物活性。

【3.2 SEM分析】

电镜显示GIDF呈不规则丝状多孔结构，而GSDF为致密絮状聚集体。这种形貌差异解释了GIDF更大的比表面积和GSDF更强的分子相互作用效率。

【3.3 FTIR光谱】

两种纤维均显示β-吡喃葡萄糖特征峰(885 cm^-1)，但GSDF的羟基峰(3414 cm^-1)更强，为其卓越的水合能力提供结构基础。

【3.4 XRD分析】

GSDF结晶度(19.9%)低于GIDF(24.1%)，这种低结晶特性与其优异的吸附性能呈正相关。

【3.5 热稳定性】

热重分析表明GSDF在260-360°C区间热稳定性更佳，残渣率22.9%高于GIDF的14.4%，为其食品加工适用性提供保障。

【3.6 单糖组成】

HPLC检测到12种单糖，其中葡萄糖在GIDF(88.8%)和GSDF(65.2%)中均占主导。GSDF富含甘露糖(10.0%)和半乳糖(13.2%)，这些组分与其功能活性密切相关。

【3.9 吸附实验】

在模拟胃肠环境下，GSDF对胆固醇(11.2 mg/g)和胆汁盐(1489 mg/g)的吸附量分别是GIDF的1.4倍和1.9倍。等温吸附模型揭示GIDF以物理吸附为主，而GSDF通过化学吸附发挥作用。动力学分析符合伪二级模型，GSDF在30分钟内即达吸附平衡。

这项研究首次系统比较了灵芝两种膳食纤维的结构-功能关系，证实GSDF凭借低分子量(594 kDa)、高粘度(1931 mPa·s)和丰富羟基等特性，能通过化学吸附高效清除胆固醇和胆汁盐。该发现不仅为灵芝残渣高值化利用开辟新途径，更为开发靶向调节脂代谢的功能食品提供了科学依据。未来研究可进一步探索这些纤维在肠道菌群调控方面的作用，为代谢综合征的膳食干预提供新策略。