发酵半叶马尾藻可溶性膳食纤维（BL-SDF）通过增强抗氧化活性与调节肠道菌群促进小鼠肠道健康

本研究揭示乳酸菌发酵显著提升半叶马尾藻可溶性膳食纤维（SDF）得率（0.22-0.25 g/g）及功能特性，其中长双歧杆菌发酵产物（BL-SDF）抗氧化活性提升最显著（DPPH与羟自由基IC50值降低42.36%和48.54%），并通过调节C57BL/6小鼠肠道菌群（增加Blautia、Roseburia等有益属）证实其肠道健康促进作用，为海洋功能性食品开发提供新策略。

　　

Highlight

乳酸菌发酵显著改变半叶马尾藻可溶性膳食纤维（SDF）的结构与功能特性。发酵后SDF得率从0.08 g/g提升至0.22-0.25 g/g，分子量降低至27.5-54.8 kDa，持水能力和胆酸钠吸附能力增强。扫描电镜（SEM）显示发酵SDF表面出现裂痕与空腔，比表面积增大。傅里叶变换红外光谱（FT-IR）证实多糖糖苷键断裂，单糖组成分析表明葡萄糖和岩藻糖为主要成分。

The yield and structural characteristics

得率是评估SDF提取效率的关键参数。经24小时乳酸菌（LAB）发酵后，SDF得率显著提升（p < 0.05）。SEM图像显示未发酵SDF颗粒表面光滑呈球形，而发酵后样品出现大量裂痕与空腔，这种结构变化有助于增强其吸附能力。发酵SDF颜色变深，与多酚氧化过程中色素形成一致。分子量分布表明发酵后高分子量组分减少，低分子量片段增加。单糖组成分析显示所有SDF样本均以葡萄糖（35.6-47.3%）和岩藻糖（20.1-28.9%）为主。FT-IR光谱在1630 cm^-1和1420 cm^-1处显示典型多糖吸收峰，发酵后特征峰强度变化表明糖苷键断裂。

Functional properties

发酵显著提升了SDF的功能特性。持水能力（WHC）和持油能力（OHC）分别提高至8.21-11.36 g/g和4.05-6.74 g/g。发酵SDF对胆固醇、胆酸钠和葡萄糖的吸附能力均显著增强（p < 0.05），其中长双歧杆菌发酵样本（BL-SDF）表现最优。发酵还提高了SDF的阳离子交换能力（CEC），可能与表面活性基团暴露有关。

Antioxidant activities

所有发酵SDF样本的抗氧化活性均显著高于未发酵组。BL-SDF表现出最强的自由基清除能力：其DPPH自由基半数抑制浓度（IC₅₀）降低42.36%，羟自由基IC₅₀降低48.54%，总酚含量提升42.8%。ABTS自由基清除能力与铁离子还原能力（FRAP）也同步增强，证实发酵有效激活了SDF的抗氧化潜力。

Modulation on gut microbiota

通过16S rRNA测序分析C57BL/6小鼠肠道菌群发现，BL-SDF处理组显著提升了有益菌属的相对丰度，包括Blautia、Roseburia、Parabacteroides、Alistipes和Muribaculum。这些菌属与短链脂肪酸（SCFAs）生产和肠道屏障功能密切相关。菌群功能预测表明，BL-SDF处理组涉及碳水化合物代谢和能量合成的通路显著富集。

Conclusion

乳酸菌发酵（尤其是长双歧杆菌）可显著增强半叶马尾藻可溶性膳食纤维的结构功能、抗氧化活性及肠道菌群调节能力。本研究为开发基于马尾藻SDF的功能性食品提供了理论依据，未来需在疾病模型中进一步探究其抗炎机制与应用潜力。