《Food Bioscience》：Sequential solid-state fermentation of Moso bamboo leaves for enhanced flavonoid extraction yield and bioactivity: fermentation-enriched isoorientin suppresses inflammation in association with the BCL2L1-SIRT1-NLRP3 axis
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•顺序固态发酵提高了竹叶黄酮类化合物的产量•发酵在主要C-糖苷类黄酮中选择性富集了异牡荆素•异牡荆素在体外表现出最强的抗氧化和抗炎活性•中试验证证明了该工艺的初步可行性•异牡荆素的抗炎活性涉及BCL2L1-SIRT1-NLRP3信号轴引言毛竹（Phyllostachys ed
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顺序固态发酵提高了竹叶黄酮类化合物的产量
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发酵在主要C-糖苷类黄酮中选择性富集了异牡荆素
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异牡荆素在体外表现出最强的抗氧化和抗炎活性
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中试验证证明了该工艺的初步可行性
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异牡荆素的抗炎活性涉及BCL2L1-SIRT1-NLRP3信号轴
引言
毛竹（Phyllostachys edulis），原产于中国，是该国最具优势且经济价值最高的竹类资源和农作物之一，约占全国竹林面积的70%（D. Li等，2024；Zhao等，2021）。凭借其生长周期短、产量高、再生能力强以及竹竿优异的力学性能，毛竹被广泛应用于建筑、家具制造、造纸和农业领域，展现出显著的经济价值（Ahmad等，2025）。除这些用途外，竹叶在食品相关领域也有悠久的应用历史，既是传统的粽子包装叶，也是竹叶茶的制作原料（Nirmala等，2018）。此外，竹叶黄酮已获得中国批准作为食品抗氧化添加剂。然而，竹子加工过程中不可避免地产生大量叶片作为副产物，这些叶片在工业规模上严重未被利用，导致生物量资源的巨大损失。将这些农业副产物有效转化为高价值成分，直接符合循环生物经济的基本原则，满足了可持续性和生态标准的要求。
毛竹叶富含C-糖苷类黄酮，其中主要成分包括牡荆素、异牡荆素、梓醇和异梓醇（J. Sun等，2010；J.-P. Yang等，2014；Ye等，2022）。与O-糖苷类黄酮不同，C-糖苷类黄酮通过碳-碳键将糖单元直接连接到黄酮苷元上，这赋予了它们对酸水解、热降解和酶解的卓越稳定性（Hu等，2023）。这种结构上的稳健性转化为持久的功能稳定性，使C-糖苷类黄酮作为食品和营养产品中的生物活性成分特别具有吸引力，因为长效的货架稳定性和持续的效用是必不可少的要求。然而，竹叶黄酮的商业化利用受到两个相互关联的挑战的制约。首先，由纤维素、半纤维素和木质素组成的竹叶致密结构形成了复杂的木质纤维网络，阻碍了黄酮的扩散，并通过物理包埋和化学相互作用降低了可提取性（Cheng等，2023；Tang等，2021）。其次，目前的应用主要依赖于混合粗提取物而非纯化物质。因此，这些复杂混合物中的特定生物活性贡献者仍然大多未被识别，而这又因对其各自生物活性及潜在分子机制认识不足而进一步加剧。
传统提取技术，如热水提取、有机溶剂提取和超声辅助提取，已被广泛应用于植物基质中黄酮的提取（Cheng等，2023；Yusoff等，2022）。然而，这些方法的固有局限性，包括提取效率低、溶剂用量大和环境不兼容性，共同阻碍了竹叶资源的规模化工业利用。因此，开发高效且环保的提取策略仍是迫切需求。近年来，微生物发酵作为一种绿色且有效的生物加工方法，在增强植物源性生物活性化合物释放方面已崭露头角（Dulf等，2020；Razola-Díaz等，2025；Z. Wang等，2022）。在发酵过程中，微生物分泌各种胞外水解酶，包括纤维素酶、果胶酶、木聚糖酶和β-葡萄糖苷酶，这些酶协同作用解聚细胞壁结构并促进植物化学物质的释放（Meini等，2021）。大量研究表明，真菌可以通过固态发酵有效增强植物化学物质的回收。例如，葡萄渣中多酚的水提取可通过Aspergillus niger（黑曲霉）和Aspergillus oryzae（米曲霉）促进（Meini等，2021）。Trichoderma viride（绿木霉）表现出降解木质纤维素的能力，特别是对难降解的纤维素和半纤维素（Djali等，2021；S. Wang等，2024）。黄孢原毛平革菌（Phanerochaete chrysosporium）等白腐真菌可以通过氧化酶降解木质素，进一步促进结合态酚类的释放（Pereira Scarpa等，2019）。此外，短乳杆菌（Levilactobacillus brevis）和植物乳杆菌（Lactiplantibacillus plantarum）的应用促进了芒果叶提取多酚的产量和生物活性（Aznar-Ramos等，2025），而少根根霉（Rhizopus oligosporus）在发酵过程中观察到释放出槲皮素和山奈酚，从而增强了发酵蚕豆的生物利用度（Polanowska等，2020）。基于发酵的提取通常在温和条件下进行，无需高能耗投入（如高温或高压）（Pess?a等，2019）。因此，该方法具有成本效益且操作安全，确保了无毒排放物的可持续过程。然而，目前大多数基于发酵的提取策略往往依赖于单一菌株系统。由于不同微生物具有不同的酶谱和功能性专一性，单培养发酵通常无法高效降解复杂的木质纤维基质，使得相当一部分结合态黄酮无法被获取。为了解决这一局限性，联合发酵和混合培养发酵策略已被探索用于工业副产物的处理，其中互补的酶系统协同作用以驱动更完整的生物质解构（Cai等，2025；Zhu等，2020）。尽管如此，共培养系统容易受到微生物间竞争和营养物质竞争的影响，以及生长动力学不匹配的问题，这可能损害过程稳定性、可放大性和总体效率。顺序发酵，即不同微生物按时间控制顺序接种（W. Sun等，2025），提供了一个有吸引力的替代方案。该方法通过阶段性功能优化使每个菌株在后续微生物引入前在各自的条件下运行，从而促进协同生物转化，避免了同时共培养固有的复杂性（Alcalá-Jimenez等，2026；S. Yang等，2026）。尽管具有这些优势，顺序发酵在竹叶黄酮提取中的应用仍很大程度上未被探索，代表了食品工业中创新利用农业副产物的重大机遇。除了提取效率外，对发酵衍生黄酮的生物活性和潜在分子机制的透彻理解对于将这种绿色生物加工策略转化为高价值食品产品至关重要。竹叶含有四种主要C-糖苷类黄酮（牡荆素、异牡荆素、梓醇和异梓醇），它们在结构上各异，可能表现出不同的生物活性。然而，尚不清楚发酵引起的组成变化是否选择性富集了特定的生物活性成分，以及这种改变如何影响其功能特性。
本研究开发了一种绿色高效的顺序固态发酵策略，以提高毛竹叶中黄酮的提取。后续分析表征了发酵引起的C-糖苷类黄酮组成重塑，并确定了负责增强抗氧化和抗炎活性的主要生物活性成分。此外，采用整合网络药理学、分子对接和细胞实验的方法阐明了潜在分子机制。通过建立从生物工艺创新到组成表征和机制阐明的研究路线，本研究为竹叶生物质高价值转化为功能性食品成分提供了坚实的理论基础和关键的机制见解。
章节摘要
菌株培养与固态发酵条件
Trichoderma viride（TV，CICC 13038）和Aspergillus niger（AN，CICC 41586）购自中国工业微生物菌种保藏管理中心（CICC）。复苏后，将各菌株分别接种至PDB培养基中，在30°C下摇床培养。发酵期间，每2小时收集一次培养液。在600 nm处测定OD值以构建微生物生长曲线。所有后续接种和发酵程序中的真菌悬浮液均为
顺序固态发酵提高黄酮提取产量
如图1(A)所示，与未处理的竹粉（Blank）和PBS处理对照组（Control）相比，所有接种真菌菌株的固态发酵组均显著提高了竹叶黄酮的提取效率（P < 0.001）。在单菌株发酵组中，A. niger的提取效率略高于 T. viride。在联合发酵系统中，两种菌株的接种比例为
结论
本研究提出了一种工艺—产品—机制一体化框架，将毛竹叶这一丰富的农业副产物转化为具有经过验证的、与饮食相关炎症条件相关的生物活性的功能性黄酮成分。开发了一种采用绿木霉后接黑曲霉的顺序固态发酵策略，在优化实验室条件下实现了57.32 ± 5.25 mg/g的总黄酮产量，初步
CRediT作者贡献声明
Zihan Liu：验证、调查研究。Tiantian Wu：写作 – 审稿与编辑、验证。Yumeng Li：写作 – 初稿、可视化、验证、软件、方法论、调查研究、形式分析、数据整理、概念构思。Houze Tu：验证、调查研究。Baiyi Lu：写作 – 审稿与编辑、验证、监督、资源、资金获取
利益冲突声明
? 作者声明不存在可能影响本文所报告工作的已知竞争性经济利益或个人关系。
致谢
作者感谢浙江省"尖兵""领雁"研发计划（编号：2025C01100）提供的资金支持。
Yumeng Li|Houze Tu|Zihan Liu|Tiantian Wu|Baiyi Lu
