《Food Bioscience》：Lentilactobacillus buchneri fermentation enhances the anti-aging properties of
Dendrobium officinale: Evidence from
in vitro and topical
in vivo studies
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摘要本研究探讨了铁皮石斛（D. officinale）经布氏乳杆菌（L. buchneri）发酵后的理化变化，并评估了所得发酵产物（FDC）在体外氧化应激模型及经皮皮肤老化模型中的抗衰老功效。分析表明，发酵引发了多糖的解聚，但并未显著改变单糖组成和功能基团。然而，发酵显著重塑
摘要
本研究探讨了铁皮石斛（D. officinale）经布氏乳杆菌（L. buchneri）发酵后的理化变化，并评估了所得发酵产物（FDC）在体外氧化应激模型及经皮皮肤老化模型中的抗衰老功效。分析表明，发酵引发了多糖的解聚，但并未显著改变单糖组成和功能基团。然而，发酵显著重塑了代谢组，共标注出426个显著上调和108个显著下调的代谢物。在H2O2诱导的HaCaT细胞模型中，FDC表现出优于未发酵对照的细胞保护作用，伴随剂量依赖性地恢复细胞活力、清除活性氧（ROS）、增强抗氧化能力、保护线粒体功能，并降低衰老标志物（p16、p21）的mRNA表达。此外，在D-半乳糖（D-gal）诱导的皮肤老化小鼠模型中，外用FDC可显著促进胶原和弹性纤维排列以恢复真皮结构，增强内源性抗氧化酶活性，同时下调衰老皮肤中p16和p21的mRNA表达。综上所述，这些结果表明，L. buchneri发酵可能是增强铁皮石斛（D. officinale）抗皮肤老化特性的有效策略，FDC通过缓解氧化应激和细胞衰老并降低p16和p21的mRNA表达发挥作用，但潜在分子机制仍需在未来研究中进一步阐明。
引言
氧化应激由过量ROS驱动，是皮肤老化的根本驱动力。它通过降解细胞外基质并触发不可逆的细胞周期停滞来加速细胞衰老。这种衰老表型在分子特征上表现为细胞周期依赖性激酶抑制因子的上调，尤其是p16和p21，它们是评估抗衰老功效的关键生物标志物（Ge et al., 2024）。因此，在功能性化妆品中对安全、靶向皮肤的抗氧化剂的需求日益增长，以减缓这些老化过程（Hussen et al., 2025; Nisa et al., 2024）。
发酵是一种强大的生物加工策略，可通过富集生物活性化合物和生成新型代谢物来增强食品的功能特性（Lin et al., 2024; Ma et al., 2025）。近期研究表明，发酵不仅增加了天然生物活性化合物的含量，还将其生物转化为更有效的形式（Hong et al., 2025; Tang et al., 2024）。此外，发酵过程可以重新编程代谢网络，从而导致新型生物活性的生物合成（Sakda et al., 2025）。这些成分变化已被证明可增强多种健康功效，包括抗糖尿病作用（Tang et al., 2024）、肠道健康（Ma et al., 2025）和黏膜免疫调节（Zhou et al., 2025），其中抗氧化能力的提升尤为显著（Zhang et al., 2024）。然而，生物转化效率高度依赖菌株，这些功能改善背后的具体代谢重塑机制往往尚不明确（Zhang et al., 2024）。
在用于发酵的微生物中，乳酸菌（LAB）因其已有充分安全记录而备受关注（Shi et al., 2024）。然而，不同LAB菌株间的代谢异质性可能导致同一底物发酵产物的抗氧化能力存在显著差异（Gao et al., 2025）。在我们对多种LAB菌株发酵铁皮石斛（D. officinale）的初步筛选中，L. buchneri产生的发酵液具有最强的抗氧化活性（Zhang et al., 2026）。L. buchneri是一种异型发酵物种，传统上被认为可改善青贮饲料的好氧稳定性（Usman et al., 2024），近年来已成为功能性化妆品的潜力候选菌。虽然已有研究表明用L. buchneri发酵多种植物可改善抗光老化效果，但这些植物各异的光化学特征意味着驱动这些益处的具体机制不尽相同，尚未得到充分阐明（Kang et al., 2020）。
铁皮石斛（D. officinale）是一种富含多糖和酚类物质的功能性植物（Li et al., 2023; Liang et al., 2025; Zhu et al., 2019），是此类生物加工的的理想底物。尽管大量研究已确认其固有的抗衰老特性（Liu et al., 2025; Oziamara et al., 2025），但L. buchneri发酵如何具体改变其理化组成，以及这种生物加工是否能进一步增强其对氧化应激诱导的皮肤衰老的保护作用，目前尚不清楚。因此，本研究旨在阐明L. buchneri发酵引起的结构和组成变化，并进一步在体外和经皮体内两种条件下评估发酵液的抗皮肤老化活性。
章节摘要
材料
干铁皮石斛（D. officinale）茎由安利（中国）植物研发中心提供。其他试剂清单见补充材料I。
FDC的制备
将干铁皮石斛（D. officinale）研磨并通过20目筛网过筛得到细粉，然后按1:50（w/v）的比例悬浮于去离子水中。将悬浮液pH调节至7.0，在121°C下灭菌21分钟。将L. buchneri复苏并预培养24小时，然后按4%（v/v）的比例接种至悬浮液中，
L. buchneri发酵对铁皮石斛（D. officinale）理化特征的影响
铁皮石斛（D. officinale）中丰富的营养有效支持了微生物的生长，发酵24小时后FDC培养液的活菌数达到2.27×109 CFU/mL（表1）。这种微生物增殖使还原糖含量相比未接种对照组降低了43.49%，同时滴定酸度增加（从4.06增至13.51 g/L），pH值相应下降（从5.14降至4.37）。此外，如表1所示，总多酚含量
讨论
本研究发现，L. buchneri发酵引发了铁皮石斛（D. officinale）化学性质的重大重塑，表现为滴定酸度增加伴糖分消耗减少，同时生物活性代谢物显著富集。多糖表征进一步揭示了发酵引发的解聚现象，而单糖组成和主要功能基团则基本保持不变。所得的低分子量多糖可能
结论
总之，这些初步研究结果表明，利用L. buchneri发酵可能是一种具有应用前景的生物加工策略，有助于增强铁皮石斛（D. officinale）的抗皮肤老化特性。
CRediT作者贡献声明
姜秀宇：资源提供。张路之：验证、方法论、概念框架。李恒：论文审阅与编辑、软件、项目管理。李锋：资源提供。姜敏：初稿撰写、概念框架。彭博：资源提供。石金松：论文审阅与编辑、数据整理、概念框架
利益冲突声明
作者声明，他们不存在任何已知的财务利益或个人关系可能对本文报道的工作产生影响。
张路之 | 姜秀宇 | 姜敏 | 彭博 | 李恒 | 李锋 | 石金松
