甘蔗渣（SB）是甘蔗加工过程中产生的主要副产品，占糖厂产生的总固体废物的大约80%，全球年产量达到19亿吨（Li等人，2025年）。作为一种低成本且可再生的木质纤维素生物质，甘蔗渣富含纤维素（40–45%）、半纤维素（25–30%）和木质素（20–25%），具有转化为功能性膳食纤维的巨大潜力（Matsueda & Antunes，2024年）。然而，其紧密的结构和较差的溶解性严重限制了其消化率和生物利用度。目前，只有约30%的甘蔗渣被用于生物质能源生产（Osaki，2022年）、造纸（Mekala等人，2025年）和有机肥料制造（Duan等人，2021年），大部分被直接焚烧或丢弃，导致了资源浪费和碳排放。随着对循环经济和可持续发展的重视增加，诸如预处理效率低、转化率不足以及非谷物生物质（如作物秸秆、马铃薯残渣和甘蔗渣）的高价值应用有限等问题日益受到关注。这凸显了开发能够有效降解纤维素并控制木质素和其他抗营养成分生物转化的技术的迫切需求。
目前，传统的化学（酸、碱处理）、物理（蒸汽爆破、高压均质化）和生物（微生物发酵、酶处理）方法被用于木质纤维素生物质的改性。这些方法因其强大的破坏木质纤维素结构的能力而被广泛应用。然而，化学处理通常需要苛刻的条件，如高温和/或高压以及短的反应时间，这可能导致设备腐蚀并产生需要进一步处理的废水。此外，酸或碱预处理由于工艺残留物的潜在安全问题而不适合用于人类食品生产（Lin等人，2025年）。蒸汽爆破通常需要复杂的设备和较高的能量输入，操作温度约为170–190°C（Golbaghi等人，2017年）。高压均质化需要更高的压力，通常约为58 MPa（Q. Huang等人，2023年）。微压制浆（MP）是一种在95–100°C和轻微加压气氛（5–30 kPa）下进行的热机械处理，发生在密封的研磨成熟室中（Wang等人，2014年）。该方法在适度的压力和剪切力下温和地处理材料，有效地纤维化纤维，增加比表面积，并暴露更多活性位点，而不会像传统的高强度研磨那样导致严重的纤维断裂。与传统的机械研磨相比，该方法具有更低的能耗、更少的纤维损伤和更高的处理效率。
此外，近年来，微生物发酵，特别是白腐真菌的固态发酵技术在这一领域显示出巨大潜力（Alzahrani等人，2023年；Samarakoon & Rupasinghe，2025年）。值得注意的是，灵芝（Ganoderma lucidum）是一种药用和可食用真菌，在白腐真菌中拥有最多的与木质纤维素降解酶相关的基因（Wang等人，2024年）。它分泌多种酶，包括纤维素酶、木质素过氧化物酶和漆酶（Yan等人，2025年），能够有效降解复杂的植物细胞壁结构。先前的研究表明，这些酶可以有效地降解植物细胞壁中的复杂结构，将不溶性纤维转化为可溶性纤维，同时产生多糖和三萜类等生物活性代谢物，并具有出色的抗氧化和降血糖功能（Liu等人，2024年；Tan等人，2024年）。然而，单独的发酵不足以完全克服木质纤维素基质的刚性物理屏障，限制了活性成分的释放和转化。先前的研究表明，生物和物理处理的结合可以显著提高酶解效率并促进甘蔗渣中半纤维素的降解（Lin等人，2025年；Peng等人，2021年）。然而，关于灵芝发酵（GF）过程中后续微压处理的具体顺序如何通过结构重塑和代谢调节协同增强甘蔗渣的营养价值，目前还缺乏系统和深入的研究。
本研究旨在通过物理化学分析、结构表征和基于LC-MS/MS的代谢组学，阐明GF-MP处理下甘蔗渣的结构重塑特性和代谢途径的变化。将阐明营养改善的潜在机制，并通过分子对接进行验证。这些发现有望为深入理解甘蔗渣的结构和代谢转化机制提供理论基础，并为功能性食品的开发提供新的策略和技术支持，促进其在功能性食品行业中的高价值利用。
