利用麦芽糊精微囊化毛叶番荔枝叶提取物:材料设计及其体外与计算机模拟抗氧化、抗糖基化与抗衰老特性评价

【字体: 时间:2025年10月11日 来源:Journal of Genetic Engineering and Biotechnology 2.8

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  本研究针对毛叶番荔枝(Annona crassiflora)季节性果实生产限制,探索其叶片生物活性潜力以实现可持续利用。研究人员通过制备叶片氢乙醇提取物(AcHE),系统评价其抗氧化(DPPH、FRAP、TBARS、NO及氧化溶血试验)、抗糖基化(OPA法、AGEs抑制及REM电泳)及抗衰老(胶原酶、弹性蛋白酶、酪氨酸酶抑制及分子对接)活性,并优化麦芽糊精微囊化工艺。结果表明AcHE富含多酚、黄酮与单宁,具有显著剂量依赖性生物活性,微囊化后稳定性与生物利用度显著提升,为食品、医药及化妆品行业提供了新型天然原料。

  
在巴西塞拉多生态系统中,毛叶番荔枝(Annona crassiflora)作为一种原生果树,其果实因富含生物活性成分而备受关注。然而,果实生产的季节性限制和可持续采收的需求,促使科学家将目光转向其常年可得的叶片。这些叶片中富含多酚、黄酮等化合物,具有抗氧化、抗炎和抗糖基化潜力,但相关研究仍较为缺乏。同时,如何克服这些活性成分的不稳定性、提高其生物利用度,也成为实现其产业化应用的关键难题。为此,来自圣保罗州立大学的研究团队开展了一项系统研究,通过微囊化技术封装叶片提取物,并全面评估其抗氧化、抗糖基化及抗衰老效能,研究成果发表于《Journal of Genetic Engineering and Biotechnology》。
为全面挖掘毛叶番荔枝叶片的生物活性潜力,研究人员首先制备了氢乙醇提取物(AcHE),随后采用分光光度法测定总多酚、黄酮及单宁含量,并通过气相色谱-质谱联用(GC-MS)鉴定其主要成分。在活性评价方面,团队运用DPPH自由基清除、FRAP铁离子还原能力、TBARS脂质过氧化抑制、一氧化氮清除以及氧化溶血试验综合评价其抗氧化能力;使用邻苯二甲醛(OPA)法、晚期糖基化终末产物(AGEs)抑制试验和相对电泳迁移率(REM)分析评估抗糖基化效果;并通过胶原酶、弹性蛋白酶、酪氨酸酶抑制实验及分子对接模拟探索其抗衰老机制。最后,研究采用Box-Behnken实验设计优化以麦芽糊精为壁材的喷雾干燥微囊化工艺,并对微胶囊的多项物化指标及活性保留情况进行系统分析。
研究首先通过 phytochemical analysis 揭示,AcHE中总多酚、黄酮及单宁含量呈现剂量依赖性增长,在500 μg/mL浓度下分别达到2870 mg GAE/g DW、1494 mg RE/g DW和837 mg TAE/g DW。GC-MS分析进一步鉴定出17种化合物,其中以儿茶素(catechin)、槲皮素(quercetin)和绿原酸(chlorogenic acid)为代表的成分占比最高,这些化合物已被广泛报道具有抗菌、抗病毒、抗炎及抗氧化等多种生物活性。
在抗氧化评价中,AcHE在DPPH试验中最高清除率达到78.39%,FRAP试验显示其铁还原能力为1425.10 μM TE/g DW,TBARS脂质过氧化抑制率为63.14%,一氧化氮清除活性为9.35 μM/mL,各项结果均显著优于空白对照,且呈明显剂量效应。特别在氧化溶血实验中,AcHE在6小时孵育后仍能抑制90%的红细胞溶血,显示出极强的抗氧化损伤能力。
抗糖基化研究显示,AcHE能有效保护牛血清白蛋白(BSA)的自由氨基免于核糖介导的糖基化破坏,500 μg/mL处理组氨基保存率达71.16%,AGEs形成抑制率为68.94%。REM电泳结果进一步证实,AcHE对蛋白质降解具有显著保护作用,其效果与阳性对照氨基胍(AMG)接近。
在抗衰老酶抑制实验中,AcHE对胶原酶、弹性蛋白酶和酪氨酸酶均表现出显著抑制活性,最高抑制率分别达到75.96%、65.89%和81.02%。分子对接模拟表明,儿茶素与这些酶活性中心的关键氨基酸残基(如胶原酶的ILE222、LEU164;弹性酶的LEU227、LYS234;酪氨酸酶的THR391、LYS198)形成稳定相互作用,从理论上解释了其抑制机制。
微囊化工艺优化方面,研究通过响应面分析确定最佳参数组合,当入口温度150°C、进料流速25 mL/min、麦芽糊精浓度30%时,微囊化效率可达94.9%,多酚包封率高达94.3%,ABTS自由基清除活性得以较好保留。所获微胶囊水溶性指数(WSI)超过75%,水吸收指数(WAI)介于0.48–0.9 g/g,显示出良好的应用特性。
该研究首次系统证实毛叶番荔枝叶片提取物具有卓越的抗氧化、抗糖基化与抗衰老潜力,其活性与富含的儿茶素、槲皮素等酚类物质密切相关。通过麦芽糊精微囊化,不仅有效克服了活性成分稳定性差的问题,还显著提高了其生物利用度和应用灵活性。这一研究成果为毛叶番荔枝叶片的资源化利用提供了坚实科学依据,也为开发新型功能性食品、药品及化妆品原料开辟了新的方向。未来研究可进一步深入探索其体内活性、毒理学安全性及作用机制,推动该天然产物向产业化应用迈进。
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