菌株特异性发酵强化苦橙（Citrus aurantium L. var. amara Engl.）的抗氧化与抗炎潜力研究

《Food Bioscience》：Enhancing the Antioxidant and Anti-inflammatory Potential of Citrus aurantium L. var. amara Engl. Via Strain-Specific Microbial Fermentation

本文首次系统比较了酿酒酵母（S. cerevisiae）和植物乳杆菌（L. plantarum）发酵对苦橙（Citrus aurantium L. var. amara Engl.）活性成分及功能的差异化影响。研究发现，两种菌株发酵分别显著提升了多肽/多酚（S. cerevisiae）与蛋白质/多糖/黄酮（L. plantarum）含量；发酵提取物在细胞模型中展现出优异的抗炎（抑制COX-2、iNOS、IL-6、TNF-α）和抗氧化（清除ABTS、DPPH自由基）活性，为开发天然护肤原料提供了新策略。

　　

Highlight

材料

酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae，CICC? 33615）由北京营养资源研究所提供；植物乳杆菌（Lactiplantibacillus plantarum，CICC? 20261）分离自教育部乳品科学重点实验室（东北农业大学）；苦橙（Citrus aurantium L. var. amara Engl.）花瓣购自中国北京同仁堂（集团）有限公司；总抗氧化能力（ABTS）检测试剂盒、活性氧（ROS）检测试剂盒、丙二醛（MDA）检测试剂盒等均购自北京索莱宝科技有限公司。

样品安全性评估

采用红细胞（RBC）溶血实验评估样品的刺激性。如图1所示，苦橙水提物（D1）、植物乳杆菌发酵提取物（D2）和酿酒酵母发酵提取物（D3）在体积分数10%~20%浓度下，溶血率均较低（<5%），且未表现出显著的溶血作用，表明其具有较高的生物安全性。

植物乳杆菌与酿酒酵母（分别）发酵对苦橙提取物中生物活性化合物的影响

苦橙具有抗氧化和抗炎等多种生物活性。本研究通过液相色谱-质谱联用（LC-MS）分析了发酵前后活性成分的变化。结果显示，发酵处理显著改变了提取物的化学成分谱。具体而言，植物乳杆菌发酵（D2）显著提高了蛋白质、多糖和黄酮类化合物的含量；而酿酒酵母发酵（D3）则显著增加了多肽和多酚的水平。这些差异凸显了不同微生物菌株因其独特的酶系而导致的生物转化路径特异性。

讨论

近年来，市场对绿色可持续化妆品需求的增长推动了对草本配方兴趣的提升。市场分析预测，全球有机及天然化妆品市场将在2024年达到251.1亿美元。对苦橙提取物的研究顺应了这一趋势，并为潜在的化妆品和制药应用提供了新型天然原料。

微生物菌株在发酵过程中表现出显著的功能特异性。本研究结果表明，植物乳杆菌和酿酒酵母发酵以不同的方式调节了苦橙提取物的生物活性成分。D2中多糖和黄酮含量的升高，可能通过作为氢供体和电子转移剂，增强了其清除DPPH和ABTS自由基的抗氧化能力。相比之下，酿酒酵母发酵（D3）则富集了多肽和多酚，这可能与其在细胞炎症模型中表现出更强的抑制诱导型一氧化氮合酶（iNOS）和环氧合酶-2（COX-2）表达的能力有关，从而显示出更优的抗炎潜力。这些发现强调了根据目标生物活性（抗氧化或抗炎）选择特定发酵菌株的重要性。

结论

本研究系统证明了酿酒酵母和植物乳杆菌发酵能够差异化地调节苦橙的生物活性成分谱和生物活性。D2中升高的多糖和黄酮类物质，可能作为氢供体和电子转移剂，有助于增强其清除DPPH和ABTS自由基的抗氧化能力。相比之下，酿酒酵母发酵（D3）则富集了多肽和多酚，这与其在抑制关键炎症介质（如iNOS和COX-2）方面表现出更强的能力相关。总之，菌株特异性的微生物发酵是增强苦橙提取物抗氧化和抗炎潜力的有效策略，为开发用于皮肤健康的新型天然成分奠定了基础。