绿茶与黑米提取物协同增效:增强血管紧张素转化酶抑制及抗氧化活性的新突破

【字体: 时间:2025年05月09日 来源:Food Chemistry Advances CS1.9

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  为解决非传染性疾病(NCDs)问题,研究人员开展了绿茶提取物(GTE)和黑米提取物(BRE)协同作用的研究。结果表明,特定条件下二者组合抗氧化和抑制血管紧张素转化酶(ACE)活性最佳,有协同效应,可用于食品和医疗保健领域。

  在当今社会,非传染性疾病(NCDs)如心血管疾病、癌症、慢性呼吸道疾病和糖尿病等,已然成为全球健康的重大威胁。每年,NCDs 导致超过 4100 万人死亡,占全球死亡率的 74%。这些疾病不仅夺走了无数人的生命,还让数百万患者生活质量严重下降。传统治疗 NCDs 的药物,如治疗高血压的血管紧张素转化酶(ACE)抑制剂,虽有疗效,但往往伴随着副作用。因此,开发安全、有效的天然替代品成为了科学界的重要研究方向。
在此背景下,来自国外的研究人员开展了一项关于绿茶提取物(GTE)和黑米提取物(BRE)协同作用的研究。该研究成果发表在《Food Chemistry Advances》上。

研究人员主要运用了以下关键技术方法:首先,采用响应面法(RSM),通过中心复合设计(CCD)研究 GTE 浓度(14.64 - 85.36% w/w)和 pH 值(3.59 - 6.41)对提取物特性的影响;其次,使用水提取法结合脉冲电场制备 GTE 和 BRE,并通过冷冻干燥制成粉末;再者,运用多种检测方法,如 Folin - Ciocalteu 法测定总酚含量(TPC)、比色法测定总黄酮含量(TFC)、DPPH、ABTS 和 FRAP 法评估抗氧化活性、ACE Kit - WST 法分析 ACE 抑制活性,还通过计算组合指数(CI)判断协同效应,利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析提取物中的功能基团。

研究结果如下:

  1. 协同效应条件变量对响应值的影响
    • 总酚和黄酮化合物:TPC 和 TFC 在不同实验条件下变化显著。增加 GTE 比例和提高 pH 值能提升二者含量,在 85.36% GTE 和 pH 5.00 时,TPC 和 TFC 达到较高值。这是因为绿茶中儿茶素含量高,且在适宜 pH 下,多酚类物质更稳定。
    • 抗氧化活性:抗氧化活性在不同检测方法下有差异。DPPH、ABTS 和 FRAP 检测显示,75.00% GTE 和 pH 6.0 时抗氧化活性最佳。pH 值对活性影响大,适宜 pH 能维持酚类化合物稳定和反应活性,GTE 和 BRE 中成分相互补充,共同发挥抗氧化作用。
    • ACE 抑制活性:GTE 比例和 pH 值显著影响 ACE 抑制活性。75.00% GTE 和 pH 6.0 时抑制活性最强,这得益于 GTE 中儿茶素和 BRE 中花青素的协同作用,以及适宜 pH 下化合物的稳定性。

  2. 模型拟合协同效应参数对响应的影响
    • 总酚和黄酮化合物:RSM 优化发现,GTE 浓度和 pH 值显著影响 TPC 和 TFC,pH 影响更大。3D 响应面图显示,75.00 - 85.36% GTE 和 5.00 - 6.00 的 pH 能显著提高 TPC,85.36% GTE 和 pH 6.00 时 TFC 较高。
    • 抗氧化活性:回归模型表明,GTE 浓度和 pH 值对不同抗氧化检测结果影响不同。DPPH 检测中,高 GTE 含量和 pH 6.0 左右活性最佳;ABTS 检测中,二者增加活性提高,但有极限;FRAP 检测中,低酸条件下二者协同增强还原能力。
    • ACE 抑制活性:GTE 浓度和 pH 值显著影响 ACE 抑制,存在最佳 pH 值。二者组合在适宜 pH 下有协同效应,极端 pH 则降低抑制效果。

  3. 优化和模型验证
    • 优化:模型预测最佳条件为 85.36% w/w GTE 和 pH 6.00,此时多项指标达到最佳,最终可取性为 97.54%。该条件下,抗氧化活性增强,且 pH 6.00 有利于化合物稳定和发挥作用,适合食品应用。
    • 验证:预测值与实验值误差小于 10%,表明模型可靠。

  4. 组合指数:GTE 和 BRE 组合的 CI 值显示,DPPH 抗氧化活性和 ACE 抑制的 CI 值分别为 0.349±0.075 和 0.505±0.019,表明组合具有协同效应,优于单独使用提取物。这为开发健康食品和疗法提供了可能。
  5. FTIR 分析协同过程:FTIR 光谱显示,GTE 和 BRE 有特征吸收带,协同组合提取物(SCE)中 O-H 拉伸增强,C = C 拉伸振动更明显,表明分子间相互作用增强,提高了抗氧化能力和稳定性。

研究结论和讨论部分指出,GTE 和 BRE 组合具有显著的协同效应,在植物化学和生物活性方面表现出色,可作为强大的天然抗氧化剂和 ACE 抑制剂,应用于制药、营养保健品和功能性食品领域,有助于预防 NCDs。该研究为开发天然、安全、有效的健康产品提供了理论依据和实践指导,对改善公众健康、推动食品和医疗保健行业发展具有重要意义。

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