枣渣多糖包覆硒纳米颗粒的绿色合成及其在肠道健康调控与生物活性增强中的应用研究

为解决硒纳米颗粒(Se-NPS)稳定性差和生物利用度低的问题，研究人员通过枣渣多糖(MPS)包覆技术构建了MPS-NPS纳米系统。该研究优化了合成工艺，证实MPS-NPS具有优异的抗氧化(82.7% DPPH清除率)、抗菌(对李斯特菌抑制率89.2%)和抗肿瘤活性(Caco-2细胞抑制率32.3%)，并能显著促进短链脂肪酸(SCFA)产生和益生菌增殖。这项研究为开发新型功能性食品和肠道微生态调节剂提供了创新策略。

　　

在功能性食品和纳米医药领域，硒纳米颗粒(Se-NP_S)因其高生物活性和低毒性备受关注，但其固有的不稳定性严重限制了应用。传统包覆材料如蛋白质易被胃蛋白酶降解，而脂质载体存在氧化风险。如何通过天然生物大分子改善Se-NP_S的稳定性，并协同增强其生物功能，成为当前研究的重点突破方向。

针对这一科学问题，阿拉伯联合酋长国大学的研究团队创新性地利用食品工业副产品——枣渣中提取的多糖(MPS)作为稳定剂，通过绿色化学法构建了MPS-NP_S纳米系统。这项发表在《Food Hydrocolloids for Health》的研究，不仅解决了纳米硒的稳定性难题，更揭示了其在调节肠道微生态方面的独特价值，为开发新一代功能性食品配料提供了科学依据。

研究采用响应面法优化合成参数，通过动态光散射、电子显微镜和X射线衍射等技术表征纳米颗粒特性；采用体外消化模型评估胃肠稳定性；通过α-淀粉酶/葡萄糖苷酶抑制实验评价降糖活性；采用MTT法检测抗肿瘤效果；利用Illumina MiSeq测序分析肠道菌群组成。

3.1 合成优化与表征
通过中心复合设计确定最佳合成条件为：2小时反应时间、0.04 M抗坏血酸浓度和1 mg/mL MPS浓度。所得MPS-NP_S呈球形，平均粒径65.4 nm，PDI 0.032，zeta电位-21.07 mV。XRD显示典型晶体结构，FT-IR证实MPS通过羟基与Se-NP_S形成氢键。

3.2 稳定性测试
4℃储存42天后，MPS-NP_S粒径仅增至191.5 nm，远优于未包覆的Se-NP_S(1818.6 nm)。体外消化实验显示，经胃肠处理后MPS-NP_S仍保持558.4 nm的纳米尺度，证明MPS能有效抵抗消化酶降解。

3.3 生物活性
在100 mg/L浓度下，MPS-NP_S展现多重生物活性：DPPH清除率82.7%，α-淀粉酶抑制率86.8%，对大肠杆菌O157:H7抑制率84.2%。抗肿瘤实验显示，50 mg/L剂量对结肠癌细胞(Caco-2)抑制率达32.3%。

3.4 肠道菌群调控
24小时发酵后，MPS-NP_S组乙酸产量达1205.67 μmol/g，显著高于对照组。菌群分析显示双歧杆菌(Bifidobacterium)和产丁酸菌(Gemmiger)丰度显著提升，Firmicutes/Bacteroidetes比值降低，表明其能优化肠道菌群结构。

这项研究开创性地将农业废弃物转化为高附加值纳米材料，证实MPS-NP_S具有"一石三鸟"的功效：既解决了纳米硒的稳定性问题，又通过协同效应增强了生物活性，同时展现出优异的肠道微生态调节功能。特别是其能选择性促进SCFA产生菌增殖，为代谢性疾病干预提供了新思路。研究建立的绿色合成方法为食品工业副产品高值化利用提供了典范，而多组学分析揭示的菌群-代谢物互作机制，为后续精准营养研究奠定了理论基础。未来研究可进一步探索MPS-NP_S在体内的吸收分布规律及其对肠-脑轴的影响。