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为解决银杏外种皮(GBSE)资源浪费与污染问题,研究人员开展其原花青素(PA)树脂纯化工艺及特性研究。筛选出 DA201、ADS7 树脂制备低、中、高纯度 PA(GBSEL/M/H),发现其具良好稳定性、抗氧化 / 抗菌活性及低消化性,为 GBSE 资源化利用提供依据。
在郁郁葱葱的银杏林中,每年都会产生大量的银杏种子外种皮,这些曾经被当作农业废弃物随意丢弃的 “无用之物”,如今却成为科研人员眼中的 “宝藏”。长期以来,银杏外种皮的处理一直是个难题,其产量可达收获种子质量的三倍之多,大量丢弃不仅造成了资源的极大浪费,还带来了环境污染问题。而另一方面,原花青素(Proanthocyanidins,PA)作为一种具有多种药理活性的浓缩单宁,在食品、医药、化妆品等领域有着广泛的应用前景。常见的 PA 来源如葡萄籽、花生皮、松树皮等,而银杏外种皮中 PA 含量丰富(2.66-5.30% 干重),且具有再生简单、成本低等优势,却一直未被充分开发利用。因此,如何高效利用银杏外种皮中的 PA,既解决环境问题又创造经济价值,成为了亟待解决的课题。
为了攻克这一难题,来自国内的研究人员开展了相关研究,该研究成果发表在《Food Bioscience》上。
研究人员主要采用了大孔吸附树脂(Macroporous Adsorption Resin,MAR)筛选、树脂纯化工艺优化等技术方法。首先对 21 种树脂进行筛选,通过静态吸附动力学曲线及吸附、解吸、回收能力的分析,确定合适的树脂种类。然后针对不同纯度需求,优化洗脱条件,制备出不同纯度的 PA。
树脂筛选与纯化工艺优化
通过对 21 种树脂的性能分析,发现聚酰胺树脂虽吸附能力优异,但解吸和回收能力较差,这可能与聚酰胺形成的氢键有关。最终筛选出 DA201 树脂和 10%-90% 乙醇馏分用于制备低纯度 PA(GBSEL,纯度 22.19%),DA201 树脂和 30%-60% 乙醇馏分用于制备中纯度 PA(GBSEM,纯度 45.01%),ADS7 树脂和 40%-60% 乙醇馏分用于制备高纯度 PA(GBSEH,纯度 57.41%)。
原花青素的结构表征
研究表明,银杏外种皮中的 PA 可能由原花青素单体和二聚体组成。
稳定性研究
GBSEL、GBSEM、GBSEH 在黑暗、低温、酸性条件下,以及在 0.1 和 1 mM 常见金属离子、不含亚硝酸钠的食品添加剂存在时,均表现出较好的稳定性。
抗菌活性研究
三种纯度的 PA 对金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus)和鼠伤寒沙门氏菌(Salmonella typhimurium)均有较好的抑制作用,其中 GBSEL 的抑菌效果更为突出。
抗氧化活性研究
GBSEH 表现出较强的 ABTS、DPPH 和?OH 自由基清除能力以及总还原能力,且这些能力均高于抗坏血酸(VC)。
体外消化性研究
与葡萄籽原花青素(GSP)相比,银杏外种皮 PA 的胃肠道消化率较低。
研究结论表明,该研究首次建立了从银杏外种皮中通过树脂纯化工艺制备不同纯度 PA 的方法,并全面评估了其结构、稳定性、抗氧化活性、抗菌活性和体外消化性。筛选出的最佳树脂及洗脱条件为 PA 的工业化生产提供了可行的技术方案。银杏外种皮 PA 良好的稳定性和显著的抗氧化、抗菌活性,以及较低的消化性,使其在功能性食品、膳食补充剂和药物制剂等领域具有广阔的应用潜力。这一研究不仅为银杏外种皮这一农业废弃物的资源化利用开辟了新途径,有效解决了环境和经济挑战,还为 PA 的来源提供了新的选择,推动了相关产业的可持续发展。同时,研究结果也为进一步深入开发银杏外种皮中的其他生物活性成分提供了理论基础和技术支持。