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不同酯化度果胶负载白藜芦醇的构效关系研究:结构特性、功能活性与发酵特征的协同调控
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月16日 来源:Food Hydrocolloids 11.0
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为解决白藜芦醇(Res)生物利用度低、稳定性差的问题,研究人员通过抗溶剂沉淀法构建了不同酯化度(DE)的Res-果胶复合物(Res-L106/Res-L13/Res-H121/Res-H115)。研究发现,低酯化果胶(Res-L106)具有最高包封效率和抗氧化活性,显著提升Res的胃肠稳定性,并促进肠道菌群产短链脂肪酸(SCFAs),为功能性食品开发提供新策略。
白藜芦醇(Resveratrol, Res)作为葡萄、虎杖等植物中的明星多酚,凭借抗氧化、抗糖尿病和心血管保护等功效被誉为“长寿分子”。然而,其水溶性差、肠道代谢快等问题导致口服生物利用度不足1%,严重制约临床应用。如何通过天然载体提升Res的稳定性与递送效率,成为功能食品和医药领域的关键挑战。
北京市农林科学院的研究团队另辟蹊径,将目光投向果胶——这种从柑橘皮中提取的多糖具有独特的“分子笼”结构。团队创新性地采用抗溶剂沉淀法,构建了四种不同酯化度(Degree of Esterification, DE)的Res-果胶复合物(高酯化H115/H121,低酯化L13/L106),系统探究了DE值对复合物性能的影响。相关成果发表于《Food Hydrocolloids》。
研究主要采用分子量测定、傅里叶红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)等技术解析复合物结构,通过体外模拟消化模型评估生物可及性,并利用体外发酵实验分析短链脂肪酸(SCFAs)产量。
分子特性分析
DE值测试显示四种果胶的酯化度呈梯度差异(H115:71% > H121:52% > L13:36% > L106:26%),分子量(Mw)随DE降低而减小(H115:1099 kDa → L106:394 kDa)。低酯化果胶因更多游离羧基暴露,与Res形成更稳定的氢键网络。
结构表征
XRD证实Res结晶度在复合后降低80%,FT-IR发现1710 cm-1
处羧基峰位移,证明Res的酚羟基与果胶羧基发生非共价结合。扫描电镜显示Res-L106呈现均匀多孔结构,比表面积较Res-H115增加2.3倍。
功能性能
在pH 4-8范围内,Res-L106粒径波动<15 nm,离子强度耐受性最佳。DPPH清除实验显示复合物抗氧化活性提升40%-60%,Res-L106的IC50
值最低(28.5 μg/mL)。
体外消化与发酵
模拟胃肠消化后,Res-L106的生物可及性达75.3%,显著高于游离Res(32.1%)。发酵48小时产生的总SCFAs中,Res-L106组丁酸占比达41.2%,为H115组的1.8倍,证实低酯化果胶更利于益生菌代谢。
该研究首次阐明果胶酯化度与Res递送效率的构效关系:低DE值果胶因分子链柔性强、羧基密度高,能通过氢键和疏水作用协同稳定Res,同时其小分子量特性更易被菌群酵解产SCFAs。这不仅为设计精准营养递送系统提供理论依据,更为开发兼具肠道调节功能的Res功能性食品开辟新路径。团队建议后续研究可聚焦复合物在代谢综合征人群中的实际干预效果。
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