卡拉斯果副产物中不溶性结合态酚类物质的发现：对Caco-2细胞氧化还原状态及抗氧化保护机制的研究

本研究针对食品工业废弃的卡拉斯果（Berberis microphylla）副产物中未被充分开发的不溶性结合态酚类（IB）组分，通过HPLC-DAD/UPLC-ESI-MS/MS技术首次系统表征其酚类组成，结合FRAP/DPPH/ABTS/ORAC化学评估体系及HyPer生物传感器实时监测技术，揭示IB组分（IC50=2.1×10?6 g/mL）较游离态酚类具有更强的细胞氧化保护能力，为功能性食品开发提供新思路。

　　

在巴塔哥尼亚地区，一种名为卡拉斯果（Berberis microphylla）的深蓝色浆果因其丰富的酚类化合物而备受关注。尽管当地企业已将其加工成各类食品，但生产过程中产生的果渣、果皮等副产物往往被直接丢弃。这些被忽视的"废弃物"中，尤其是不溶性结合态酚类（insoluble-bound phenolics, IB）组分，可能蕴含着尚未开发的生物活性价值。传统研究多聚焦于游离态酚类，而对与细胞壁结构紧密结合的IB组分知之甚少，这种认知空白直接限制了副产物的高值化利用。

来自智利的研究团队在《Food Research International》发表的研究中，首次对卡拉斯果副产物中的四种酚类组分（游离态、酯化态、醚化态和IB）进行全面解析。通过化学评估与细胞实验相结合的策略，发现IB组分不仅含有占总酚量1/3的生物活性物质，更能通过快速调节肠道上皮细胞的氧化还原状态，提供优于游离态酚类的抗氧化保护。这项研究为食品工业副产物的循环利用提供了科学依据，也为开发针对氧化应激相关疾病的功能性食品开辟了新途径。

研究采用四大关键技术：1）分级提取结合HPLC-DAD/UPLC-ESI-MS/MS技术系统表征酚类组成；2）FRAP、DPPH、ABTS和ORAC多体系化学抗氧化评估；3）建立H₂O₂诱导的Caco-2细胞氧化损伤模型；4）利用基因编码的HyPer生物传感器实时监测细胞质氧化还原动态。样本来源于智利艾森地区食品加工企业的卡拉斯果副产物。

【酚类、黄酮及缩合单宁含量测定】
通过分光光度法检测发现，IB组分含有1213 mg GAE/100 g的总酚含量，与游离态相当，但黄酮含量（328 mg CE/100 g）仅为游离态的50%。缩合单宁在IB组分中占比达37%，提示其可能通过特定结构发挥生物活性。

【化学抗氧化能力评估】
四种化学检测体系显示，IB组分在FRAP（铁离子还原力）、DPPH/ABTS（自由基清除）和ORAC（氧自由基吸收）实验中均表现优异，但各方法未能有效区分不同酚类组分的结构差异，凸显生物评价的必要性。

【细胞氧化保护效应】
在H₂O₂诱导的Caco-2细胞氧化损伤模型中，IB组分展现出显著保护作用，其半数抑制浓度（IC₅₀=2.1×10^?6 g/mL）比游离态（2.7×10^?3 g/mL）低三个数量级，证实其更强的生物利用度。

【HyPer生物传感器实时监测】
通过表达HyPer（一种基于OxyR蛋白的H₂O₂敏感荧光探针）的Caco-2细胞模型，首次观察到IB组分能在5分钟内快速诱导细胞质抗氧化状态转变，这种动态响应远超化学检测的时空分辨率。

该研究突破性地揭示食品加工副产物中IB酚类的生物学价值：1）其独特的细胞壁结合形态可能增强肠道局部作用；2）通过快速调节硫醇-二硫键平衡（thiol/disulfide balance）发挥细胞保护功能；3）为"从农场到细胞"的循环经济模式提供范例。讨论部分特别指出，IB组分中可能存在原花青素等特定结构的多酚，其细胞渗透性与自由基淬灭效率的平衡值得深入探究。这些发现不仅推动了对植物次级代谢产物生物活性的认知，更通过将"废弃物"转化为功能性成分，实现了资源利用与健康效益的双重提升。