洋葱皮废弃物中生物活性成分的化学组成与多功能生物活性及其在功能性食品开发中的应用研究

推荐：研究人员针对洋葱加工废弃物中富含的生物活性成分未被充分利用的问题，开展了洋葱皮提取物化学组成与多功能生物活性的研究。通过乙醇-水提取法获得富含槲皮素及其糖苷的提取物，证实其具有强效清除O2●-（IC50=26–27.7 μg/mL）和●NO（IC50=53–56 μg/mL）的能力，并显著抑制α-葡萄糖苷酶（IC50=2.2–2.3 μg/mL）和5-LOX（IC50=30.2–47 μg/mL）。该研究为开发抗糖尿病、抗炎和神经保护功能性食品提供了新资源。

　　

在全球每年产生约37%的洋葱加工废弃物背景下，这些富含槲皮素、槲皮素-4'-O-葡萄糖苷等生物活性物质的非可食用部分常被填埋处理，既造成资源浪费又引发环境问题。尽管已有研究证实洋葱鳞茎的保健功能，但对其外层皮肤的深度开发和机理研究仍属空白。针对这一现状，来自葡萄牙化学与生物技术联合实验室（LAQV-REQUIMTE）的研究团队在《Food Chemistry: X》发表了一项突破性研究，系统揭示了两种栽培品种（Horcal和Red）洋葱皮提取物的化学组成及其在抗氧化、降血糖、抗炎等多领域的生物活性。

研究采用70%乙醇-水溶液在37℃下提取60分钟，通过HPLC-DAD分析化学成分，并运用细胞模型（Caco-2、BV2等）和酶学实验（α-葡萄糖苷酶、5-LOX等）评估生物活性。微生物实验采用CLSI标准测定最小抑菌浓度（MIC），所有数据通过GraphPad Prism进行统计学分析。

化学表征
通过高效液相色谱（HPLC-DAD）鉴定出提取物中槲皮素及其衍生物占总酚含量的61-67%，其中Horcal品种的槲皮素含量（52 mg/g）是Red品种的2.2倍。这种成分差异直接影响了后续生物活性表现。

抗氧化能力
针对与人体氧化应激密切相关的超氧阴离子（O₂^●-），两种提取物均展现出强效清除能力（IC₅₀=26–27.7 μg/mL），与纯槲皮素（22.4 μg/mL）无显著差异。值得注意的是，原儿茶酸的清除效率仅为槲皮素的1/11，证实了C环3'-4'二酚羟基结构的关键作用。

降血糖机制
在抑制碳水化合物代谢酶方面，提取物对α-葡萄糖苷酶的抑制活性（IC₅₀=2.2–2.3 μg/mL）远超临床用药阿卡波糖（129.5 μg/mL），且对人源Caco-2细胞来源的酶系保持相似效果。更可贵的是，其对α-淀粉酶的微弱抑制（IC₅₀>900 μg/mL）避免了传统降糖药引发的胃肠道副作用。

抗炎与神经保护
通过抑制5-脂氧合酶（5-LOX）（IC₅₀=30.2–47 μg/mL）和调控小胶质细胞BV2中一氧化氮（NO）生成，提取物表现出剂量依赖性抗炎效果。在10 μg/mL浓度下即可使IFN-γ诱导的NO过量产生降低20%，Horcal提取物因更高的酚类含量展现出更优的神经炎症调控潜力。

抗菌特性
针对皮肤癣菌的抑制实验显示，提取物对红色毛癣菌（T. rubrum）和絮状表皮癣菌（E. floccosum）具有显著抑制（MIC=1000–2000 μg/mL），其效果与主要成分槲皮素相当，为开发抗真菌天然药物提供了新思路。

这项研究首次系统阐明了洋葱皮提取物中槲皮素类成分与多种生物活性的构效关系，其非细胞毒性的特征（各细胞系存活率>90%）为开发安全的功能性食品奠定了基础。从可持续发展角度看，该成果直接响应了联合国2030议程SDG 2（零饥饿）和SDG 12（负责任消费）目标，为农产品加工废弃物的高值化利用提供了典范。未来研究可进一步优化提取工艺，并探索这些活性成分在复杂食品体系中的稳定性和生物利用度问题。