柑橘废弃物微囊化技术的二次生命:基于微囊化的新型配方中生物活性化合物的生物利用度分析与应用价值

【字体: 时间:2025年07月26日 来源:Pharmacological Reports 3.6

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  本研究针对柑橘多酚生物利用度低的问题,创新性地开发了基于柑橘果渣微囊化技术(BPFencap)的新型配方。通过UHPLC-MS/MS技术分析Sprague-Dawley大鼠血浆代谢物,发现微囊化处理显著提高了柚皮苷及其代谢物的生物利用度与稳定性,为解决柑橘加工废弃物资源化利用和功能性食品开发提供了关键技术支撑。

  

在追求健康生活的当代社会,植物多酚因其卓越的抗氧化和抗炎特性备受关注。然而,这些"天然药物"面临着一个关键瓶颈——生物利用度低。以意大利特色柑橘品种Bergamot(Citrus bergamia Risso et Poiteau)为例,其果汁和果渣(pastazzo)富含独特的黄酮类化合物Bergamot Polyphenol Fraction(BPF),但传统加工方式导致这些宝贵成分被当作废弃物处理,既造成资源浪费又污染环境。更令人遗憾的是,即便提取出的BPF也因肠道吸收率低、代谢快等问题,难以充分发挥其调节血脂、改善内皮功能等潜在健康效益。

意大利卡拉布里亚大学(University Magna Graecia of Catanzaro)的研究团队在《Pharmacological Reports》发表的最新研究,为破解这一难题提供了创新解决方案。研究人员开发了一种革命性的微囊化柑橘系统(Microencapsulation Citrus System, MCS),将微粉化BPF与柑橘白皮层纤维以1:1比例封装,形成具有核壳结构的BPFencap配方。通过Sprague-Dawley大鼠模型,结合超高效液相色谱-串联质谱(UHPLC-MS/MS)技术,系统比较了标准BPF、微粉化BPF(BPFmicro)和微囊化BPF(BPFencap)三种制剂的代谢动力学特征。

研究采用三大关键技术:1)建立UHPLC-ESI-HRMS高分辨质谱分析方法,实现纳摩尔级代谢物检测;2)优化固相萃取(SPE)前处理流程,提高血浆样本中痕量成分回收率;3)应用药时曲线下面积(AUC)量化评估不同制剂的生物利用度差异。

【主要结果】

  1. 代谢物鉴定突破
    通过特征碎片离子分析,首次在大鼠血浆中鉴定出7种BPF衍生代谢物,包括柚皮素-4-O-葡萄糖醛酸苷(m/z 447.0936)和橙皮素-7-O-葡萄糖醛酸苷(m/z 477.1768)等关键活性形式。

  2. 微囊化技术的双重优势
    • 时效性:BPFencap组柚皮素峰值浓度出现在给药后4小时,较标准BPF延迟2小时,显示缓释特性
    • 稳定性:6小时后仍维持2.3μM浓度,较标准制剂保留率提高8倍

  3. 纤维基质的协同效应
    柑橘白皮层纤维不仅作为载体,更通过促进肠道菌群产生短链脂肪酸(SCFA),使橙皮素-5-O-葡萄糖醛酸苷的生物利用度提升12倍(AUC0-6h达4587 vs 标准BPF的381)。

  4. 代谢通路调控
    微囊化处理改变了首过代谢模式,使肝肠循环中柚皮素-葡萄糖醛酸苷比例从1:1.7优化至1:0.8,减少无效代谢。

这项研究的意义远超技术本身:首先,它实现了柑橘加工废弃物的高值化利用,契合循环经济理念;其次,MCS技术为其他植物多酚制剂的开发提供了普适性方案;最重要的是,稳定高效的BPFencap制剂为代谢综合征、非酒精性脂肪肝等慢性病的营养干预开辟了新途径。正如通讯作者Vincenzo Mollace教授强调的:"这不是简单的剂型改良,而是通过精准调控多酚代谢命运,释放其最大健康潜能。"该成果已申请国际专利(6355PTIT),其临床转化前景令人期待。

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