四种黑果腺肋花楸栽培品种纯化多酚与果实基质提取物在体外消化过程中的稳定性、生物活性及生物可利用性比较研究

【字体: 时间:2025年08月07日 来源:Scientific Reports 3.9

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  本研究针对多酚类化合物在消化过程中的稳定性与生物活性差异问题,研究人员通过比较四种黑果腺肋花楸栽培品种(包括新表征的Aron和Hugin)的纯化多酚提取物(IPE)与果实基质提取物(FME),系统评估了其在模拟胃肠消化各阶段的抗氧化、抗炎、抗菌及益生特性。研究发现IPE虽多酚含量低2.3倍,但表现出更优的生物活性(抗氧化活性高1.4-3.2倍,LOX抑制强6.7倍)和3-11倍的生物可及性,揭示了纯化工艺对多酚稳定性和功能性的提升作用,为开发高生物利用度功能性食品提供了新思路。

  

黑果腺肋花楸因其富含多酚类物质被誉为"超级水果",其抗氧化和抗炎特性已被广泛证实。然而这些健康功效的实现面临关键瓶颈:多酚在消化过程中的稳定性差异及其与食物基质的复杂相互作用。既往研究表明,多酚在胃肠道环境中会因pH变化、酶解作用及与膳食成分结合而发生显著降解,但关于不同提取形式(纯化多酚vs天然基质)和栽培品种间的系统性比较仍属空白。更值得注意的是,新培育的Aron和Hugin等品种的多酚特性尚未被深入研究,这限制了该作物在精准营养中的应用潜力。

为解决这些问题,波兰卡利什大学食品与营养系的研究团队在《Scientific Reports》发表了一项开创性研究。他们采用超高效液相色谱-光电二极管阵列-质谱联用(UPLC-PDA-MS/MS)技术定量分析了15种多酚化合物,通过模拟口腔-胃-肠三阶段消化模型,结合ABTS/FRAP/LOX等9种生物活性检测体系,首次系统比较了四个栽培品种(Nero、Viking及新表征的Aron、Hugin)的纯化多酚提取物(IPE)与果实基质提取物(FME)在消化过程中的动态变化规律。

关键技术方法包括:(1)采用XAD-16树脂纯化获得IPE;(2)建立包含唾液α-淀粉酶、胃蛋白酶和胰酶的三阶段体外消化模型;(3)UPLC-PDA-MS/MS定量15种多酚;(4)ABTS/FRAP/OH·等6种抗氧化指标检测;(5)LOX/XOI酶抑制实验评估抗炎活性;(6)琼脂扩散法测定抗菌谱。

研究结果揭示:

【稳定性】IPE在胃阶段多酚含量增加14-47%,肠阶段进一步升高20-126%,而FME全程损失49-98%。其中氰定-3-O-葡萄糖苷在IPE胃阶段增加49%,而FME中所有花青素(ANC)均显著降解。

【生物活性】IPE的FRAP和OH·清除活性分别是FME的1.4-3.2倍,LOX抑制强度达6.7倍。Viking品种IPE对白色念珠菌等5种病原体表现出显著抑制作用。

【生物可利用性】IPE的花青素、酚酸(PA)和黄酮醇(FL)生物可及性指数分别为FME的3倍、11倍和9倍,其中绿原酸在肠阶段的生物利用度指数高达9.7。

结论与讨论部分强调:该研究首次揭示纯化工艺通过去除膳食纤维等干扰成分,显著提升了多酚的消化稳定性和功能活性。IPE中酚酸和FL的相对富集(分别占16%和6%)是其高生物活性的关键,这与基质成分减少导致的分子可及性提高密切相关。特别值得注意的是,新表征的Aron品种表现出独特的PA保留特性(胃阶段保留73%),而Viking品种的抗菌谱为开发靶向肠道菌群的干预策略提供了新选择。这些发现不仅为黑果腺肋花楸品种选育提供了科学依据,更重要的是确立了纯化多酚在功能性食品开发中的优势地位——尽管其总多酚含量较低,但通过优化提取工艺获得的IPE在关键生物活性指标上实现全面超越,这为设计高生物利用度的营养干预方案提供了全新思路。

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