自由基接枝法制备结冷胶-槲皮素共价复合物：表征、生物可及性及细胞内抗氧化活性研究

为解决槲皮素(QU)水溶性差、胃酸环境下稳定性不足及肠道释放效率低等问题，研究人员通过自由基接枝法构建结冷胶(GG)-QU共价复合物(GG-QU)。该复合物通过UV、FT-IR和NMR证实共价键形成，热分析显示其耐热性提升，抗氧化活性(DPPH和ABTS自由基清除率分别提高59.17%和14.74%)及生物可及性显著增强。细胞实验证实GG-QU能有效降低HepG2细胞内ROS和MDA水平，为功能性食品递送系统设计提供新策略。

　　

槲皮素(Quercetin, QU)作为天然黄酮类化合物，虽在果蔬中广泛存在且具有卓越的抗氧化、抗炎等活性，但其实际应用长期受限于三大瓶颈：晶体形态导致的水难溶性、胃酸环境下的结构分解风险，以及肠道释放效率低下。这些缺陷使得QU的生物利用率不足5%，严重制约其健康效益的发挥。传统递送系统如脂质体或纳米粒虽能部分改善溶解性，但化学交联剂的潜在毒性、非共价结合的稳定性缺陷仍是行业痛点。

针对这一挑战，合肥师范学院张冰岩团队创新性地选择微生物多糖结冷胶(Gellan gum, GG)作为载体，利用其丰富的羧基和酰基特性，通过绿色高效的自由基接枝法构建GG-QU共价复合物。相关成果发表在《Food Chemistry: X》的这项研究，通过多尺度表征技术揭示了复合物的结构优势，并系统评估了其在模拟消化环境及细胞模型中的功能表现。

研究采用动态光散射(DLS)测定粒径、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)分析化学键、核磁共振(NMR)解析分子相互作用，并通过热重分析(TGA)评估热稳定性。体外抗氧化实验采用DPPH/ABTS自由基清除体系和铁还原能力测定(FRAP)，生物可及性通过模拟胃肠消化模型评估，细胞实验则选用HepG2模型检测活性氧(ROS)和丙二醛(MDA)水平。

3.1 复合物制备与表征

当QU添加量为0.5%时，GG-QU-4复合物呈现最优性能：粒径229.78 nm、zeta电位47.36 mV，接枝率达57.10%。FT-IR在1079 cm^-1出现新峰证实C-O共价键形成，¹H NMR中QU羟基质子信号从9.37 ppm位移至9.31 ppm，进一步验证共价结合。TGA显示复合物最大热分解温度(T_max)较QU提高55°C至400°C，证明其显著提升的热稳定性。

3.2 功能性能分析

在同等QU浓度下，GG-QU复合物的DPPH清除率(59.17%)、铁还原能力(36.93%)均显著优于游离QU。模拟消化实验显示，复合物在胃环境中保留率>95%(较QU提高10%)，肠道阶段释放效率提升2.3倍，生物可及性改善得益于共价键保护的"分子盔甲"效应。

3.3 细胞实验验证

5 μg/mL剂量下，GG-QU处理使H₂O₂损伤的HepG2细胞内ROS水平降低至对照组的82%，MDA含量下降41%，效果显著优于游离QU。这种细胞保护作用与复合物提升的膜渗透性和胞内缓释特性密切相关。

该研究突破性地证明，自由基接枝法构建的GG-QU共价复合物兼具"结构稳定性-抗氧化增效-靶向递送"三重优势。其创新价值体现在三方面：(1) 首次实现GG与QU的共价嫁接，克服传统物理包埋的泄漏缺陷；(2) 通过多糖亲水外壳提升QU溶解性，使抗氧化活性基团更高效发挥作用；(3) pH响应性释放特性实现胃部保护-肠道释放的精准调控。这种绿色制备的复合物在功能性饮料、抗氧化膳食补充剂等领域具有明确的应用前景，尤其为黄酮类化合物的口服递送提供了普适性解决方案。未来研究可进一步探索其在炎症性肠病靶向治疗、功能性食品工业中的应用潜力。