《Food Quality and Preference》:Protecting the power of organic propolis: microencapsulation preserves phenolic bioactivity through digestion and intestinal transport
编辑推荐:
该研究评估了有机蜂胶OP1三种微胶囊化制剂(GA+OPE、VF+OPE、GA+VF+OPE)的稳定性及生物活性,发现GA+VF+OPE组具有最高抗氧化活性(抑制过氧化氢和次氯酸)和抗炎效果(降低NF-κB 28%、TNF-α 53%)。其机制在于木脂素和酚酸类成分在胃肠消化中更稳定,且包埋技术有效控制释放动力学。研究为功能性食品开发提供了新方案。
安娜·索菲亚·马特利·查伊布·萨利巴(Ana Sofia Martelli Chaib Saliba)|卢卡斯·里盖托·巴拉恩(Lucas Righetto Ballan)|塞缪尔·戈麦斯·德萨(Samuel Gomes de Sá)|马塞洛·弗兰钦(Marcelo Franchin)|卡门·西尔维娅·法瓦罗-特林达德(Carmen Sílvia Fávaro-Trindade)|艾伦·乔瓦尼尼·德奥利维拉·萨托里(Alan Giovanini de Oliveira Sartori)|佩德罗·路易斯·罗萨伦(Pedro Luiz Rosalen)|塞维里诺·马蒂亚斯·德阿伦卡尔(Severino Matias de Alencar)
巴西圣保罗大学农业核能中心,皮拉西卡巴(Piracicaba),圣保罗州(SP,Brazil)
摘要
蜂胶是一种由蜜蜂产生的树脂状物质,具有广泛的生物活性,包括抗菌、抗炎和抗氧化特性。本研究重点关注从巴西巴拉那州(Paraná)的通用卡内罗(General Carneiro)地区天然森林中采集的1型有机蜂胶(OP1)。OP1的乙醇提取物被制成三种制剂:提取物+阿拉伯胶通过喷雾干燥(GA + OPE)、提取物+植物脂肪通过喷雾冷却(VF + OPE)以及提取物+阿拉伯胶+植物脂肪通过喷雾干燥(GA + VF + OPE)。这些颗粒的物理性质进行了表征,并进行了体外胃肠道消化实验,随后使用Caco-2单层细胞进行了上皮运输测试。生物可利用部分和基底外侧部分通过LC-ESI-QTOF-MS进行分析,同时评估了其对抗活性氧的能力。抗炎潜力通过在RAW 264.7细胞中转染荧光素酶报告基因来评估,通过测量NF-κB激活、TNF-α分泌和CXCL2/MIP-2的产生来进行评估。化学分析显示,其中GA + VF + OPE颗粒对过氧自由基和次氯酸具有显著的抗氧化活性(p < 0.05),并在100 μg蜂胶/mL浓度下表现出更强的抗炎效果,表现为NF-κB激活抑制(28%)和TNF-α分泌抑制(53%)。总之,封装技术保留了OP1的生物活性,其中GA + VF + OPE颗粒被认为是最有前景的制剂。未来的研究应探索将其纳入功能性食品产品的可能性。
引言
蜜蜂(Apis mellifera)以其生产蜂蜜、蜂胶和王浆等增值产品的能力而闻名(Franchin等人,2024年)。其中,蜂胶是一种由植物树脂、蜂蜡、酶、花粉、精油和其他化合物组成的树脂状物质。由于其丰富的多酚含量,蜂胶被广泛研究其高生物活性(Castaldo & Capasso,2002年;Yeung & Argüelles,2018年)。
蜂胶中的多酚组成取决于蜜蜂采集树脂的植物来源(Sartori等人,2022年)。这种变化受到蜂箱地理位置和蜂胶采集季节的影响(Yeung & Argüelles,2018年)。在这种情况下,巴西认证的有机蜂胶(OP)产自巴拉那州和圣卡塔琳娜州(Santa Catarina)的雨林地区,不含重金属且远离农药使用区域,根据其化学成分被分为不同的类型(OP1至OP7)(Tiveron等人,2016年)。1型蜂胶(OP1)以二萜类和木脂素含量高(Santos等人,2021年;Tiveron等人,2020年)以及显著的抗氧化潜力(Tiveron等人,2016年)为特征,之前由Saliba、de Oliveira等人(2023年)研究了其在模拟胃肠道消化和上皮运输前后的植物化学组成和生物活性。研究结果表明,由于pH值变化和酶活性,蜂胶在胃肠道消化过程中部分生物活性成分会丧失。
封装技术作为一种重要工具,用于保护生物活性化合物并将其纳入各种食品基质中,以提高产品功能或减少不良感官特性(Barbosa-Nu?ez等人,2025年)。封装剂(也称为壁材料)是一种合成或天然聚合物,能够在特定条件下控制化合物的释放,同时保护它们免受可能导致降解的环境因素的影响(Al-Hamayda等人,2023年)。选择适用于特定应用的壁材料取决于多个因素,包括生物相容性、可用性、用途、成本、气味和味道、粘度等。这些特性必须仔细评估,以确保有效的封装和成功的结果(Al-Hamayda等人,2023年;Barbosa-Nu?ez等人,2025年)。
在各种封装方法中,最常用的两种是喷雾干燥和喷雾冷却。喷雾干燥是一种低成本技术,常用于将溶液或悬浮液转化为粉末。它可以通过将液体雾化成热气流来封装生物活性提取物,从而快速干燥液滴并形成固体颗粒(Ibraheem等人,2024年)。另一方面,喷雾冷却(也称为喷雾凝固)涉及使用与目标化合物混合的熔融壁材料。当这种混合物被雾化后,会与冷空气接触,使壁材料固化并形成颗粒(Ibraheem等人,2024年)。
为了评估OP1中的多酚在胃肠道消化过程中的稳定性,本研究调查了使用阿拉伯胶和植物脂肪作为壁材料的不同蜂胶提取物封装工艺。目的是评估封装方法和壁材料如何影响OP1多酚在体外胃肠道消化和上皮运输过程中的保存和可控释放,以开发新的功能性食品。
章节片段
蜂胶采集
在巴拉那州通用卡内罗市(General Carneiro,南纬26°25′,西经51°19′)的一个商业养蜂场采集了1型有机蜂胶(OP1)样本。该材料获得了美国农业部(Process No.: 23511)、欧洲经济共同体(EEC)(Process Nos.: A-2016-00005/2016–01341, A-2016-00005/2016–01342, 22422和23,511)以及IMO Control(Brasil Organico,Process No.: 11–0030.11)的有机认证。获得授权后对蜂胶的植物化学成分和生物活性进行了全面检测。
物理和化学表征
所得粉末(GA + OPE、VF + OPE和GA + VF + OPE)通过扫描电子显微镜(图2)、水分含量、水分活度、吸湿性和水分分散性(表1)等分析进行了物理表征。
从图2中观察到的颗粒形态可以看出,不同的封装技术和壁材料导致了不同的物理特性。GA + VF + OPE颗粒(图1D)呈现不规则形状,具有明显的
结论
本研究提供了关于封装技术和载体材料对体外胃肠道消化和上皮运输过程中生物活性化合物稳定性和生物可利用性影响的宝贵见解。在测试的制剂中,含有植物脂肪的颗粒(VF + OPE和GA + VF + OPE)表现出关键多酚类的更好保存效果,从而在整个消化过程中保持了生物活性。一些已知
CRediT作者贡献声明
安娜·索菲亚·马特利·查伊布·萨利巴(Ana Sofia Martelli Chaib Saliba):撰写初稿、验证、研究、数据分析。卢卡斯·里盖托·巴拉恩(Lucas Righetto Ballan):验证、研究、数据分析。塞缪尔·戈麦斯·德萨(Samuel Gomes de Sá):验证、研究、数据分析。马塞洛·弗兰钦(Marcelo Franchin):撰写初稿、数据可视化、研究。卡门·西尔维娅·法瓦罗-特林达德(Carmen Sílvia Fávaro-Trindade):撰写初稿、监督、资源协调、概念构思。艾伦·乔瓦尼尼·德奥利维拉·萨托里(Alan Giovanini de Oliveira Sartori):撰写初稿
未引用参考文献
Cesar等人,2022年
Franchin等人,2016年
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。
致谢
作者衷心感谢巴西高等教育人员发展协调委员会(Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de Nível Superior – CAPES,财务代码001)和国家科学技术发展委员会(Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico – CNPq,拨款编号140790/2021-7和401305/2022-8)的财政支持。同时感谢Breyer Produtos das Abelhas Ltda.提供的蜂胶样本,以及Shimadzu公司在LC-ESI-QToF-MS分析方面的支持。