从Neltuma ruscifolia叶提取物中制备的喷雾干燥微粒的物理化学性质和生物活性

《Biocatalysis and Agricultural Biotechnology》：Physico-chemical and bioactive properties of spray-dried microparticles from Neltuma ruscifolia leaf extract

　　

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  测试了MD、MD+1.5%和3%的阿拉伯胶作为N. ruscifolia提取物的载体
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  所有粉末都具有良好的稳定性，高溶解度，且水分和水分活度较低
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  MD+3%的阿拉伯胶具有很强的吸湿性，颗粒受损，且 totalitarian color quotient (TPC)较低
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  MD+1.5%的阿拉伯胶在TPC、抗氧化剂和抗真菌活性方面表现最佳
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  MD+1.5%的阿拉伯胶微胶囊作为功能性食品成分具有很好的前景

引言

Neltuma ruscifolia（俗称“vinal”）是一种原产于阿根廷查科地区的豆科入侵植物，它阻碍了农业和畜牧业的土地使用（Abdala等人，2020年；Norfol Ríos和Maldonado，2008年）。由于其数量众多且难以控制，研究人员试图找到将其转化为人类可用资源的方法。早期的利用主要集中在将其木材用于建筑或作为燃料，以及其豆荚作为动物饲料。最近，对叶片乙醇提取物的毒理学和药理学研究表明其具有药用价值和安全性，强调了其作为食品、药品和兽医应用中生物活性成分的可持续来源的潜力（Campuzano-Bublitz等人，2019年；Gómez等人，2025年；Kennedy等人，2022年）。N. ruscifolia的叶片提取物富含C-类黄酮苷，具有强大的抗氧化能力和广谱抗真菌活性，可以抑制导致食品腐败和产毒的病原体，包括镰刀菌和曲霉菌（Gómez等人，2020年；Picariello等人，2017年）。尽管如此，将叶片提取物直接作为生物防腐剂应用于食品或饲料中存在一些障碍。由于其高度吸湿性和黏性，其固体残渣难以处理和计量（Busch等人，2017年；Gómez等人，2020年）。最近，虽然将其以浓缩水悬浮液的形式用作生物防腐剂，但会导致饲料结块。此外，这些提取物中的C-类黄酮在饲料/食品加工和储存过程中容易受到热降解和氧化降解（Sarojini等人，2026年）。因此，开发一种保护性递送系统对于解决处理难题、减缓降解速度和延长产品保质期至关重要（Chaiwong等人，2026年；Tuan Putra等人，2025年）。

喷雾干燥微胶囊化技术常用于保护敏感的植物化学物质、延长保质期并便于将其掺入各种食品和营养保健品中（Gharsallaoui等人，2007年；Tuan Putra等人，2025年）。麦芽糊精（MD）和阿拉伯胶（GA）是最常用的包封剂，其有效性已针对纯酚类化合物（如花青素）和富含酚类的植物提取物（如樱桃渣提取物和蜂胶）进行了研究（Abdel-Aty等人，2025年；Cilek等人，2012年；Flores等人，2014年；Silva等人，2013年）。在干燥过程中，MD会在提取物成分周围形成保护层，防止粉末在制备过程中粘连和结块，从而得到干燥、流动性好的产品（Chavan等人，2025年）。然而，MD的乳化能力较弱，限制了难溶于水的成分的包封效果。通过调整GA的具体比例来配制二元复合混合物，可以增强这些成分与MD结构的结合，提高其功能性（Sami等人，2025年）。迄今为止，这些包封材料对N. ruscifolia叶片提取物的保护效果和性能尚未经过测试。这需要通过实验来确定，因为核心-壁相互作用很大程度上取决于植物提取物的具体酚类成分组成（Tolun等人，2016年；Tonon等人，2010年）。因此，为了填补这一空白并展示这种递送系统的新颖性，本研究评估了三种用于喷雾干燥的载体配方：单独使用MD（配方A），或与1.5%的GA（配方B）和3%的GA（配方C）结合使用。我们表征了微胶囊化提取物的物理化学、功能和结构特性，并对其热稳定性、酚类化合物组成和抗真菌活性进行了评估，以验证其作为农业食品基质天然防腐剂的可行性。

节选

植物材料与提取物制备

N. ruscifolia的叶片采集自位于阿根廷圣地亚哥德尔埃斯特罗省的“Ing. Lucas D. Roic”植物园的树木。叶片的身份由Nora Muruaga博士通过与储存在阿根廷图库曼米格尔·利略基金会（Fundación Miguel Lillo）显花植物标本馆的标本进行比对确认。根据Gómez等人（2025年）的方法，将75克叶片浸泡在250毫升96%的乙醇中，置于25 ± 1°C的黑暗环境中，振荡48小时。

微粒的物理化学和功能特性

将GA加入MD基质中会逐渐降低粉末的回收率，相应配方分别为：A（仅MD）为76.5%，B为71.0%，C（MD + 3.0% GA）为68.0%。相反，配方B的总酚类化合物含量显著更高（p < 0.05，3270 ± 9 μg GAE·g^-1），DPPH自由基清除活性也更低（IC_{50 DPPH} = 0.95 ± 0.15 mg·mL^-1），表明其抗氧化活性是A和C的1.8–2.0倍（表1）。

微粒的物理化学和功能特性

将GA加入MD基质中会降低粉末产量，并导致材料沉积在喷雾干燥器的腔室内。这种产量下降可能是由于GA的高分子量支链结构增加了饲料的粘度（Akdeniz等人，2017年）。较高的粘度会阻碍饲料雾化，产生较大的液滴，延长干燥时间并促进颗粒在腔壁上的附着（Busch等人，2017年）。

结论

与单独使用MD相比，加入1.5% GA的配方提高了N. ruscifolia叶片粉末中的酚类化合物保留率、抗氧化能力和抗真菌活性。该配方具有较低的水分含量（<5%）和水分活度（<0.3%），高溶解度（≥98%），稳定的色泽以及适度的吸湿性。

此外，FTIR、HPLC-PAD和TGA/DTG分析证实了化学稳定性和热保护作用（将降解开始温度提高到157–180°C）。

CRediT作者贡献声明

José Rodolfo Soberón：方法学研究、数据分析、概念化。Melina Araceli Sgariglia：写作——审稿与编辑、方法学研究、概念化。Diego Alejandro Sampietro：写作——审稿与编辑、初稿撰写、可视化、项目管理、方法学研究、资金争取、数据分析、概念化。Dante Javier Bueno：写作——审稿与编辑、初稿撰写、可视化、方法学研究。

未引用的参考文献

AOAC International, 1997; Karaaslan等人，2020年。

数据可用性

本研究生成和/或分析的数据集可应要求向相应作者索取。

利益冲突

伦理批准

不适用。

资助

本研究得到了阿根廷国家科学技术促进局（PICT 2019 3228）和阿根廷国家科学技术研究委员会（CONICET，PIP 11220200102209CO）的资助。

利益冲突声明

? 作者声明他们没有已知的可能会影响本文研究结果的财务利益或个人关系。

Diego Alejandro Sampietro|Dante Javier Bueno|Analía de los Angeles Gómez|Osvaldo D. Delgado|José Rodolfo Soberón|Melina Araceli Sgariglia