《Molecules》：Valorization of Garlic (Allium sativum L.) Peel Waste Using Natural Deep Eutectic Solvent (NADES) Formulations: Storage Stability and Bioaccessibility of Phenolic Extracts
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大蒜皮是一种未被充分利用的副产品，具有作为酚类化合物来源的潜力。本研究评估了利用超声辅助提取与八种天然低共熔溶剂（NADES）配方，相较于乙醇和水，对大蒜皮废弃物进行增值化处理的效果，评估指标包括酚类组成、抗氧化能力、储存稳定性、体外胃肠道行为、生物可及性以及
大蒜皮是一种未被充分利用的副产品，具有作为酚类化合物来源的潜力。本研究评估了利用超声辅助提取与八种天然低共熔溶剂（NADES）配方，相较于乙醇和水，对大蒜皮废弃物进行增值化处理的效果，评估指标包括酚类组成、抗氧化能力、储存稳定性、体外胃肠道行为、生物可及性以及化学计量学区分。分析了总酚含量（TPC）、抗氧化能力和单个酚类化合物，同时在4°C和25°C条件下监测了提取物60天的稳定性。在NADES配方中，甘油:乳酸（1:3）和葡萄糖:乳酸（1:5）表现出最高的TPC，而乙醇在CUPRAC和FRAP测定中表现出更强的响应。HPLC–PDA分析鉴定出五种黄酮类化合物，包括芦丁、槲皮素、两种花青素衍生物和一种天竺葵素衍生物，以及七种酚酸，包括没食子酸、原儿茶酸、香草酸、绿原酸、对香豆酸、阿魏酸和芥子酸。选定的NADES配方有利于花青素的回收以及黄酮醇和羟基肉桂酸在消化后的保留。大多数基于氯化胆碱的NADES配方（105–293%）相比乙醇和水（86–126%）提高了TPC的生物可及性。储存稳定性取决于溶剂组成和温度，4°C能更好地保持酚类和抗氧化特性。化学计量学分析证实了溶剂对提取物组成的影响。基于NADES的提取提供了一种将大蒜皮废弃物转化为富含酚类的功能性提取物的绿色策略。
**论文解读文章**
**研究背景与问题**
可持续营养理念旨在防止自然资源过度使用，促进生产与消费过程的平衡结构，而食物浪费是环境维度中的关键问题。联合国环境规划署报告显示，2022年全球产生约10.5亿吨食物垃圾，其中大部分来自家庭。食物垃圾带来的环境挑战和经济成本促使研究人员开发下一代材料并更高效地利用能源，通过回收、生物转化和回收有价值化合物来生产高附加值产品。大蒜（*Allium sativum* L.）作为石蒜科植物，广泛用于药用和烹饪，其加工过程中产生大量副产品（每年超过370万吨），其中大蒜皮是重要的副产品，可作为酚类化合物和抗氧化成分的来源。然而，传统有机溶剂（如乙醇、甲醇）萃取可能带来环境问题和残留毒性风险。天然低共熔溶剂（Natural Deep Eutectic Solvent, NADES）配方因其低挥发性、可调极性、生物相容性等优点，成为绿色萃取酚类化合物的替代溶剂系统。现有研究多集中于水或常规有机溶剂，对大蒜皮提取物的储存稳定性和胃肠道生物可及性研究不足。因此，本研究首次系统比较不同NADES配方与乙醇、水在超声辅助提取（UAE）中从大蒜皮废弃物回收酚类化合物的效果，整合评估酚类组成、抗氧化能力、60天储存稳定性、体外生物可及性及化学计量学区分。该研究发表在《Molecules》期刊上。
**主要技术方法**
研究人员采用超声辅助提取（UAE）技术，在60°C、50 Hz条件下处理30分钟，从大蒜皮粉末（<1 mm，来自Ta?k?prü大蒜，购自当地市场）中提取酚类化合物。使用八种不同摩尔比的NADES配方（包括基于氯化胆碱、甘油、乳酸、葡萄糖、木糖、柠檬酸、苹果酸等的组合），对比70%乙醇和纯水。通过密度、pH和傅里叶变换红外光谱（FTIR）表征NADES。采用INFOGEST标准化体外胃肠道消化模型模拟胃相和肠相，计算生物可及性。利用Folin–Ciocalteu法测定总酚含量（TPC），CUPRAC、DPPH和FRAP法测定总抗氧化能力（TAC），HPLC–PDA定量单个酚类化合物。运用Pearson相关分析、主成分分析（PCA）和层次聚类分析（HCA）进行化学计量学区分。
**研究结果**
**2.1. NADES配方的表征**
NADES配方的密度范围为1.1169–1.3902 g/cm3，pH范围为0.45–4.72。FTIR光谱显示所有配方在3500–3000 cm?1区域有宽吸收带（O–H伸缩振动），含有机酸的配方在约1750–1680 cm?1有C=O伸缩振动，指纹区（1200–900 cm?1）有C–O和C–O–C伸缩振动，证实了氢键网络的形成。
**2.2. 总酚含量**
消化前，甘油:乳酸（1:3）（NADES 7）和葡萄糖:乳酸（1:5）（NADES 8）的TPC最高，与乙醇无显著差异（p > 0.05），但显著高于水提取物（p < 0.05）。胃消化后，NADES 7和NADES 8的TPC显著高于乙醇和水（p < 0.05）。肠消化后，NADES 7的TPC仍高于乙醇和水，但差异不显著。大多数基于氯化胆碱的NADES配方表现出较高的表观TPC生物可及性（105–293%），高于乙醇（86–126%）和水（86–126%），其中胆碱:甘油（1:2）（NADES 6）的生物可及性指数最高。储存稳定性方面，NADES 8、乙醇和水在4°C和25°C下60天内TPC基本稳定；大多数基于氯化胆碱的NADES配方在25°C下15–30天开始下降，4°C可延缓下降。
**2.3. 总抗氧化能力**
消化前，乙醇在CUPRAC和FRAP中表现出显著更高的还原能力（p < 0.05），而NADES 8在DPPH中表现出最高的自由基清除能力（与乙醇和NADES 7无显著差异）。胃消化后，乙醇CUPRAC最高，NADES 1的DPPH最高，乙醇FRAP显著最高。肠消化后，NADES 2的CUPRAC最高，NADES 8、1、6的DPPH最高，乙醇FRAP显著最高。不同测定方法得出的生物可及性不同：CUPRAC下所有NADES配方（20–43%）高于乙醇和水（17–20%）；DPPH和FRAP下大多数NADES配方（79–392%）也高于传统溶剂（69–110%）。储存稳定性显示，多数NADES配方在25°C下抗氧化能力下降更快，4°C更有利于保持活性。
**2.4. 黄酮类化合物**
HPLC–PDA鉴定出芦丁、槲皮素（黄酮醇）和两种花青素衍生物、一种天竺葵素衍生物（花青素）。消化前，乙醇的芦丁和槲皮素总量最高（p < 0.05），但NADES 7的芦丁含量与乙醇无显著差异。花青素在水提取物中未检出，而多种NADES配方（如NADES 3、4、6、8）的花青素含量显著高于乙醇（p < 0.05）。肠消化后所有提取物中花青素均未检出。黄酮醇方面，NADES 3、4、7、8的消化后总黄酮醇含量显著高于乙醇和水（p < 0.05），所有NADES配方的黄酮醇生物可及性（25–75%）高于乙醇（16%），其中NADES 1、2、3超过70%。
**2.5. 酚酸**
消化前，鉴定出没食子酸、原儿茶酸、香草酸（羟基苯甲酸）和绿原酸、对香豆酸、阿魏酸、芥子酸（羟基肉桂酸）。乙醇的羟基肉桂酸总量显著高于所有NADES配方（p < 0.05），但多数NADES配方高于水。消化后，羟基苯甲酸仅在NADES 7和NADES 8中检出没食子酸，生物可及性为22%。羟基肉桂酸方面，NADES 4和NADES 8的消化后总量显著高于乙醇和水（p < 0.05），NADES 7的总羟基肉桂酸生物可及性最高（69%），高于乙醇（9–66%）和其他NADES配方。
**2.6. 相关分析、主成分分析和层次聚类分析**
Pearson相关分析显示TPC与DPPH高度正相关（r = 0.88），与CUPRAC和FRAP相关性较弱（r ≤ 0.40），CUPRAC与FRAP强相关（r = 0.92）。PCA提取三个主成分解释85.7%方差，PC1和PC2分别解释43.9%和24.7%，NADES 7、NADES 8和乙醇在PC1正侧分离，但乙醇在PC2负侧，与CUPRAC和FRAP高负载相关。HCA将提取物分为两大簇：第一簇包括NADES 1、2、6、5和水，酚类水平较低；第二簇包括NADES 3、4、7、8和乙醇，酚类水平较高，其中NADES 7和NADES 8与TPC、DPPH、没食子酸、芦丁、槲皮素等紧密聚类。
**总结与讨论**
本研究证明，选定的NADES配方（尤其是含乳酸的配方）可有效通过UAE从大蒜皮废弃物中回收酚类化合物，但其性能取决于溶剂组成、目标酚类、储存和消化条件以及分析终点。乙醇在还原能力测定中表现突出，而某些NADES配方在花青素回收及消化后黄酮醇和羟基肉桂酸保留方面具有优势。化学计量学分析进一步证实样品区分反映了酚类化合物和测定特异性抗氧化响应的综合模式。**研究结论**：研究表明，选定的NADES配方可以支持通过UAE从大蒜皮废弃物中回收酚类化合物。然而，其性能取决于溶剂组成、目标酚类、储存和消化条件以及评估的分析终点。在NADES配方中，甘油:乳酸（1:3）和葡萄糖:乳酸（1:5）产生了最高的TPC值，而乙醇在CUPRAC和FRAP测定中表现出最强的还原能力。HPLC–PDA分析确认提取性能是化合物依赖性的。乙醇对黄酮醇和羟基肉桂酸特别有效，而选定的NADES配方有利于花青素的回收以及黄酮醇和羟基肉桂酸在消化后的保留。化学计量学分析进一步表明，样品区分反映了单个酚类化合物和测定特异性抗氧化响应的综合模式。综合来看，当根据预期应用和目标酚类选择时，选定的NADES配方，特别是含乳酸的配方，可能成为传统溶剂的有前途的替代品。这些发现应在研究局限性内解释：TPC和抗氧化测定得出的表观生物可及性反映了测定响应的变化而非化合物定量回收，体外消化结果不应解释为体内吸收或生物利用度的证据。此外，由于未在储存间隔期进行HPLC–PDA分析，无法确定储存期间化合物特异性的酚类稳定性。从实践角度看，选定的基于大蒜皮的NADES提取物有可能开发为富含酚类的成分或天然抗氧化系统，用于特定食品应用（如饮料、酱料、烘焙产品和可食用涂层），并支持将大蒜加工废弃物整合到循环食品生产系统中，减少对传统有机溶剂的依赖。然而，工业实施需要进一步评估提取放大、溶剂制备和再利用、粘度管理、能源需求、工艺经济性以及与现有生产线的兼容性，并在相关食品基质中建立提取物对产品质量、感官特性、稳定性、安全性和法规合规性的影响。封装或载体基方法可能进一步改善其处理、长期稳定性、控释和特定应用的适用性。
