《Analytica Chimica Acta》：Quantitative 1H NMR and High-Sensitivity ICP-MS Based Integrated Analytical Approach for Eri-Flaxseed Oil Blend: Implications for Antioxidant and Cytotoxic Effects on L6 Cell Lines
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摘要背景可靠定量可食用油混合油仍然是一个分析挑战，无法通过单一常规技术充分解决。因此，采用综合分析方法，包括高灵敏度 ICP-MS 和 1H NMR 光谱法，以更深入地了解与其组成相互作用相关的变化。结果基于质子峰积分的定量 1H NMR 分析显示 EFBO 的同烯丙基 (3
摘要
背景
可靠定量可食用油混合油仍然是一个分析挑战，无法通过单一常规技术充分解决。因此，采用综合分析方法，包括高灵敏度 ICP-MS 和 1H NMR 光谱法，以更深入地了解与其组成相互作用相关的变化。
结果
基于质子峰积分的定量 1H NMR 分析显示 EFBO 的同烯丙基 (3.06 ± 0.02)、酰基链亚甲基 (2.00 ± 0.01) 和双烯丙基 (1.55 ± 0.01) 积分值，分别对应 76.50 % 总不饱和脂肪酸和 23.50 % 饱和脂肪酸。微波辅助酸消解 coupled with ICP-MS 定量了 17 种元素，其中 Mn、Fe、Co、Ni 和 Zn 低于检测限。分析方法表现出优异的性能，加标回收率为 98.21-102.03 %，LOD 范围为 0.007-41.14 ppb，LOQ 范围为 0.023-136.99 ppb，R2 为 0.984 至 0.998。基于每天 10 克 EFBO 摄入量的估算日摄入量计算表明，检测到的微量元素对推荐日摄入量的贡献 <0.01 %，而重金属（包括 Pb 和 Al）远低于 Codex 允许限值。分光光度法抗氧化实验 (DPPH 和 ABTS) 表明，EFBO 在测试的油脂中具有最低的 IC50 值，分别为 74.28 ± 3.67 μg/mL 和 51.23 ± 3.09 μg/mL。MTT 法细胞毒性评估报告的 IC50 为 48.3 ± 0.1 μg/mL，在较低浓度下细胞存活率 >90%。
意义
这种连贯的分析方法能够实现稳健的组成认证、质量评估、安全监测，并将混合食用油的化学成分与其生物活性相关联。
引言
近年来，氧化应激已成为一个日益严重的关注点，因为它是癌症、肝毒性、心血管疾病和神经退行性疾病等许多危及生命的疾病的无声驱动因素 [1], [2], [3], [4]。它源于细胞代谢过程中活性氧 (ROS) 的产生与身体清除这些反应性产物的能力之间的失衡 [5], [6]。过量的 ROS 会损伤蛋白质、脂质、碳水化合物甚至 DNA 等生物分子，最终导致细胞毒性和死亡 [7], [8], [9]。
为了减轻氧化损伤，硒、锌、铁、铜和锰等微量元素作为参与氧化还原反应的各种抗氧化酶的重要辅因子 [10]。包括超氧化物歧化酶、谷胱甘肽还原酶、谷胱甘肽过氧化物酶、硫氧还蛋白还原酶、铜蓝蛋白和过氧化氢酶在内的关键抗氧化酶依赖这些微量元素发挥活性 [11]。例如，铜支持铜/锌 - 超氧化物歧化酶和铜蓝蛋白，两者对免疫能力和氧化平衡至关重要 [12]。铁有助于过氧化氢酶、过氧化物酶和细胞色素氧化酶，它们在保护免受氧化应激和维持代谢功能方面发挥关键作用 [13]。硒对于谷胱甘肽过氧化物酶和硫氧还蛋白还原酶是必需的，后者可解毒活性氧 [14], [15]。此外，锌和锰与铜一起是超氧化物歧化酶最佳运行所必需的。
膳食抗氧化剂是有用的放射保护剂，在中和自由基和减少氧化损伤方面发挥着关键作用，从而维持细胞完整性并促进整体健康 [16], [17]。在此背景下，富含多不饱和脂肪酸、生育酚、甾醇、酚类化合物和其他必需微量营养素的天然油脂，已被广泛探索为富含微量元素的潜在抗氧化剂来源 [18]。其中，亚麻籽油 (FO) 是α - 亚麻酸 (ALA) 的丰富来源，提供显著的健康益处；然而，其高度的不饱和度使其特别容易受到氧化降解 [19]。这种敏感性导致口感和香气等感官品质恶化，最终降低了基于油脂产品的消费者接受度 [20]。为了增强此类油脂在加工和储存过程中的氧化稳定性，已经探索了几种策略，包括最小化暴露于光、氧气和高温，优化提取条件，以及掺入抗氧化化合物。虽然合成的抗氧化剂如丁基羟基茴香醚 (BHA)、丁基羟基甲苯 (BHT)、叔丁基对苯二酚 (TBHQ) 和没食子酸丙酯被广泛用于延缓脂质氧化，但其潜在的不良反应引发了安全担忧 [21]。因此，消费者对合成添加剂的天然替代品需求不断增长 [9], [22], [23]。在这方面，蓖麻蚕蛹油 (EPO) 是生育酚、甾醇和酚类的丰富来源，表现出显著的抗氧化潜力，可以补充亚麻籽油 (FO) 以改善营养和功能特性 [24]。
为了全面评估食用油，已采用一系列分析技术，包括用于脂肪酸谱的气相色谱法，用于官能团分析的傅里叶变换红外光谱法 [25]，用于化合物鉴定和分离的高效液相色谱法，用于化学表征的 1H NMR 光谱法 [26], [27]，以及用于微量元素分析的 ICP-MS [28], [29]。然而，专注于单一分析技术以研究特定质量属性的研究，导致对食用油的营养、组成和功能特性只有部分了解 [30], [31]。综合调查需要整合多种分析技术，以提供稳健、详细和可靠的定量和相关性，而这些仍然有限。因此，本研究旨在验证将 FO 与 EPO 混合会导致其各自成分之间产生相互作用的假设，这种相互作用可能对组成特征产生协同或拮抗效应，进而影响混合物的理化性质、抗氧化活性和细胞相容性。由于这些多维变化无法通过单一分析技术全面解决，因此采用了一种综合分析方法，结合定量 1H NMR 光谱法、ICP-MS、理化表征、抗氧化评估、细胞相容性评估和 Pearson 相关分析。本研究的分析新颖性在于整合这些互补的分析平台以生成交叉验证的数据集，从而比任何单独的技术都能实现更可靠的定量和解释。此外，Pearson 相关分析在统计学上链接了分子、元素、理化数据和生物数据，提供了有关组成、质量属性和生物性能之间关系的分析见解。这种综合分析框架为混合食用油的全面表征和质量评估提供了稳健的策略。
章节片段
样本收集
新鲜的蓖麻蚕 (Philosamia ricini) 蚕茧通过印度北方邦 Fatehpur 的 CSB 单位从当地养蚕农户获得。亚麻籽 (Linum usitatissimum) 从印度北方邦瓦拉纳西 BHU 农业科学研究所采购用于实验目的。
化学试剂与试剂
ABTS、抗坏血酸、DPPH、甲醇 (99.9 %)、醋酸、乙醇、碘化钾、氢氧化钾 (KOH)、Wij 氏溶液、硫代硫酸钠 (Na2S2O3)、酚酞、淀粉、盐酸
统计分析
所有实验均进行三次重复，结果表示为平均值 ± 标准差 (SD)，除非另有说明。统计分析使用 GraphPad Prism 5 软件 (GraphPad Software, San Diego, CA, USA) 进行。理化参数使用单因素方差分析 (ANOVA) 分析样本间的显著差异，随后进行 Tukey 多重比较检验。差异在 p < 0.05 时被认为具有统计学意义。IC50 值
油提取率的测定
在相同的实验条件下，独立使用四批干燥的蓖麻蚕蛹 (E1-E4) 和四批亚麻籽 (F1-F4) 进行油提取，以确定重现性。蓖麻蚕蛹油的提取率为 19.18 ± 0.41 % (w/w)，单批产量范围从 18.73 % 到 19.68 %。同样，亚麻籽油的提取率为 48.37 ± 1.35 % (w/w)，单批产量范围从 46.65 % 到 49.69 %。观察到的差异很低
结论
本研究采用连贯的分析方法，利用 1H NMR 光谱法和高灵敏度 ICP-MS 对 EFBO 进行可靠定量，并将其化学成分与生物应用相关联。定量 1H NMR 分析证实，与 FO 相比，混合改善了 EFBO 的组成，将 UFA 比例降低至 76.50 %，同时将 SFA 增加至 23.50 %。这些发现得到了理化质量属性的进一步支持，表明
CRediT 作者贡献声明
Venkatesh Kumar R.: 监督。 Shreya Srivastava: 写作 – 初稿，方法学，调查，正式分析，数据整理，概念化。 Akash Mishra: 写作 – 审查和编辑，软件，正式分析
数据可用性声明
所有相关数据均可在合理请求下从通讯作者处获得。
致谢
作者向巴瓦萨heb 比姆拉奥 安贝德卡尔大学化学系的高级仪器实验室和印度信息技术研究所中央研究设施表示由衷的感谢，感谢他们提供必要的仪器和分析设施以开展本研究。
Shreya Srivastava|Akash Mishra|R. Venkatesh Kumar
动物学系，巴瓦萨heb 比姆拉奥 安贝德卡尔大学，印度勒克瑙雷巴雷利路 -226025
