动物副产物生物活性肽:生产、功能证据与食品应用

《Foods》:Bioactive Peptides from Animal By-Products: Production, Functional Evidence and Food Applications

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年09月06日 来源:Foods 6.0

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  刺梨(Opuntia ficus-indica)花是酚类化合物的重要来源,具有良好抗氧化特性,但其应用受限于生物活性成分稳定性差与生物利用度低。研究人员旨在明确最大化多酚回收率的最有效提取方法,并开发一种喷雾干燥(spray-drying)微粒递送系统,以提升

  
刺梨(Opuntia ficus-indica)花是酚类化合物的重要来源,具有良好抗氧化特性,但其应用受限于生物活性成分稳定性差与生物利用度低。研究人员旨在明确最大化多酚回收率的最有效提取方法,并开发一种喷雾干燥(spray-drying)微粒递送系统,以提升冻干提取物(freeze-dried extract, d.e.)的稳定性与释放性能。通过测定总酚含量(total phenolic content, TPC)、抗氧化活性及高效液相色谱-紫外检测(HPLC-UV)单个酚类成分,比较不同提取技术。其中水煎法效率最高,TPC达27.59 mg GAE/g,抗氧化能力最优(DPPH:0.53 mmol TEAC/100 g d.e.;ABTS:0.79 mmol TEAC/100 g d.e.;FRAP:43.18 mg Fe2+/100 g d.e.),多酚总回收率最高;HPLC鉴定槲皮素为优势黄酮(57.07 mg/g),其次为山奈酚鼠李糖苷与槲皮素-3-鼠李糖苷。所选提取物经喷雾干燥成功包封,得球形微粒(microparticles, MPs),工艺收率64%;扫描电镜(SEM)、差示扫描量热(DSC)与傅里叶变换红外光谱(FT-IR)证实形态适宜且热稳定性增强。体外溶出与离体透黏膜研究表明,相较冻干提取物,微粒在猪结肠黏膜上初始释放更快、早期槲皮素透黏膜量更高。上述结果凸显喷雾干燥微粒可作为改善O. ficus-indica花多酚稳定性、生物可及性与营养潜力的有效策略。
研究背景与立项依据
刺梨(Opuntia ficus-indica)花作为传统药用与膳食资源,富含多酚与黄酮类生物活性物质,然而植物源酚类普遍面临环境敏感、稳定性差、口服生物利用度低等瓶颈,限制其向功能性食品与营养补充剂转化。现有文献多聚焦果实与掌状茎,花的系统提取工艺比较及固体制剂开发相对匮乏;同时传统水煎法虽绿色环保,但其在产率、成分谱及后续微囊化适配性方面缺乏定量评估。为此,研究人员以西西里产地鲜花为材料,系统比较四种水提工艺,遴选最优提取物,进而采用喷雾干燥技术构建麦芽糊精-甘露醇-阿拉伯胶三元载体微粒,依托冻干预稳定化保护热敏酚类,最终通过理化表征与胃肠模拟释放、离体结肠黏膜透皮实验验证其递送优势。该研究发表于《Foods》,对未充分利用植物资源的高值化及循环生物经济具有明确支撑意义。
主要关键技术方法
研究人员于意大利西西里Misilmeri产地采集2025年5月盛花期鲜刺梨花,阴干后采用水煎、浸渍、冷浸及液氮预处理四种水提工艺,滤液冻干获粗提物;选取水煎冻干物与麦芽糊精、甘露醇、阿拉伯胶按1:1.4(w/w)复配,经Mini Spray-Dryer B-290雾化制粒(进风130℃、出风70–73℃)。表征端依次采用SEM观形貌、DSC与FT-IR析热行为与官能团;HPLC-UV定性与定量单酚;Folin–Ciocalteu法测TPC;DPPH、ABTS、FRAP三体系评抗氧化;体外溶出采用0.45 μm滤袋于pH 1.0盐酸转pH 6.8磷酸盐缓冲液(PBS)两段释放,离体透黏膜采用猪结肠黏膜Franz扩散池(2 h胃相+22 h肠相)以HPLC测槲皮素透过量。
研究结果
提取工艺筛选:四种水提中水煎法TPC(27.59 mg GAE/g d.e.)、DPPH(0.53 mmol TEAC/100 g)、ABTS(0.79 mmol TEAC/100 g)、FRAP(43.18 mg Fe2+/100 g)均最高,槲皮素达57.07 mg/g;冷浸各项最低,液氮辅助未超越水煎。故以水煎冻干物进入微囊化。
微粒制备与理化表征:喷雾干燥得率64%,SEM显示平均粒径4.65±2.15 μm的多级球形皱缩粒;DSC中原始提取物196℃与277℃分解峰在微粒中消失,仅存120℃端吸及254℃缓放峰,提示酚类被亲水载体物理包埋而非化学键合;FT-IR保留3400 cm?1处O–H及1600 cm?1芳环C=C等特征带,1100 cm?1 C–O–C糖苷带增强,证明确无共价降解。
酚类谱保留:HPLC-UV表明微粒因载体稀释理论加载41.7% w/w,多数酚浓度按比重降,但槲皮素由83.619升至93.386 mg/g,绿原酸、p-香豆酸、槲皮素-3-葡萄糖苷、杨梅素亦升,归因为喷雾热促糖苷水解释苷元及载体改善疏水物可提性。
体外溶出:胃相0.5 h微粒释槲皮素32.2 mg,优于冻干物26.6 mg;全程64–65 mg平稳维持,显示亲水壁材促润湿、抗团聚,实现快溶而非缓释。
离体透黏膜:猪结肠模型下微粒1 h透量约0.044 μg,3 h达0.054 μg趋平台;冻干物爬升慢,终累积量相近但起效延后,证微粒借小粒径、高比表面积与黏膜接触增益初期通量。
抗氧化与TPC横向:水煎提取物三抗氧体系数值领先,微囊化后单位质量因载稀释下降,但功能基团与主导黄酮保全。
讨论与结论翻译
本研究证明提取方法显著影响刺梨花多酚回收与抗氧化潜力,水煎法在总酚、抗氧化及槲皮素/山奈酚衍生物产率上均最优。据此将水煎冻干物经喷雾干燥制成稳定微粒,形态与热力学表征确认载体保护效应;尽管微囊化致多酚绝对量部分稀释,核心抗氧化物大量保留且热稳增强。体外溶出与离体透黏膜凸显微粒快初释、早透膜优势,利于口服生物利用度与起效速度,适合营养与功能食品。喷雾干燥微粒系提升刺梨花多酚稳定性、加工性与释放可控性的有效策略。后续需评加速贮存长稳、体内口服生物利用度及嵌入复杂食品基质表现。该工作契合循环生物经济与联合国2030可持续发展目标(SDG 3优良健康、SDG 12负责任消费生产)。
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