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粗壮女贞苦丁茶(Ligustrum robustum (Rxob.)Blume)是我国传统的植物代用茶和药食同源植物,其相关产品(口服含片、泡袋剂和软饮料等)占有一定的市场份额。据报道,粗壮女贞苦丁茶富含酚类物质,具有多种临床药理作用和保健功效。然而,酚类物质暴露于空气中或者处于不适宜的pH环境时,会发生聚合或者降解,使其抗氧化能力等活性功效降低。无毒无害、价格低廉的食品级缓释载体的选择、设计及开发,对于酚类物质在食品及生物医药领域的高效利用具有深远意义。有研究表明,淀粉能够通过物理及化学作用与酚类等生物活性物质发生相互作用,从而保护其免受环境不良因素的破坏。

四川大学轻工科学与工程学院的陈南、高浩祥、曾维才*等人以粗壮女贞苦丁茶和小麦淀粉作为研究对象,提取、鉴定粗壮女贞苦丁茶中的活性成分测定其抗氧化活性,并探究小麦淀粉对粗壮女贞苦丁茶提取物(Ligustrum robustum (Rxob.)Blume extract,LRE)的负载能力、抗氧化活性保护效果及在体外模拟消化系统中的缓释能力,以期为LRE在淀粉功能性食品及保健品中的开发利用提供理论与实验参考。

一、LRE主要成分的分析

由图1可知,LRE中有3 个主要的成分,通过分析其质谱和核磁数据,结果表明,LRE中最主要的3 种物质分别为粗壮女贞苷B、粗壮女贞苷N和紫茎女贞苷J。

二、LRE的体外抗氧化活性

DPPH自由基清除能力

由图2可知,LRE能够有效清除体系的DPPH自由基,不同添加量的LRE对DPPH自由基具有不同清除效果。当LRE添加量由0.01 mg/mL提高至0.08 mg/mL时,LRE对DPPH自由基清除率由25.52%增加至90.15%,表现出明显的剂量效应关系。此外,其EC 50 值为0.03 mg/mL。LRE有较高的总酚含量,且主要含有粗壮女贞苷B、粗壮女贞苷N和紫茎女贞苷J 3 种酚类成分,其结构中含有大量的活性酚羟基,在反应体系中可以通过电子转移反应淬灭体系中的自由基,发挥良好的抗氧化能力。

还原能力

由图3可知,随着LRE添加质量浓度的增大,其吸光度逐渐增大,表明实验体系所产生的显色物质普鲁士蓝逐渐增多,LRE展现出较强的还原能力。结合前述实验结果分析可知,LRE中含有大量的酚类化合物,其结构中具有以酚羟基为代表的多种活性基团,可在氧化还原反应中给出电子,表现出良好的还原能力,从而清除体系中的自由基,降低体系的氧化态势,发挥优良的抗氧化作用。

三、小麦淀粉负载LRE的能力及稳定性分析

由图4可见,淀粉的添加降低了LRE中总酚累计释放量,且与淀粉的添加量呈现剂量效应关系。小麦淀粉添加量越高,其对LRE的负载能力越强,水溶液中释放出的酚类物质越少。此外,随着采样时间的延长,所有样品中总酚累计释放量均增大,然而在最高淀粉添加量(1.2 g)的样品中,其总酚的累计释放量在任一采样时间处均低于其他组,表明在测试添加量梯度范围内(0.2~1.2 g),淀粉添加量越高,其对LRE的负载能力越稳定。结果表明,一定浓度的淀粉可以通过物理包裹及氢键结合等方式负载LRE,从而达到在环境中缓慢释放LRE的效果。同时,淀粉对LRE的负载及包埋或许可以起到物理屏障一样的保护作用,避免pH值敏感、热敏感及光敏感活性物受到不良环境的影响。

四、小麦淀粉对LRE抗氧化活性的保护作用

由图5可见,储存12 h后,LRE溶液的DPPH自由基清除能力下降至初始清除能力的93.73%,即储存12 h后LRE溶液的DPPH自由基相对清除能力为93.73%,随着储存时间的延长,LRE溶液的DPPH自由基清除能力逐渐下降。当储存60 h后,LRE溶液的DPPH自由基相对清除能力下降至4.53%,而小麦淀粉的存在减缓了LRE溶液的DPPH自由基相对清除能力的衰减,并且在任一储存周期内,添加淀粉样品的DPPH自由基相对清除能力均强于未添加淀粉的样品。

同时,由图6可知,设定储存周期内,添加淀粉的LRE溶液的相对还原能力均高于未添加淀粉的LRE溶液,可见淀粉的存在显著抑制了样品还原能力的下降。结果表明,小麦淀粉可抑制LRE的自由基清除作用和还原能力的降低,维持LRE的抗氧化活性。

五、小麦淀粉对LRE在体外消化系统中的缓释作用

由图7可知,与添加0.2 g淀粉的样品组相比,较高量淀粉的添加显著降低了LRE累计释放量。添加1.2 g淀粉的样品组中,LRE在模拟口腔消化中(10 min处)的累计释放量降低至15.12%。此外,较高量淀粉的添加显著降低了LRE在模拟胃部消化中的累计释放量,减缓了LRE在模拟胃部消化滞留阶段的释放速率。结果表明,小麦淀粉能够延缓LRE在人体口腔和胃部消化系统中的释放量及释放速率,有益于其在人体内生物利用度的提高和生物活性的发挥。

结 论

LRE中的3 种主要成分分别为粗壮女贞苷B、粗壮女贞苷N和紫茎女贞苷J。LRE具有良好的DPPH自由基清除能力和还原能力,表现出良好的抗氧化活性,而小麦淀粉的添加能够负载和包埋LRE,保护LRE的抗氧化功效,并降低LRE在模拟口腔及模拟胃部的释放速率及释放量。本研究为苦丁茶资源及淀粉基负载材料在食品、生物医药领域的高效利用及相关产品的创新研发提供了实验基础。

通信作者简介

曾维才 教授

四川大学轻工科学工程学院食品工程系 副主任

曾维才,博士,博士[后],教授,研究生导师,四川大学食品工程系副系主任,主要研究方向为食品化学与农产品加工及贮藏。担任中国畜产品加工研究会青年委员,四川省微生物学会理事,国家自然科学基金评审专家,加拿大食品科学技术学会会刊《Food Research International》和国际科学院学术期刊《International Journal of Functional Nutrition》编委,曾获教育部博士学术新人奖,宝钢全国优秀学生奖,中国精品科技期刊顶尖学术论文奖,中国食品科学技术学会科技创新奖,四川大学学术之星奖,四川大学优秀共产党员,四川大学五四青年奖章获得者等奖励和荣誉称号。主持国家重点研发计划课题、国家自然科学基金、科技部战略发展计划,中国博士后科学基金,四川省重点研发计划及国际合作项目等十余项科研项目,发表学术研究论文105篇,其中SCI/EI收录65篇(封面论文5篇),获授权国家发明专利4件,出版学术专著2部,主持研发的“竹笋绿色加工技术”和“桂圆冻藏保鲜技术”在相关企业得到落地转化和应用,建成食品绿色加工示范基地2个,为企业新增产值2000余万元;作为主要起草人主持和参与省级备案的食品安全企业标准3项。

本文《小麦淀粉对粗壮女贞苦丁茶提取物的负载、活性保护及缓释作用》来源于《食品科学》2023年44卷第6期1-8页,作者:陈南,高浩祥,何强,孙群,曾维才。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20220327-328。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。

图片来源于文章原文及摄图网。

为构建多元化食物供给体系并兼顾生态环境保护,并形成以生物多样性保护促进食品生产的可持续性,北京食品科学研究院和中国食品杂志社将与北方民族大学、皖西学院、宿州学院、滁州学院于 2023年5月13-14日在中国宁夏银川 共同举办“ 生态保护与食品可持续发展国际研讨会 ”。本届研讨会将围绕新资源食品挖掘、动植物、微生物可替代蛋白、食用菌等食物资源的开发现状、重要创新进展及存在的问题开展研讨,探讨未来食品发展方向,通过展示我国生态保护与食品可持续发展等领域的最新科研成果,搭建科研单位与企业产学研结合的平台,共同促进我国食品产业发展快速踏入新里程。

Food Science of Animal Products(ISSN: 2958-4124, e-ISSN : 2958-3780)是一本国际同行评议、开放获取的期刊,由北京食品科学研究院、中国肉类食品综合研究中心主办,中国食品杂志社《食品科学》编辑团队运营,属于食品科学与技术学科,旨在报道动物源食品领域最新研究成果,涉及肉、水产、乳、蛋、动物内脏、食用昆虫等原料,研究内容包括食物原料品质、加工特性,营养成分、活性物质与人类健康的关系,产品风味及感官特性,加工或烹饪中有害物质的控制,产品保鲜、贮藏与包装,微生物及发酵,非法药物残留及食品安全检测,真实性鉴别,细胞培育肉,法规标准等。

投稿网址:

https://www.sciopen.com/journal/2958-4124

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