年7月22日，沈阳农业大学食品学院李斌教授团队在中科院食品科技一区期刊FoodChemistry(即时IF:7.)发表了题为“EffectsofChitosanoligosaccharideFunctionalizedGrapheneOxideonthestability,SimulatedDigestionandantioxidantactivityofBlueberryAnthocyanins”的原创性论文，该论文阐明了GO-COS对蓝莓花色苷的稳定性和抗氧化活性，负载花色苷可以保护化合物免受与模拟消化相关的影响。团队带头人李斌教授为本文的通讯作者，团队成员薛博博士为文章的第一作者。
1、背景
蓝莓花色苷作为天然小分子功能性营养物质，具有多种生理功效。长期以来，蓝莓在深加工和贮藏过程中花色苷易降解，稳定性差，严重影响了产品的品质，营养价值和功能性有所损失，在消化过程中也容易降解。因此，对提高花色苷的化学稳定性及消化过程中的稳定性的显得尤为重要。目前结构修饰、分子辅色花色苷稳定性的方法均存在颜色损失和功能性降低的问题。而构造载体方法可有效的保护花色苷稳定性，促进肠道吸收和生物利用度。本文采用氧化石墨烯（GO）和壳寡糖（COS）进行合成，作为一种载体来吸附花色苷。通过引入光照、温度、pH值和强氧化剂测定蓝莓花色苷的稳定性，利用唾液、胃和肠系统的模拟消化模型，检测蓝莓花色苷含量和抗氧化性的变化，测试了GO-COS对蓝莓花色苷稳定性和抗氧化性的保护。这项工作的发现表明了GO-COS是一种安全有效递送蓝莓花色苷新的载体，同时也为其他花色苷及不稳定生物活性分子的应用载体奠定了理论和实践基础。
2、成果介绍
图1.蓝莓An和GO-COS-An在40℃和pH1.0-7.0下热处理60min、min、min和min的残留率(A-D)；相应的t1/2值(E)。An和GO-COS-An在pH3.0和加热温度40-90℃条件下加热60min、min、min和min的残留率(G-J)；和相应的t1/2值(F)。
图2.蓝莓花色苷的HPLC色谱图。
图3.蓝莓An和GO-COS-An复合物在消化过程中的花青素残留率(A)。**表示P0.01时的显着性；*表示P0.05时的显着性。蓝莓An和GO-COS-An复合物在消化过程中的PSC值(B)；蓝莓An和GO-COS-An复合物在消化过程中的细胞抗氧化活性(CAA)(C和D)（C没有PBS洗涤，D有PBS洗涤）；GO-COS-An复合物对HepG2细胞的细胞*性和抗增殖作用(E)；不同字母表示差异显着（P0.05）。（S表示唾液消化，GD1h表示胃消化1h，GD2h表示胃消化2h，ID1h表示肠道消化1h，ID2h表示肠道消化2h，ID3h表示肠道消化3h，ID4h表示肠道消化4h。）图4.样品的化学成分分析。GO和GO-COS的傅立叶变换红外光谱图(A)。An和GO-COS-An的傅立叶变换红外光谱图(B)。GO、COS和GO-COS的紫外-可见光谱吸收光谱(C)。An和GO-COS-An的紫外-可见光谱吸收光谱(D)。
研究结论
在这项研究中，我们设计了含有花色苷的GO-COS复合物。GO-COS复合物在不同环境和模拟消化条件下保护和稳定花色苷。花色苷单体的组成分析表明，GO-COS在消化过程中保留了大部分花色苷单体。此外，GO-COS保留了抗氧化能力并提高了肠道消化过程中花色苷的生物利用度。此外，GO-COS复合物在10-μg/mL的浓度范围内抑制HepG2细胞的增殖。本研究中建立的可生物降解载体GO-COS有效地提供了具有增强化学稳定性和抗氧化能力的花色苷。虽然GO-COS复合物可以在模拟消化过程中保护花色苷，但需要进一步的体内研究来验证GO-COS在消化过程中对花色苷的保护作用。更重要的是，本研究为进一步开发和利用花色苷资源提供了理论依据。
3、创新性/应用前景
蓝莓花色苷是一种天然的生物活性小分子，但稳定性差、消化过程中易降解、生物利用率低等难题严重限制了其在在加工、储存及机体内的功能价值。本团队研究发现将蓝莓花色苷加载到壳寡糖共价连接的氧化石墨烯的复合物中，显示出了氧化石墨烯壳寡糖对蓝莓花色苷的稳定性和抗氧化活性，及复合物免受模拟消化的影响。与游离花色苷相比，氧化石墨烯壳寡糖复合物具有较高的细胞抗氧化能力，该复合物已证明对人肝癌细胞具有抗增殖功效。这项工作的发现表明了氧化石墨烯壳寡糖是一种安全有效递送蓝莓花色苷新的载体，为其他花色苷及不稳定生物活性分子的应用载体奠定了理论和实践基础，也对蓝莓深加工产品的创制奠定了实用价值。
作者简介
李斌，博士，教授，博士生导师，美国康奈尔大学（访问学者）博士后。现任沈阳农业大学食品学院食品科学学科带头人、科学技术发展研究院副院长、侨联主席、辽宁省健康食品营养与创制重点实验室主任，国家浆果加工技术研发专业中心副主任。国家高层次人才特殊支持计划、国家百千万人才工程国家级人选、有突出贡献中青年专家、辽宁省学术头雁、兴辽英才、省百千万人才工程百人层次。担任《食品科学》、《食品工业科技》、JournalofFutureFoods等期刊编委，中国食品科学技术学会青年工作委员会委员、中国食品科学技术学会果蔬加工分会理事、中国园艺学会小浆果分会副秘书长。主要从事浆果（花色苷）加工技术与营养功能领域研究，在CriticalReviewsinFoodScienceandNutrition、JournalofAgriculturalandFoodChemistry、FoodHydrocolloids、FoodChemistry、CarbohydratePolymers、《食品科学》、《中国食品学报》等业内优秀期刊发表论文多篇，其中SCI收录70多篇，申请和授权发明专利70余件，专利科技成果转让12件，主持地方标准6部。应邀在Springer出版集团和科学出版社合著学术专著2部，参编中文著作4部。指导在站博士后2人，博士研究生15人，硕士研究生52人。现主持国家自然科学基金面上项目2项，国家科技部重点研发计划子课题1项，以及农业部公益性行业(农业)科技等省部级项目10余项。相关成果获年神农中华农业科技奖一等奖，辽宁青年科技奖、年辽宁省科技进步一等奖，中国食品科学技术学会科技创新奖一等奖、年吉林省科技进步一等奖、年荣获辽宁省优秀科技工作者、沈阳市十大科技英才。年荣获辽宁省五一劳动奖章、沈阳市杰出人才。
薛博，女，沈阳农业大学级食品科学与工程专业博士研究生，沈阳农业大学食品学院健康食品营养与创制团队成员，主要从事果蔬深加工及其天然分子互作的研究。兼任辽宁省生命科学学会山区生物资源研究与开发委员会委员，编写著作2部，主持辽宁省教育厅科学研究经费项目1项，申请国家发明专利2项。
编辑/责编：张睿梅。文章来源于沈阳农业大学国家浆果加工技术研发专业中心李斌教授团队，点击下方阅读原文即可查看原文。
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