意大利研究组化学改造槲皮素，总抗氧化水平提高超30%

近年，健康生活成为一种潮流，人们更加关注自己的食物——喜欢最低限度加工的食物、食用大量水果蔬菜、服用营养保健品和膳食补充剂。

根据定义，“健康食品”的功能包括改善免疫功能、预防特定疾病、减少副作用和医疗保健成本，相应的营养保健品包括益生元、多不饱和脂肪酸、益生菌、草药制品和抗氧化剂等等。科学证据证实，槲皮素、虾青素、乳铁蛋白、甘草甜素、橙皮苷和姜黄素在帮助 COVID-19 痊愈方面显示出令人鼓舞的数据。

其中，槲皮素（Quercetin）被认为是自然界中最强大的抗氧化剂之一，存在于水果、蔬菜和谷物等植物中，常用作膳食补充剂、饮料和食品成分。体外实验证明了槲皮素及其衍生物具有抗癌、抗糖尿病、抗真菌细菌、抗炎、抗肥胖、抗病毒和神经保护以及加速伤口愈合的特性。

然而，槲皮素利用的主要障碍是生物利用度。其生物利用度小于 10%，水溶性差、吸收曲线和化学稳定性差是主要原因。以食品级大分子系统封装或许是一种可行的方法。

近日，一组来自意大利锡耶纳大学和卡拉布里亚大学的研究人员将槲皮素和 DHA 之间通过 Steglich 酯化反应偶联，并以果胶将其形成功能性聚合物，由此赋予了槲皮素更好的抗氧化性能，可能提高其生物利用度。该成果发表在 Nutraceuticals，题为“Development of Quercetin-DHA Ester-Based Pectin Conjugates as New Functional Supplement: Effects on Cell Viability and Migration”。

过去的几年中，已有许多研究致力于提高活性分子的生物利用度，通常解决的是溶解度差的问题，很多生物聚合物被用于这一方面。其中，在口服给药的大分子载体方面，果胶表现出最佳特性。

果胶是一种包含在植物组织细胞壁中的线性杂多糖，富含果胶的水果有苹果、杏子和梨、橙子，果皮（如橘子皮）含量尤其高。

最常见的天然果胶来源于原果胶，由 D-半乳糖醛酸的单体单元组成，通过α-（1→4）糖苷键连接在一起形成一条长链，鼠李糖、阿拉伯糖、半乳糖和木糖等糖可以与之结合，从而形成侧链。果胶食用安全，通过胃肠道不变，最终被结肠中的微生物消化。

槲皮素是一种植物性黄酮醇，属于多酚中的黄酮类化合物。为了保持多酚的性质，提高黄酮醇的吸收，在这项研究中，研究人员采用一种环保工艺开发了具有“显著生物活性”的聚合物偶联物——修饰并键合了槲皮素衍生物和果胶聚合物；而后深入分析了这种大分子化合物对 Caco-2 和 HepG2 癌细胞的抗氧化活性和毒性，同时研究了它们抵消细胞迁移特性的能力。

其方法是通过酯化反应偶联槲皮素和 DHA，合成杂化分子，并与果胶连接起来，从而形成了一种功能性聚合物。该文章作者表示，“通过环保程序在生物大分子中融合抗氧化分子结构，是一项创新战略，它显著提高了天然化合物的性能，在制药领域和食品工业中开辟了新的应用。”

实验中，用槲皮素和抗坏血酸制备了两种杂交果胶基偶联物，两种偶联物的槲皮素含量不同，分别命名为 P2 和 P3，P2 槲皮素含量更高。以不含抗氧化分子的“空白果胶”（PB）制剂为对照，研究了总酚含量、总抗氧化活性和对亲水性（ABTS）和亲脂性（DPPH）自由基的清除活性。

改性果胶（P2 和 P3）显著降低了酚类含量（29.6%）和总抗氧化能力（33%），抗氧化性能的丧失归因于 DHA 和随后的一个反应位点的消失。

“与此同时，碳氢化合物链的空间构象会阻碍其他羟基和自由基之间的相互作用。”作者解释道。

实验表明，P2 的抗自由基活性最高，达到了最大抑制浓度的一半（IC50），而 P3 仅抑制 44.1%。P2 的多酚含量明显高于 P3，较高剂量的总抗氧化能力也增加了 30% 以上。

在亲水活性（针对 ABTS 自由基）方面，两种聚合物都表现不佳。P2 达到 IC30 值，而 P3 显示出 50% 的低功效。

该研究还显示，肿瘤细胞的生存能力呈槲皮素剂量依赖性降低，在槲皮素存在的情况下减少了迁移，而 PB 对此没有影响。

作者认为，这些数据表明，该配方通过与果胶链的共价结合，提高了槲皮素衍生物的生物利用度，“提供了一种非常通用和有效的多酚化合物的运输手段——无论是在保护多酚本身方面，还是在生物活性方面。”