《食品科学》：华中农业大学潘思轶教授等：膳食结构对柑橘类胡萝卜素生物利用度和抗氧化活性的影响

柑橘作为世界第一大类水果，是天然类胡萝卜素的重要来源。类胡萝卜素不仅赋予了柑橘良好的营养品质，同时使柑橘呈现出诱人的色泽。类胡萝卜素是天然存在的脂溶性色素，具有抗氧化功能，并能转化为维生素A原，增强机体免疫力，对癌症和心血管疾病等也具有一定的预防作用。体外模拟消化是通过模拟胃肠道环境的生物学特性，能够在一定程度上反映某些食物或药物在人体胃肠道中复杂物理化学及生理变化情况的一种方法。植物源食物经过体外模拟消化后，含有的某些植物次生代谢物可能会发生降解或转化，导致其含量及生理活性等改变。

华中农业大学食品科学技术学院的李梦杰、潘思轶*以临海涌泉蜜橘为原料，利用体外模拟消化模型系统研究由乳清蛋白、大豆油和玉米淀粉3 种食物组分通过不同比例组成的混合物与柑橘共存消化后对柑橘类胡萝卜素生物利用度和抗氧化活性的影响，以期探明不同膳食结构对类胡萝卜素消化吸收的影响机制，为提高果蔬中类胡萝卜素生物利用度、充分发挥其功效，进而改善人体健康状况提供一定的参考。

1、不同消化阶段总类胡萝卜素的含量及其生物利用度

根据中国居民膳食指南和部分地区居民饮食习惯，将4 组样品可分为正常膳食组（N）、高蛋白膳食组（HP）、高脂膳食组（HF）和高糖膳食组（HS）。操作如下：分别向50 mL离心管中加入3 g不同比例的乳清蛋白、大豆油和玉米淀粉混合物，再各加入2 g柑橘浆，混合充分后得到各组样品。其中各样品组中乳清蛋白、大豆油和玉米淀粉的组成比例（以体系质量计）由三大营养素供能比计算得出，如表1所示。

由图1A可知，在不同体外消化阶段，不同样品组中的总类胡萝卜素含量都发生了显著变化，且整体呈下降趋势。经过模拟口腔消化后，各样品组中总类胡萝卜素含量在56.77～66.98 μg/g之间，这是因为模拟口腔阶段的振荡和孵育会破坏食品结构并减小颗粒体积，使细胞中的类胡萝卜素被释放。然而，在经过模拟胃和小肠消化阶后，各样品组中总类胡萝卜素含量分别下降了24.34%～31.55%和9.14%～11.59%。这主要是由于酸性条件（pH 3.0）导致了类胡萝卜素的降解并抑制了其转移，而在高pH值环境中类胡萝卜素的稳定性增加。

由图1B可知，各样品组中的类胡萝卜素生物利用度在15.27%～24.08%之间。HF组中类胡萝卜素生物利用度（（24.08±1.78）%）显著高于其他组，其中比N组（（19.26±1.06）%）高4.82%；HP组中类胡萝卜素生物利用度（（15.27±0.90）%）比N组低3.99%；HS组中类胡萝卜素生物利用度（（19.71±1.58）%）与N组之间无显著性差异。这表明部分食品组成含量较高时能够显著影响类胡萝卜素在消化过程中的稳定性，进而影响其生物利用度。

2、不同消化阶段两种类胡萝卜素单体的含量

β-隐黄质和β-胡萝卜素是临海涌泉蜜橘中的主要类胡萝卜素单体物质，其在消化过程中的含量变化如图2所示。随着消化的进行，各样品组中β-隐黄质和β-胡萝卜素的含量均呈下降的趋势。β-隐黄质是涌泉蜜橘中含量最高的类胡萝卜素单体，各样品组原始阶段中的含量在35.7～36.58 μg/g之间，约占原始总类胡萝卜素含量的30%。经过模拟口腔消化后，β-隐黄质含量分别降低了65.59%（HP组）、64.54%（HS组）、61.12%（N组）和53.33%（HF组），且HF组和N组中β-隐黄质含量显著高于其他组。模拟胃消化阶段，HP组中β-隐黄质的含量显著高于N组和HS组，这是因为在酸性条件下，类胡萝卜素与蛋白质形成的复合物构型被破坏，使得更多的类胡萝卜素被释放出来。

3、不同消化阶段类胡萝卜素提取物抗氧化活性

由图3A可知，同一消化阶段内，不同样品组的铁离子还原力存在显著差异，其中HF组的铁离子还原力在模拟胃和小肠消化阶段始终是4 个样品组中最高的，分别为605.88、502.94 μmol/L。模拟胃和小肠消化阶段后HS组的铁离子还原力始终显著低于其他组。

同时，由图3B可知，经过模拟体外消化，HF组在不同消化阶段的DPPH自由基清除能力（292.50、177.29 μmol/L和53.33 μmol/L）也始终显著高于其他组。而体外模拟小肠消化结束后HS组的DPPH自由基清除能力最低（38.13 μmol/L）。上述结果表明大豆油比例的增加会提高类胡萝卜素的抗氧化能力，而玉米淀粉比例的增加会显著降低类胡萝卜素的抗氧化能力。此外，在整个消化过程中，N组和HP组的铁离子还原力和DPPH自由基清除能力始终无显著性差异，这表明乳清蛋白比例的增加并不会显著改变类胡萝卜素在消化过程中的抗氧化活性。

由图3C可知，各样品组中柑橘类胡萝卜素的ABTS阳离子自由基清除能力在经过模拟胃和小肠消化后分别下降了73.55%～77.47%和42.66%～59.31%。模拟口腔消化阶段后，HF组的ABTS阳离子自由基清除能力为3657.78 μmol/L，显著高于其他组，且在模拟胃消化阶段，HP组的ABTS阳离子自由基清除能力显著低于HF组。这可以看出脂质成分在ABTS阳离子自由基清除实验中也表现出了较显著的效果。

4、不同消化阶段的抗氧化活性与类胡萝卜素含量之间的相关性分析结果

由图4可知，在模拟体外消化过程中，柑橘类胡萝卜素提取物各消化阶段的铁离子还原力、ABTS阳离子自由基清除能力和DPPH自由基清除能力与总类胡萝卜素含量之间呈显著正相关（P＜0.05）；DPPH自由基清除能力与β-胡萝卜素含量之间呈显著极显著正相关（P＜0.01）。此外，DPPH自由基清除能力与ABTS阳离子自由基清除能力之间也存在显著相关性（P＜0.05），说明不同消化阶段类胡萝卜素含量能够较好地反映其提取物的抗氧化活性。

结论

实验结果表明，在消化过程中，与正常膳食组相比，高脂膳食组的类胡萝卜素含量较高，其抗氧化能力也较强，且其生物利用度（（24.08±1.78）%）显著高于正常膳食组（（19.26±1.06）%）；高蛋白膳食组的类胡萝卜素含量和抗氧化能力较低，且其生物利用度（（15.27±0.90）%）也显著低于正常膳食组；而高糖膳食组的类胡萝卜素生物利用度（（19.71±1.58）%）与正常膳食组之间无显著性差异，但其抗氧化能力较差。综上，高脂膳食可显著提高柑橘类胡萝卜素生物利用度和抗氧化活性。然而，虽然高脂膳食对类胡萝卜素的消化吸收利用有较好的影响，但其后续对人体可能带来的健康隐患（心血管疾病等）仍不可忽视。因此，在日常膳食中，要合理分配食物比例，适当降低脂质成分的比例，在保证摄入的食物成分不对人体健康造成任何危害的前提下，最大程度地发挥类胡萝卜素生理活性。

通信作者简介

潘思轶，华中农业大学食品科技学院博士生导师，柑橘现代产业技术体系采后技术与加工研究室主任，岗位科学家。研究领域为植物性农产品高效加工利用的技术理论和化学变化机理。在果蔬深加工技术理论研究和蛋白质工程技术理论研究等方面形成了较稳定的研究方向。近4年主持国家和省部级科技项目15项，作为主要完成人参与科研项目3项。主持或作为主要完成人承担的科学研究项目通过省级科技主管部门组织的专家鉴定11项，获省部级科技进步一等奖1项，二等奖3项，三等奖4项。已主持开发柑橘加工系列产品7类15个，产品已进入国际市场。针对特色资源魔芋开发利用程度低、增值率低等问题，开展应用创新技术研究，从分子水平上对魔芋葡甘聚糖的结构进行物理的或化学的修饰与改性，研究开发了魔芋水处理絮凝剂、食品稳定剂、保鲜剂、建筑涂料、成膜材料、绝缘材料、干燥剂等产品11个，已上市销售产品4个。从分子水平上研究了大豆蛋白的分子结构和加工特性的关系，率先研究了大豆7S和11S球蛋白的功能特性，较系统地研究了大豆分离蛋白、大豆7S和11S球蛋白的分子修饰及其产物的构效关系和量效关系，首次报道了大豆多肽锌鳌合盐的制备，并评价了其生物活性。近4年发表论文120余篇，其中SCI收录论文30篇，EI收录2篇。

本文《膳食结构对柑橘类胡萝卜素生物利用度和抗氧化活性的影响》来源于《食品科学》2023年44卷1期38-45页，作者：李梦杰，潘思轶。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20211213-144。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。

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。

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