《食品科学》：四川大学郭俊凌教授、洪工画副研究员等：茶多酚基纳米复合物的构建及其对生殖细胞抗氧化作用

植物多酚是一类广泛存在于植物皮、根、叶和果实中的具有多元酚结构的次生代谢物，具备抗氧化、抗菌和pH值响应等特性。通过与金属离子配位，可构建金属-多酚网络（MPN）。MPN展现出广阔的应用潜力，其研究已覆盖环境、农业、催化及医学等领域。特别是在生物医学领域，MPN凭借其良好的生物相容性和刺激响应性，在药物递送与靶向修饰等应用广泛。研究表明，MPN能响应多种微环境变化（如pH值、高浓度谷胱甘肽（GSH）、活性氧（ROS）以及金属离子），从而实现药物靶向释放。例如，基于五没食子酰葡萄糖与Fe3+的MPN系统可包裹透明质酸酶，静脉注射铁螯合剂可触发该MPN体系分解，进而导致被包裹的透明质酸酶在肿瘤内释放并深度穿透。此外，通过对MPN进行甘露糖修饰，可有效提升其对肿瘤细胞或免疫细胞的靶向能力，进而激活抗肿瘤免疫反应。MPN平台可整合化学动力学、铁死亡、铜死亡及干扰素基因刺激因子通路激活相关免疫，协同免疫治疗以实现协同抗肿瘤效果。

表没食子儿茶素没食子酸酯（EGCG）是绿茶中的重要次生代谢产物，因其优异的抗氧化特性，被广泛认为是茶多酚中主要的抗氧化活性成分。基于其独特的生物活性与多酚结构，EGCG能通过直接清除自由基、螯合金属离子及调节抗氧化酶体系与相关信号通路等多种机制发挥强大的抗氧化作用，从而在功能食品、生物医药、疾病预防与健康领域展现出广阔的前景。大量研究表明，EGCG不仅对骨骼代谢与神经退行性疾病具有保护作用，还能显著改善脂质代谢紊乱与胰岛素抵抗，在抗高脂血症和糖尿病治疗中潜力突出。此外EGCG通过调控细胞周期、诱导凋亡及抑制血管生成，对乳腺癌、结肠癌、前列腺癌及女性生殖系统相关肿瘤（如卵巢癌、子宫内膜癌）均表现出显著的预防效果。

近年来，EGCG在女性生殖健康领域的价值受到广泛关注。研究证实，长期饮用绿茶可显著降低女性生殖系统疾病的风险。EGCG通过减轻卵母细胞氧化损伤、改善线粒体功能，对预防不孕症有积极作用。锌是调节女性生殖细胞生长、生育力和妊娠等许多保守过程的关键成分。在卵母细胞中，锌可通过调节成熟促进因子活性与丝裂原活化蛋白激酶信号通路影响减数分裂进程，并借助GSH系统增强其抗氧化能力。此外，锌对保障卵母细胞质量、促进卵泡正常发育具有重要作用。然而，EGCG的实际应用仍面临稳定性差的挑战。其分子结构中存在多个不饱和键，易受光照、氧气、温度、pH值及离子强度等环境因素影响而发生降解。如何利用食品分子自身的结构特征，发展高效制造策略以突破这些瓶颈，尚缺乏系统探索。

四川大学轻工科学与工程学院的陈梅、 洪工画*、 郭俊凌*等基于食品分子自身的结构特征，提出利用Zn 2+ 与EGCG的配位作用，自组装构建兼具高稳定性与协同生物活性的EGCG-Zn II 纳米复合物。其中，锌离子作为人体必需的抗氧化辅助因子，能够与EGCG的酚羟基形成稳定配位键，构建具有协同生物活性的纳米复合物。通过将植物多酚引入先进食品加工技术，旨在实现基于EGCG的纳米复合物构建，为天然功能分子的高效利用提供新路径，展示出食品活性成分在生殖健康等新兴领域的跨学科应用前景。

1 EGCG-ZnII形貌

EGCG分子凭借其结构特征——3个芳香环、1个吡喃环以及8个酚羟基，提供了丰富的配位位点。其中，特别是邻苯二酚基元，能够与多个Zn2+离子配位。这种配位能力使得Zn2+可以桥接相邻的EGCG分子，形成稳定的2∶1（Zn2+∶EGCG）配位模式（图1A）。正是这基于两种分子间的络合作用，EGCG与Zn2+得以在水相环境中、常温条件下自行配位自组装，形成EGCG-ZnII纳米复合物。SEM和TEM结果显示，该复合物粒径分布均匀，且呈现出球形形貌（图1B、C）。纳米粒度仪进一步显示其水合粒径分布于50～120 nm范围内（图1D），且多分散指数为0.135，表明粒径分布较为均一，体系稳定性较好。EGCG-ZnII纳米复合物的Zeta电位为-24.29 mV，明显低于EGCG（-8.79 mV），这可能是由于Zn2+与EGCG的配位改变了EGCG表面电荷环境，增加了负电荷密度，导致复合物带更多负电荷，从而表现出更低的Zeta电位（图1E）。EGCG在纳米复合物中的负载率达到76.7%，表明EGCG能通过配位自组装高效负载于纳米复合物中。同时，EGCG在复合物中释放较为缓慢，96 h内累计释放量约为78.4%（图1F），该缓释特性有利于保持EGCG的活性和持续的抗氧化效果。XPS谱图（图1G）显示复合物中出现明显的Zn 2p峰，证实EGCG-ZnII纳米复合物中Zn元素的存在。O 1s的XPS谱图（图1H）显示，形成EGCG-ZnII纳米复合物后，O 1s谱发生显著变化。EGCG的C＝O基团信号峰由531.8 eV转移至EGCG-ZnII纳米复合物中的532.1 eV，C—O基团信号峰由533.1 eV转移至533.3 eV，表明羟基氧与Zn2+发生了配位络合，电子云密度发生变化，进一步证明了EGCG-ZnII纳米复合物的成功构建。

2 EGCG-ZnII抗氧化性能

通过测定对DPPH自由基和ABTS阳离子自由基的清除效率可定量评价抗氧化能力。EGCG凭借其独特的邻苯二酚结构，能提供高活性氢质子（H+）或发生单电子转移，直接猝灭自由基，因而对DPPH自由基与ABTS阳离子自由基均表现出优异的清除能力，且对这两种自由基的清除能力随着EGCG质量浓度的升高而提升（图2A）。为了探究EGCG-ZnII纳米复合物的抗氧化性能，分别测定了EGCG及EGCG-ZnII纳米复合物清除DPPH自由基和ABTS阳离子自由基的效率。结果表明，在相同的EGCG质量浓度（0.1 mg/mL）条件下，EGCG-ZnII纳米复合物体现出更优异的自由基清除效率，且随反应时间延长，自由基清除率上升。在反应60 min后，EGCG和EGCG-ZnII纳米复合物对DPPH自由基清除率分别为30.86%和41.48%（图2B），而ABTS阳离子自由基清除率分别为69.87%和73.55%（图2C）。这表明EGCG与Zn2+自组装形成的纳米复合物不仅保留了EGCG的抗氧化活性，还提升了自由基清除效率，揭示了二者之间存在协同抗氧化作用。

由于EGCG稳定性容易受环境（如pH值和温度）等影响，从而导致抗氧化性能变化。因此本研究进一步评估了在不同pH值和温度条件下处理的EGCG及其纳米复合物的自由基清除效果。如图2D所示，在pH 4～10的范围内，EGCG-ZnII纳米复合物的自由基清除效率均高于EGCG，且在碱性环境下仍保持较好的抗氧化性能。进一步证明了EGCG与Zn2+不仅具备协同抗氧化作用，且在一定程度上稳定了EGCG的分子结构，减少了EGCG的降解。此外，分别经过25 ℃和37 ℃处理不同时间后，EGCG的自由基清除效率均随时间延长而降低（图2E、F）。而在相同处理条件下，EGCG-ZnII纳米复合物的自由基清除效率表现稳定，证明其在生理环境下仍能保持良好的抗氧化性。

3 EGCG-ZnII的细胞毒性及抗氧化应激性能分析

在证实了EGCG-ZnII具有优越的抗氧化稳定性后，进一步评估了其在生物体系内的相容性与抗氧化效果。大量研究已证实，EGCG对女性生殖系统具有益处。HEEC是女性生殖系统的重要细胞，因此本研究选取HEEC作为研究对象，探究EGCG-ZnII纳米复合物的生物相容性。结果显示，在0.5 mg/mL质量浓度时，EGCG处理后细胞活力仍可达82.49%；然而，当质量浓度升至1 mg/mL时，细胞活力则降至64.08%。EGCG-ZnII纳米复合物则表现出更低的细胞毒性，其细胞活力均优于相同质量浓度下的EGCG处理（图3A）。根据细胞活性实验结果，后续均选取质量浓度为0.1 mg/mL进行实验。在与HEEC共培养6、12、24、36 h后，EGCG-ZnII组细胞存活率高于单独Zn2+或EGCG处理组（图3B），EGCG-ZnII纳米复合物表现出更良好的生物相容性，可能得益于纳米结构稳定了EGCG、改变细胞摄取行为及协同保护作用等多种机制提高了生物相容性。氧化应激由氧化-抗氧化系统的失衡引起，在女性生殖系统中，高水平的ROS可对女性生殖细胞及生殖器官产生损伤，从而降低女性生育能力。如图3C、D所示，LPS刺激后细胞内ROS水平显著升高，表明细胞处于氧化应激状态。EGCG-ZnII纳米复合物则明显抑制了LPS诱导的细胞内ROS升高，且其效果优于EGCG和Zn2+的单独处理，证明该复合物具有更强的抗氧化活性。EGCG-ZnII纳米复合物通过提升EGCG的稳定性，同时可能通过改变内吞途径（如从游离EGCG的被动扩散转变为更高效的内吞作用）增强其胞内递送效率，从而确保了更多EGCG能够靶向胞内氧化应激位点。此外，Zn2+作为关键抗氧化酶的必需辅因子，在纳米复合物中有助于增强细胞内在的抗氧化防御体系。因此，EGCG-ZnII纳米复合物通过协同作用增强了抗氧化活性。

SOD作为重要抗氧化酶，其在LPS组中活性显著升高，反映出细胞在氧化应激压力下通过激活核因子（红细胞衍生2）相关因子2/抗氧化反应元件等通路，代偿性上调该酶以维持氧化还原稳态。相比之下，EGCG-ZnII处理后SOD活性恢复至接近正常水平，且效果优于EGCG和Zn2+，进一步证实该复合物有助于维持细胞内氧化还原平衡（图3E）。图3F结果表明LPS刺激导致细胞内GSH含量显著降低，而EGCG-ZnII处理则使GSH含量明显回升，且GSH含量高于单独EGCG及Zn2+处理，说明该复合物有助于重建细胞还原态环境，减轻氧化损伤。此外，PCR结果显示，LPS可显著促进炎症因子TNF-α和IL-1β的mRNA表达，而EGCG-ZnII纳米复合物则能有效抑制两者的表达，其抗炎效果均优于EGCG与Zn2+单独处理，表明该复合物具备更强的抗炎活性（图3G、H）。EGCG-ZnII纳米复合物在维持细胞活力的同时，可显著改善LPS诱导的氧化应激和炎症反应，其抗氧化效果优于单独EGCG和Zn2+，表明该复合物通过金属-多酚配位实现协同抗氧化作用，增强了细胞的抗氧化和抗炎能力，具有良好的应用潜力。

4 EGCG-ZnII改善卵母细胞氧化应激

高水平ROS不仅直接损伤女性生殖细胞及器官，其造成的氧化应激则是影响卵母细胞质量和胚胎发育潜能的关键因素之一。前期细胞实验已证实，相比于EGCG，EGCG-ZnII纳米复合物具备更好的生物相容性与ROS清除效果。在卵母细胞及胚胎发育微环境中，由氧代谢产生的ROS若未及时清除，将诱发氧化应激并损害卵母细胞质量。将0.1 mg/mL EGCG与相应Zn2+自组装形成的EGCG-ZnII纳米复合物与新鲜卵母细胞共培养。Calcein-AM（绿色表示活细胞）和PI（红色表示死细胞）染色结果显示，复合物未诱导卵母细胞凋亡，证实其良好的生物相容性（图4A）。本研究进一步探索了EGCG-ZnII纳米复合物对卵母细胞的ROS清除能力，在卵母细胞正常培养过程中会产生大量ROS，加入EGCG-ZnII纳米复合物会显著减轻卵母细胞的ROS水平（图4B、C），且清除效果强于单独EGCG和Zn2+，DCFH-DA荧光定量分析进一步证实EGCG-ZnII复合物能有效清除细胞内ROS，减轻氧化应激，且其抗氧化效果优于单组分。

为评估卵母细胞的内源抗氧化状态，通过PCR检测了SOD的mRNA表达水平。如图4D所示，与对照、EGCG及Zn2+处理组相比，EGCG-ZnII纳米复合物处理下调了卵母细胞的SOD基因表达。SOD作为核心抗氧化酶，其转录水平的下降表明细胞内源氧化应激得到缓解，致使细胞对高水平抗氧化酶的需求降低。EGCG-ZnII纳米复合物通过有效清除ROS减轻氧化损伤，进而反馈性调节SOD的转录表达，这一现象进一步证实该复合物能够通过改善卵母细胞的氧化还原稳态，实现其抗氧化效应。该结果表明EGCG-ZnII纳米复合物具备良好的细胞保护潜力，有望在生殖健康等领域发挥重要作用。

5 结 论

本研究利用EGCG与Zn2+配位自组装制备了EGCG-ZnII纳米复合物。该复合物不仅保留了EGCG的抗氧化活性，更通过协同效应提升了抗氧化活性。Zn2+与EGCG酚羟基的配位不仅形成了稳定的MPN，更关键的是诱导了酚羟基电子云密度的重排与去质子化程度的增加。这种电子效应的改变，可能优化了EGCG的氢原子转移能力，从而提升其抗氧化活性。此外，EGCG-ZnII纳米复合物一方面通过保护EGCG的酚羟基，减缓了其在生理环境中的降解，另一方面可能改变了细胞的摄取途径，从游离EGCG的被动扩散转变为更高效的内吞作用。这种差异化的胞吞不仅可能提升了胞内生物利用度，也可能避免了高浓度游离EGCG直接接触细胞膜引发的毒性，这为其显著改善的生物相容性提供了合理解释。同时，Zn2+作为SOD等内源性抗氧化酶的关键辅因子，其协同作用可能强化了细胞自身的抗氧化防御体系。二者协同，不仅高效清除过量ROS，更增强了内源性抗氧化酶系统，从而维持细胞的氧化还原稳态，这在其有效恢复SOD活性与GSH含量、并显著抑制炎症因子表达中得到了验证。该复合物不仅能有效缓解HEEC的氧化应激和炎症反应，更在卵母细胞中展现出显著的保护作用。EGCG-ZnII纳米复合物能有效降低卵母细胞内的ROS水平，同时反馈性下调SOD基因表达，卵母细胞SOD基因表达的下调不仅反映了氧化应激的缓解，更提示复合物可能调控影响抗氧化基因的表达。这为EGCG-ZnII纳米复合物在女性生殖健康领域的应用提供了重要依据。总之，EGCG-ZnII纳米复合物的成功构建为天然活性成分的高值化利用提供了新思路，体现了茶多酚等食品成分向高附加值和功能导向型应用转化的研究趋势。

引文格式：

陈梅, 隆佳辛, 贺圆梦, 等. 茶多酚基纳米复合物的构建及其对生殖细胞抗氧化作用[J]. 食品科学, 2026, 47(3): 139-147. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20250901-003.

CHEN Mei, LONG Jiaxin, HE Yuanmeng, et al. Construction of tea polyphenol-based nanocomplex and its antioxidant effects on reproductive cells[J]. Food Science, 2026, 47(3): 139-147. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-20250901-003.

实习编辑：甘冬娜；责任编辑：张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网

为系统提升我国食品营养与安全的科技创新策源能力，加速科技成果向现实生产力转化，推动食品产业向绿色化、智能化、高端化转型升级，由北京食品科学研究院、中国食品杂志社《食品科学》杂志（EI收录）、中国食品杂志社《Food Science and Human Wellness》杂志（SCI收录）、中国食品杂志社《Journal of Future Foods》杂志（ESCI收录）主办，合肥工业大学、安徽农业大学、安徽省食品行业协会、安徽大学、合肥大学、合肥师范学院、北京工商大学、中国科技大学附属第一医院临床营养科、安徽粮食工程职业学院、安徽省农科院农产品加工研究所、皖西学院、滁州学院、蚌埠学院共同主办的“ 第六届食品科学与人类健康国际研讨会 ”，将于 2026年8月15-16日（8月14日全天报到） 在 中国 安徽 合肥 召开。

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