陕西
近日，河南农业大学张党权教授团队在国际知名学术期刊Biotechnology Advances在线发表题为Plant-derived antioxidants: Biosynthesis, refining and applications的综述论文。该文章以植物源抗氧化物质（PDAs）为核心，系统阐明了其结构特征与功能关系，解析了生物合成途径与调控网络，评估了绿色提取与精制技术进展，阐述了其在食品添加剂与生物医药应用中的协同机制，并提出合成生物学、绿色纯化与纳米递送等技术手段的整合效应是突破产业化链条与瓶颈的解决路径，为PDAs在功能食品开发与疾病防治提供了新思路。
随着健康导向型抗氧化饮食理念的普及，PDAs凭借其来源广泛、安全性高和功能独特等优势，正逐渐成为合成抗氧化剂的理想替代品。PDAs通过清除ROS、激活内源性抗氧化防御体系等多重途径，在慢性疾病防治及食品抗氧化、着色及防腐等方面发挥重要作用。然而，其产业化受制于天然丰度低、稳定性较差、提取与精制效率低、口服生物利用度不高等瓶颈，制约了其从基础研究向产业化应用的转化，亟需建立涵盖PDAs全链条的系统性理论框架。
图1 PDA的主要类别及代表性物质
长期以来，PDAs研究多聚焦于单一类别化合物或特定应用场景，不同类别间的横向比较与协同机制研究相对薄弱。单一类别研究难以揭示PDAs的共性规律，更无法阐明不同类别间的协同增效机制。因此，该文章将多酚、萜类、维生素、生物碱、皂苷、有机硫化物、多糖及多肽八大类PDAs纳入统一分析框架（图1），旨在打破碎片化研究格局。基于此，研究团队从分类与结构特性、生物合成与调控、提取与精制、功能应用四个层面展开系统性论述（图2）。（1）分类与结构特性：梳理了PDAs的主要类别并讨论了化学结构多样性、多靶点协同机制与功能应用普适性的内在逻辑。（2）生物合成与调控：整合了莽草酸、苯丙烷、MVA及MEP途径、氨基酸代谢及单糖转化及其交叉调控网络，揭示了转录因子协同表观遗传修饰对PDAs代谢的多层级调控，为合成生物学提高产量提供了潜在调控靶点。（3）提取与精制：对比评价了各类绿色提取技术与精制方法的适用场景与瓶颈，为工业化生产提供参考。（4）功能应用：阐述了PDAs作为天然食品添加剂（抗氧化剂、着色剂、防腐剂等）的功能优势，以及在抗炎、抗神经退行性疾病、抗病毒、抗癌、心血管疾病和糖尿病预防等生物医药领域的应用潜力。
图2 植物源抗氧化物质的分类、生物合成、提取精制及其功能应用
该文章探讨了不同类别PDAs间的协同效应与功能兼容性，并在此基础上提出了合成生物学、绿色纯化与纳米递送等整合效应的全链条技术路径，涵盖从合成生物学源头重构、绿色提取精制到纳米递送技术开发的完整环节，为克服PDAs产业化挑战，推动功能性食品开发与慢性疾病精准防治提供可参考的解决方案。
河南农业大学青年教师曲姗姗为论文第一作者，张党权教授、李明婉副教授、青年教师杨超臣为论文共同通讯作者。李瑜教授、赖勇副教授、陈圆圆副教授、丁申副教授参与了此项工作。该研究得到了国家自然科学基金项目（32171835）、河南省重点研发专项（251111114200）和河南省科技攻关（242102111062）等项目的资助。张党权教授团队长期从事迷迭香等植物源抗氧化剂提取与功能性产品开发研究。
论文链接：
https://doi.org/10.1016/j.biotechadv.2026.108989
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