《Molecular Nutrition & Food Research》:Assessment of Marine Microalgae's Bioactive Extracts Potential for Food Applications
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本文系统评估了盐生杜氏藻(Dunaliella salina)和旋转巴夫藻(Pavlova gyrans)水提物与乙醇提取物的生物活性谱。研究显示两种微藻提取物均具有显著抗氧化(ABTS/DPPH法)、抗菌(对单核细胞增生李斯特菌等5种致病菌)、抗糖尿病(α-葡萄糖苷酶抑制率27%-36%)和抗高血压(ACE抑制率21.7%-37.9%)活性,且细胞毒性实验(Caco-2/BJ5ta细胞系)证实其在1000 μg/mL浓度下安全性良好。多变量分析(PCA)进一步揭示不同提取方法(渗透压冲击法与珠磨法)可获得互补性功能成分,为开发可持续功能性食品原料提供新策略。
材料与方法
本研究选取盐生杜氏藻(Dunaliella salina RCC3579)和旋转巴夫藻(Pavlova gyrans RCC1553)为实验材料,采用渗透压冲击法(水提)和珠磨-乙醇提取法(醇提)制备提取物。通过高效液相色谱(HPLC)分析色素组成,尺寸排阻色谱(HPSEC)表征肽分子量分布,氨基酸分析仪定量游离/总氨基酸含量,凯氏定氮法测定总蛋白,福林酚法检测总酚含量。
生物活性评价体系
抗氧化活性采用ABTS/DPPH自由基清除实验和细胞抗氧化活性(CAA)检测(Caco-2细胞模型);抗菌实验通过最小抑菌浓度(MIC)测定对革兰氏阳性菌(金黄色葡萄球菌、芽孢杆菌等)和革兰氏阴性菌(大肠杆菌、荧光假单胞菌等)的抑制效果;抗糖尿病活性以α-葡萄糖苷酶抑制率评价,抗高血压活性通过血管紧张素转换酶(ACE)抑制实验评估;细胞毒性采用MTT法检测人结肠腺癌细胞(Caco-2)和成纤维细胞(BJ5ta)存活率。
色素与蛋白组成特征
乙醇提取物中类胡萝卜素含量显著高于水提物,旋转巴夫藻醇提物富含岩藻黄质(较水提高3.3倍)、β-胡萝卜素等色素,而盐生杜氏藻以叶黄素为主。水提物则富含肽段与氨基酸,旋转巴夫藻水提物总氨基酸含量(1.69 mg/g)为盐生杜氏藻(0.77 mg/g)的2.2倍,且必需氨基酸占比更高。分子量分布显示水提物中<1 kDa小肽占比达30%-42%,与生物活性密切相关。
功能特性解析
抗氧化方面,水提物在化学法(ABTS/DPPH)中活性更强,但细胞模型(CAA)中两种提取物活性无显著差异,提示生物利用度的影响。抗菌实验表明旋转巴夫藻醇提物对单核细胞增生李斯特菌的MIC低至10 mg/mL,其活性可能与岩藻黄质和多不饱和脂肪酸相关。功能酶抑制实验中,水提物展现更强的ACE抑制(最高37.9%)和α-葡萄糖苷酶抑制(最高36%)能力,与富含小分子肽的特性相符。
安全性与应用前景
细胞毒性实验证实所有提取物在1000 μg/mL浓度下细胞存活率均>70%,IC50值均高于100 μg/mL,满足食品安全要求。主成分分析(PCA)显示提取方法而非藻种来源是样品分类主要因素,水提物与氨基酸含量、酶抑制活性正相关,醇提物与色素含量聚类。该研究为微藻在功能性食品、抗代谢综合征制剂等领域的应用提供了理论与实验依据。