富含酚类物质的向日葵粕提取物的生物功能性潜力：调节肠道微生物的生长以及抗氧化、抗炎和α-葡萄糖苷酶抑制活性

《Food Chemistry》：Bio-functional potential of a phenolic-rich sunflower meal extract: modulation of individual gut microbes growth and antioxidant, anti-inflammatory, and α-glucosidase inhibitory activities

该研究评估了从向日葵粕（SFM）中提取的多酚作为可持续功能性食品原料的潜力。采用简单环保的乙醇提取法获得高多酚（以氯原酸为主）提取物，证实其抗氧化活性、调节益生菌（如Ligilactobacillus）及抑制α-葡萄糖苷酶活性，显示抗糖尿病和抗炎潜力。实验通过体外模型和计算模拟验证，为开发多功能食品提供依据。

　　

拉拉·德尼奇（Lara Deni?）| 特奥多拉·扎基奇（Teodora Zaki?）| 坦雅·卢尼奇（Tanja Luni?）| 米利卡·韦尔科维奇（Milica Veljkovic）| 卡塔琳娜·班亚纳茨（Katarina Banjanac）| 米利卡·西莫维奇（Milica Simovi?）| 玛丽亚·拉基奇（Marija Raki?）| 比利亚娜·博日奇·内德尔科维奇（Biljana Bo?i? Nedeljkovi?）| 博扬·博日奇（Bojan Bo?i?）| 德扬·贝兹布拉迪卡（Dejan Bezbradica）

塞尔维亚贝尔格莱德卡内吉耶瓦街4号（Karnegijeva 4）技术冶金学院创新中心

摘要

本研究评估了向日葵籽残渣（SFM）提取物作为潜在可持续功能性食品成分的潜力。SFM提取物通过简单、食品级且环保的提取方法获得，过程中产生的固体残渣适合用于饲料。化学分析显示该提取物含有高量的酚类化合物，其中绿原酸是主要成分。该提取物表现出较强的抗氧化活性，并具有显著的益生元潜力，这一潜力通过体外实验验证，实验观察了其对有益肠道微生物群和病原菌的影响。此外，体外和计算机模拟结果表明绿原酸和SFM提取物对α-葡萄糖苷酶具有抑制作用，这支持了其可能的抗糖尿病效果。细胞实验还表明，该提取物能减轻脂多糖（LPS）刺激的BV2小鼠小胶质细胞的氧化应激和硝化应激。总体而言，SFM提取物在体外条件下表现出良好的生物活性，显示出其作为多功能、富含酚类化合物的可持续成分在功能性食品应用中的潜力。

引言

向日葵是广泛种植的作物，主要用于生产油脂。油脂提取过程中会产生大量副产品向日葵籽残渣（SFM），2024年的产量达到2430万吨。随着产业增长，这一数量预计将继续增加，因此在该过程中实施循环经济模式变得尤为重要（Ancu?a & Sonia, 2020; “Sunflowerseed Oil | USDA Foreign Agricultural Service,” n.d.）。开发新的策略以充分利用向日葵籽（包括油脂、粕及其他成分）将提高其工业价值（Liu et al., 2021）。目前，SFM主要因其高蛋白含量（约占干物质的30%）而被用作动物饲料，但主要用于反刍动物饲料，因为其中含有大量纤维素和半纤维素（Lomascolo et al., 2012; Weisz et al., 2009）。除了这些成分外，SFM还含有1–4%的酚类化合物（PCs），这些化合物可能因导致不希望的褐变和降低蛋白质消化率而具有抗营养性（Weisz et al., 2009）。然而，酚类化合物也因其多样的生物活性而受到认可（Sun et al., 2022）。因此，从SFM中提取这些化合物具有双重好处：既能提高剩余富含蛋白质部分的营养价值和功能性，同时还能获得高价值的酚类提取物（Weisz et al., 2009）。根据以往研究，向日葵籽中的主要酚类化合物是绿原酸（CGA），由于其在脂质相中的低溶解度，该化合物会残留在SFM中（Kreps et al., 2014; Weisz et al., 2009）。这种奎宁酸和咖啡酸的酯类化合物具有广泛的生物活性，包括抗氧化、抗菌、抗炎和抗糖尿病作用（Naveed et al., 2018; Weisz et al., 2009）。除了这些已知的生物活性外，越来越多的证据表明酚类化合物（包括CGA）还具有益生元作用。具体来说，酚类化合物在人体胃肠道中吸收较差，因此可以与肠道微生物群相互作用（Duda-Chodak et al., 2015; Makarewicz et al., 2021）。多项研究表明，CGA可以通过改变微生物平衡来选择性地影响肠道微生物群（Naveed et al., 2018），并提高微生物多样性，例如在老鼠肠道菌群研究中，CGA促进了Ligilactobacillus和Lachnospiraceae的相对丰度增加（Xu et al., 2024）。尽管向日葵酚类化合物的生物活性已被证实，但对从向日葵粕中提取的富含酚类化合物的化学组成、微生物相关效应、抗糖尿病活性和抗炎潜力的综合评估仍有限。因此，本研究通过体外和计算机模拟方法对其成分和生物功能潜力进行了分析。

通过结合化学表征、生物学和计算方法，本研究的主要目标是全面多学科地初步评估SFM富含酚类化合物提取物的生物功能性，为其在功能性食品应用中的可持续性和增值潜力提供科学依据，并为未来在更复杂模型和体内研究中的生物活性验证提供基础。

材料

部分去壳的SFM由塞尔维亚?id市的Victoriaoil LTD公司提供。实验所用试剂包括Coomassie brilliant blue G-250、牛血清白蛋白（BSA）、没食子酸、Folin-Ciocalteu试剂、neocuproine、6-羟基-2,5,7,8-四甲基色满-2-羧酸（Trolox）、二甲基亚砜（DMSO）、脂多糖（LPS）、3-(4,5-二甲基噻唑-2-基)-2,5-二苯四唑溴化物（MTT）、RPMI-1640培养基（Roswell Park Memorial Institute）、十二烷基硫酸钠（SDS）、亚硝酸钠和磺胺胺。

提取方法

50克SFM悬浮在70%乙醇中（体积比），混合30分钟后使用真空过滤器（Vacuum pump V-700, Buchi, Flawil, Switzerland）进行分离。此过程重复三次，然后将液体提取物合并后再进行后续处理。剩余的固体残渣依次用96%乙醇和丙酮洗涤，然后干燥以获得不溶于乙醇的残渣（AIR-SFM）。合并后的乙醇提取物在55°C下通过真空蒸发浓缩（Buchi）。

结果与讨论

本文详细分析了通过Simovi?等人提出的SFM分离方法获得的富含酚类化合物提取物的功能特性（Simovi? et al., 2024）。该提取物是通过水-乙醇（70%体积比）提取获得的，并经过优化以实现高产量的酚类化合物。

为了提高提取效率并彻底利用原料，采用了多阶段提取方法。

结论

研究表明，可以通过简单、环保且符合食品级标准的工艺从SFM中提取出具有生物活性的成分。该提取物富含酚类化合物和碳水化合物，表现出从营养和功能角度来看都重要的生物活性，包括较强的抗氧化活性以及在体外实验中调节微生物生长的能力。

作者贡献声明

拉拉·德尼奇（Lara Deni?）：撰写初稿、进行研究、整理数据。特奥多拉·扎基奇（Teodora Zaki?）：撰写初稿、进行研究、整理数据。坦雅·卢尼奇（Tanja Luni?）：撰写初稿、进行数据可视化处理、进行研究、整理数据。米利卡·韦尔科维奇（Milica Veljkovic）：确定实验方法、进行形式分析。卡塔琳娜·班亚纳茨（Katarina Banjanac）：进行数据可视化处理、整理数据。米利卡·西莫维奇（Milica Simovi?）：撰写、审稿与编辑、提供指导、构思研究方案。玛丽亚·拉基奇（Marija Raki?）：进行研究、整理数据。比利亚娜·博日奇·内德尔科维奇（Biljana Bo?i? Nedeljkovi?）：撰写、审稿与编辑。

资助

本项工作得到了塞尔维亚共和国科学、技术发展与创新部（合同编号：451–03-34/2026–03/200135, 451–03-33/2026–03/200287, 451–03-137/2025–03/200178, 451–03-136/2025–03/200178）的支持，并获得了塞尔维亚共和国科学基金IDEAS项目（项目编号7750109）的资助。研究工作在教育部对教学人员的法律和财政限制条件下进行。

未引用参考文献

Singh et al., 2021

Wang et al., 2022

Webb and Sali, 2016

利益冲突声明

作者声明没有已知的财务利益冲突或个人关系可能影响本文的研究结果。

致谢

作者感谢技术冶金学院创新中心的普雷德拉格·佩特罗维奇（Predrag Petrovi?）对提取物的冻干处理。用于图形摘要的照片由Jeremy Bishop（Unsplash）和KeHan（Bioicons）提供，采用CC0许可协议（许可链接：https://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/）。