不同干燥方法对枸杞质量的影响:关注类胡萝卜素和多糖

Effects of different drying methods on the quality of Lycium barbarum: Focus on the carotenoids and polysaccharides.

作者信息Yinglin Jian, Ningli Wang, Zhiming Han, Yunchun Li, Ting Huo, Yuan Gong, Duolong Di, Ling Ma, Dong Pei, Jianfei Liu
PMID41017923
发布时间2025-09-11
DOI10.1016/j.fochx.2025.103021

实验完整度

包含外观分析、类胡萝卜素定量、多糖结构表征及体外细胞功能验证等多个独立实验层级,且进行统计学分析。

主要模型

人正常肝细胞L-O2 乙醇诱导的L-O2肝损伤模型 APAP诱导的L-O2肝损伤模型

重点核对

四种干燥方法:ND、HAD、FD、VMD,处理20 kg新鲜枸杞,重复三次 乙醇诱导浓度:6% (v/v),APAP诱导浓度:40 mmol/L,处理4小时 LBPs处理浓度:50、100、200、400 μg/mL,处理24小时 阳性对照:50 μg/mL水飞蓟素(乙醇模型)、200 μg/mL N-乙酰半胱氨酸(APAP模型) 检测指标:细胞活力、ALT、AST、MDA、NO、GSH、ROS

摘要

干燥在决定枸杞的质量和生物活性方面起着重要作用。本研究比较了四种干燥方法——自然干燥(ND)、热风干燥(HAD)、真空冷冻干燥(FD)和真空微波联合真空脉动干燥(VMD)——重点关注它们对枸杞外观和生物活性成分含量的影响,特别是类胡萝卜素和多糖。使用FD和VMD干燥的枸杞看起来更饱满、更光滑、颜色更鲜艳。值得注意的是,VMD处理的样品(LB-V)保留了最高的总类胡萝卜素含量(6.42 mg/g),包括玉米黄质(3.41 μg/g)、β-胡萝卜素(52.05 μg/g)和玉米黄质二棕榈酸酯(139.72 μg/g)。从LB-V中提取的多糖(LBPs-V)显示出较低的分子量(3.51 × 10^4 Da)、较高的阿拉伯糖含量(51.66%)和减少的聚集。此外,LBPs-V显著降低了ALT和AST水平(最多降低67.53%和60.84%),通过降低ROS、MDA和NO水平(最多降低84.28%)减轻氧化损伤,并增加GSH(最多增加77.51%),从而对乙醇和APAP诱导的肝损伤提供保护作用。这些发现强调了干燥技术在保持枸杞生物活性方面的重要作用,并为优化其在功能性食品应用中的加工提供了有价值的见解。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
不同干燥方法如何影响枸杞的外观、类胡萝卜素和多糖的组成及生物活性?
核心机制
VMD和FD通过低温和低氧环境减少类胡萝卜素降解;LBPs-V因较低分子量和较高阿拉伯糖含量而增强保肝和抗氧化活性。
主要证据
通过颜色参数、3D结构、HPLC定量类胡萝卜素,HPSEC-MALLS-RI分析多糖分子量,以及体外L-O2细胞模型验证LBPs对乙醇和APAP诱导肝损伤的保护作用。
研究意义
为优化枸杞加工提供科学依据,VMD和FD在保持生物活性成分方面具有优势,有助于生产高品质枸杞产品。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

枸杞干燥处理

比较四种干燥方法对枸杞外观和活性成分的影响

新鲜枸杞分别采用自然干燥(ND)、热风干燥(HAD)、真空冷冻干燥(FD)、真空微波联合真空脉动干燥(VMD)处理,每种方法处理20 kg,重复三次,干燥后取样分析。

2

外观和质量分析

评估干燥方法对枸杞外观质量如颜色和内部结构的影响

使用X射线显微镜进行3D重建,观察内部结构;使用色差仪测量颜色参数(L*, a*, b*, C),并测定水分含量和总糖含量。

3

类胡萝卜素提取与分析

定量不同干燥样品中的总类胡萝卜素及主要单体含量

使用疏水性深共熔溶剂(H-DES)提取类胡萝卜素,通过紫外分光光度法测定总类胡萝卜素含量,使用HPLC定量玉米黄质、β-胡萝卜素和玉米黄质二棕榈酸酯。

4

多糖提取与结构表征

提取并表征不同干燥样品多糖的理化性质

使用温度可切换深共熔溶剂(TS-DES)提取多糖,通过FT-IR、HPSEC-MALLS-RI、单糖组成分析、SEM、AFM和TG/DTG表征结构。

5

体外肝损伤保护实验

评估不同多糖对乙醇和APAP诱导的L-O2细胞损伤的保护作用

使用CCK-8测定细胞活力,检测ALT、AST、MDA、NO、GSH水平,通过流式细胞术检测ROS水平。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
人正常肝细胞系L-O2Wuhan PunoSai Life Science and Technology Co., Ltd.--
对乙酰氨基酚Shanghai Aladdin Biochemical Technology Co., Ltd.--
水飞蓟素Macklin Biochemical Technology Co., Ltd.--
N-乙酰半胱氨酸Macklin Biochemical Technology Co., Ltd.--
ALT检测试剂盒Boster Biological Technology Co., Ltd.--
AST检测试剂盒Boster Biological Technology Co., Ltd.--
NO检测试剂盒Nanjing Jiancheng Biological Engineering Research Institute--
ROS检测试剂盒Nanjing Jiancheng Biological Engineering Research Institute--
MDA检测试剂盒Nanjing Jiancheng Biological Engineering Research Institute--
GSH检测试剂盒Nanjing Jiancheng Biological Engineering Research Institute--
BCA蛋白浓度测定试剂盒Beijing Lanbolide Trading Co., Ltd.--
L-薄荷醇Sigma-Aldrich--
辛醇----
玉米黄质Shanghai YuanYe Biotechnology Co., Ltd.--
β-胡萝卜素Shanghai YuanYe Biotechnology Co., Ltd.--
玉米黄质二棕榈酸酯prepared by Dr. Yuan Gong--
Sevag试剂----
X射线显微镜(Xradia 515 Versa)Zeiss--
色差仪(Model 10QC)3nh Inc.--
高速分散乳化器(T 25 digital)IKA--
高效液相色谱系统(Agilent 1260 Infinity II)Agilent Technologies--
YMC C30色谱柱YMC--
高效液相色谱系统(Agilent 1290)Agilent Technologies--
DAWN HELEOS II多角度激光光散射检测器Wyatt Technology--
示差折光检测器(RID-G7162A)Agilent Technologies--
Shodex Ohpak 806HQ色谱柱Shodex--
Shodex Ohpak 804HQ色谱柱Shodex--
SinoChrom ODS-BP色谱柱----
场发射扫描电子显微镜(JSM-6701F)JEOL--
原子力显微镜(Multimode 8)Bruker--
同步热分析仪(STA449F3)NETZSCH--
FT-IR光谱仪(V70 Advance)Bruker--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
干燥方法
干燥方法的具体参数:温度、时间、真空度、微波功率等
阅读提示:查看Materials and Methods 2.1.1 Drying methods
类胡萝卜素提取
提取溶剂比例、提取时间、离心条件、标准曲线
阅读提示:查看Materials and Methods 2.3 Carotenoid analysis
多糖提取
TS-DES组成、提取温度、时间、离心、透析条件
阅读提示:查看Materials and Methods 2.4.1 Preparation of LBPs
细胞损伤模型
L-O2细胞培养条件、乙醇/APAP处理浓度和时间、LBPs处理浓度和时间
阅读提示:查看Materials and Methods 2.4.8.1
生化指标检测
ALT、AST、MDA、NO、GSH检测试剂盒操作步骤
阅读提示:查看Materials and Methods 2.4.8.2
ROS检测
DCFH-DA浓度和孵育时间、流式细胞仪设置
阅读提示:查看Materials and Methods 2.4.8.3