体外消化对橄榄油多酚及抗氧化活性的影响

王新兰, 林云涛, 尚琪*, 毕阳, 魏娟

(甘肃农业大学 食品科学与工程学院,甘肃 兰州,730070)

摘 要 对4种橄榄油(阿尔波萨纳、鄂植8号、皮削利、奇迹)进行体外模拟消化,研究其多酚含量、酚单体及其生物可接受率、生物利用度与抗氧化性的动态变化。结果表明:总多酚含量为皮削利>奇迹>鄂植8号>阿尔波萨纳(P<0.05)。经体外模拟消化后,口腔、胃和小肠能显著促进多酚类物质的释放(P<0.05)。ABTS阳离子自由基清除能力、DPPH自由基清除能力和铁还原/抗氧化能力(ferric reducing antioxidant power,FRAP)表现为口腔>胃>小肠(P<0.05)。阿尔波萨纳、鄂植8号、皮削利、奇迹多酚生物可接受率指数(phenolics bioaccessibility index,PAC)分别为0.49±0.01、0.54±0.01、0.40±0.01、0.43±0.03,抗氧化性生物可接受率指数(antioxidant bioaccessibility index,BAC)分别为14.52±0.04、7.57±0.03、12.04±0.05、14.24±0.03,多酚生物利用度指数(phenolics bioavailability index,PAV)为皮削利(0.82±0.01)>奇迹>鄂植8号>阿尔波萨纳(0.65±0.02),抗氧化性生物利用度指数(antioxidant bioavailability index,BAV)为皮削利(0.98±0.01)>鄂植8号>奇迹>阿尔波萨纳(0.94±0.00)。综上,皮削利和奇迹在小肠阶段仍保持较高的游离酚和抗氧化活性,具备优异的生物利用度,为高品质油橄榄品种选育和功能性食品开发提供了实验基础。

关键词 橄榄油;体外模拟消化;多酚;抗氧化;生物利用度

油橄榄(Olea europaea L.)属木犀科木犀榄属常绿乔木,别名为木樨榄,是一种重要的木本油料植物[1]。橄榄油是一种富含脂肪酸、维生素、抗氧化酚类化合物的植物油,被誉为“飘香的软黄金”。研究表明,初榨橄榄油保留了橄榄果实中约20种多酚活性成分,其优异的保健功能主要归因于该类多酚物质[2-3]。特别是,酚醇(酪醇、羟基酪醇)、黄酮类化合物(芹菜素、木犀草素)、橄榄苦苷和橄榄黄素是橄榄油中最具特征的酚类化合物[4]。流行病学研究显示,在日常饮食中长期摄入富含橄榄多酚的食物,有助于预防疾病并提升免疫功能[5]。但是,特级初榨橄榄油中多酚含量受品种、产地、贮存时间、果实成熟度等多种因素的影响,不同样品之间波动较大[6],且目前研究多集中于不同品种橄榄油的多酚组分、含量特征及其生物活性探究[7],而对于不同品种特级初榨橄榄油体外模拟消化过程中多酚物质含量的变化研究报道较少。

因此,本试验以皮削利、奇迹、阿尔波萨纳、鄂植8号4种初榨橄榄油为研究对象,通过体外模拟不同消化阶段(口腔、胃、小肠),探究橄榄油中多酚类物质含量以及抗氧化活性的变化情况,探讨不同品种不同多酚含量初榨橄榄油经消化后的动态变化情况,为油橄榄品种的选育及品质提升提供一定参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

α-唾液淀粉酶(50 U/mg)、胰蛋白酶(2 USP)、胃蛋白酶(3 000 U/mg),美国西格玛-阿尔德里奇公司;MgCl2、CaCl2(食品级),连云港日丰钙镁有限公司;牛胆盐,上海麦克林生化科技有限公司;正己烷(分析纯)、福林酚试剂、Na2CO3、NaHCO3、(NH4)2CO3、甲醇(色谱纯)、KH2PO4,国药集团化学试剂有限公司;透析袋MD34,所拉比奥生命科学公司;羟基酪醇、橄榄苦苷、香草酸、对香豆酸、香草醛、芹菜素、阿魏酸、木犀草素、肉桂酸标准品,上海源叶生物科技有限公司。

1.2 仪器与设备

1510型酶标仪,美国赛默飞公司;TU-1810紫外可见分光光度计,北京普析通用仪器有限责任公司;恒温摇床、HPLC,美国沃特斯公司;H-1850R台式高速冷冻离心机,长沙湘仪离心机仪器有限公司。

1.3 实验方法

1.3.1 多酚的提取

参照Deiana等[8]的方法并稍作修改。在试管中放入10 mL待测样品,加入6.25 mL甲醇溶液(80%,体积分数,下同)和6.25 mL正己烷,3 000 r/min下离心10 min,取出下相并转移至25 mL容量瓶中;在上相中加入6.25 mL 80%甲醇溶液和6.25 mL正己烷,再次离心;重复上述步骤3次,合并下相,用80%甲醇溶液定容至25 mL,过0.45 μm有机膜,备用。

1.3.2 总酚含量的测定

以没食子酸为标准品,采用福林酚法[9]进行多酚含量的定量分析。具体操作如下:取1 mL多酚提取液置于10 mL试管中,依次加入0.5 mL福林酚试剂、2 mL 75 g/L Na2CO3溶液以及6.5 mL蒸馏水。振荡1 min后,置于70 ℃水浴中反应30 min,取出于750 nm处测定吸光度,空白组以蒸馏水替代,每组平行测定3次。没食子酸标准曲线方程为y=0.004 5 x-0.007 4(R2=0.998 4),利用标准曲线换算得出样品中的总酚含量,结果以每千克橄榄油中毫克没食子酸当量计(mg GAE/kg)。

1.3.3 橄榄油中多酚类化合物组成的测定

采用C18色谱柱(4.6 mm×250 mm,5 μm),在35 ℃柱温下进行分析。检测条件设定为280 nm波长与10 μL进样量。流动相包括0.1%(体积分数)甲酸溶液(A相)和甲醇(B相),流速为0.8 mL/min,梯度洗脱程序设定如下:0~5 min,5% B(体积分数,下同);5~60 min,5%~60% B;60~65 min 60% B;65~70 min,60%~5% B。

标准溶液的制备:称取羟基酪醇、橄榄苦苷、香草酸、对香豆酸、香草醛、芹菜素、阿魏酸、木犀草素、肉桂酸标准品各5 mg,分别以甲醇溶解并定容至5 mL作为储备液。采用梯度稀释法,将储备液配制成一系列质量浓度梯度的混合标准品溶液,备用。

1.3.4 体外模拟消化试验

采用INFOGEST 2.0的方法[10-12],并稍作修改。模拟唾液、模拟胃液、模拟肠液的组成见表1。

表1 模拟消化液(唾液、胃液、肠液)成分

Table 1 Components of simulated digestive fluids (saliva, gastric juice, intestinal juice)

指标浓度模拟口腔消化储备液/mL模拟胃消化储备液/mL模拟肠消化储备液/mLKCl37.3 g/L15.16.96.8KH2PO468 g/L3.70.90.8NaHCO384 g/L6.812.542.5NaCl117 g/L—11.89.6MgCl2(H2O)630.5 g/L0.50.41.1(NH4)2CO348 g/L0.060.50—HCl6 mol/L0.091.30.7CaCl244.1 g/L0.0250.0550.04pH7.03.07.0

注:CaCl2在体外模拟消化时须单独加入食物和模拟消化液的混合物中,避免发生聚沉。“—”表示无。

模拟口腔消化阶段:取5 g橄榄油样品与5 mL模拟唾液(含75 U/mL唾液淀粉酶)混合,于37 ℃下持续振摇以模拟口腔环境。消化反应持续2 min,反应终止后,立即收集样品以备后续分析。

模拟胃消化阶段:加入16 mL胃消化储备液、0.84 mL胃蛋白酶(2 000 U/mL)和55 μL CaCl2溶液(44.1 g/L),将pH值调节至3.00,再用蒸馏水定容至20 mL。充分混匀后,置于37 ℃恒温摇床在黑暗环境中振荡反应2 h,结束后取出样品,待测。

模拟小肠消化阶段:继续加入8 mL小肠消化储备液、3 mL胆盐(200 mg/mL)、5 mL胰酶(100 U/mL)、40 μL CaCl2溶液,用1 mol/L NaOH溶液调节pH值至7.00,并用蒸馏水定容至20 mL,充分混匀后,置于37 ℃恒温摇床中在黑暗环境中振荡反应2 h,结束后取出样品。

所有体外消化步骤均在黑暗的棕色瓶中进行。以等质量去离子水代替食物作为胃、肠空白组。

人工肠液透析:取20 mL模拟肠消化样品置于烧杯中,并将装有10 mL 0.05 mol/L KH2PO4缓冲液(pH 7.0)的透析袋浸入其中,在37 ℃、100 r/min的条件中振荡4 h。透析结束后分别收集透析袋内外的样品,将透析袋内、外的液体分别界定为可吸收(in)与不可吸收(out)样品,随即在4 ℃、10 000 r/min条件下离心10 min。离心后,自in组分取10 mL上清液,自out组分取7 mL上清液,一并移入-20 ℃环境冷冻保存备用。

1.3.5 消化后总多酚含量的测定

将体外模拟消化阶段后各消化液中的多酚含量按照1.3.2节的方法进行测定。

1.3.6 消化后多酚组分的测定

将体外模拟消化阶段后各消化液中的多酚组分按照1.3.3节的方法进行测定。

1.3.7 抗氧化能力的测定

1.3.7.1 ABTS阳离子自由基清除能力

取20 μL消化液,经蒸馏水1倍稀释后,加入160 μL ABTS溶液,混匀并进行6 min的遮光反应,随后在734 nm波长下检测吸光值。据此绘制标准曲线:以水溶性维生素E质量浓度(μg/mL)为横坐标(x),吸光值为纵坐标(y),得到回归方程:y=12.895x+0.036 3,R2=0.998,线性范围为0.0~19.5 μg/mL,测定结果以μg/mL表示[13]。

1.3.7.2 DPPH自由基抗氧化能力

取50 μL消化液,加入DPPH试剂并充分混匀,避光反应20 min,于波长515 nm处测定吸光值。把Trolox浓度(μmol/mL)作为横坐标(x),吸光值作为纵坐标(y),并制作标准曲线,得到回归方程:y=1.414 4x-0.008 1,R2=0.998,测定结果以μg/mL表示[14]。

1.3.7.3 铁还原/抗氧化能力(ferric reducing antioxidant power,FRAP)

取30 μL消化液,加入20 μL 2.167 5 mmol/L FeCl2、140 μL蒸馏水、40 μL 5 mmol/L菲洛嗪水溶液,混合后遮光反应20 min,于波长562 nm处测定吸光值。把水溶性维生素E质量浓度作为横坐标(x),吸光值作为纵坐标(y),并制作标准曲线,得到回归方程:y=0.008 2x-0.040 6,R2=0.999,线性范围为14.15~107.46 μg/mL,测定结果以μg/mL表示。

1.3.8 生物可接受率和生物利用度计算

根据文献[15]中的方法,多酚生物可接受率指数(phenolics bioaccessibility index,PAC)、多酚生物利用度指数(phenolics bioavailability index,PAV)、抗氧化性生物可接受率指数(antioxidant bioaccessibility index,BAC)、抗氧化性生物利用度指数(antioxidant bioavailability index,BAV)计算如公式(1)~公式(4)所示:

PAC=ρ肠/ρ未消化

(1)

PAV=ρIN/ρ肠

(2)

BAC=A肠/A未消化

(3)

BAV=AIN/A肠

(4)

式中:ρ肠与ρ未消化分别表示多酚经小肠消化后的保留含量(mg/mL)及其初始质量浓度(mg/mL);ρIN,透析袋中总多酚的量,mg/mL;A肠、A未消化和AIN分别对应多酚经过小肠消化后保留的抗氧化活性、多酚的初始抗氧化活性以及透析袋内多酚的抗氧化活性。

1.4 数据分析

所有试验均设3次平行重复,结果以“平均值±标准差”表示。采用SPSS Statistics 22软件处理数据,进行显著性分析,P<0.05表示差异显著。

2 结果与分析

2.1 不同消化阶段酚类含量变化

如图1所示,4种橄榄油不同消化阶段总酚含量差异明显。消化前总酚含量范围为(13.20±0.68)~(16.23±0.09) mg GAE/kg,其中皮削利的总酚含量最高,其次为奇迹,阿尔波萨纳的总酚含量最低。经体外模拟消化,口腔模拟消化阶段后4种橄榄油中的总多酚含量均有所下降,胃模拟消化阶段后亦是如此,但在小肠模拟消化后的总多酚含量反而有所提升。口腔模拟消化时间较短,但此阶段总多酚的释放量较大,这与部分研究发现只有小部分多酚类物质经口腔消化后被释放的结论大相径庭[16-17]。小肠模拟消化后总多酚释放量均显著高于胃模拟阶段的释放量。这与前人[13,18]的研究相似,某些酚类物质可能会在胃消化液中损失,以致许多结合态酚类化合物被分解为游离态并在小肠消化过程中释放[19-21],小肠模拟阶段的酚类释放量比胃阶段高或许也与此有关。

图1 四种特级初榨橄榄油不同消化阶段总多酚含量的变化

Fig.1 Changes in total polyphenol content at different digestion stages of four extra virgin olive oils

注:图中的A~D表示不同橄榄油在同一消化阶段显著差异(P<0.05);a~d表示同一种橄榄油在不同消化阶段显著差异(P<0.05)。

2.2 不同初榨橄榄油不同消化阶段多酚单体变化的主成分分析(principal component analysis,PCA)

采用PCA法对4种特级初榨橄榄油的酚单体进行数据分析。图2-a显示了不同品种橄榄油不同模拟消化阶段的主成分贡献率,PC1和PC2解释了总方差的66.1%和12.7%。未消化阶段(CK)样本点与其余3个模拟消化阶段的置信椭圆完全分离且空间距离显著,说明未消化的多酚单体与各模拟消化阶段的多酚单体含量存在明显差异,同时4种特级初榨橄榄油未消化时多酚含量相似性较低;口腔模拟消化阶段(K)与胃模拟消化阶段(W)的样本点虽位置相近但未重叠,说明唾液酶与胃液环境虽均未引起剧烈的化学结构破坏,但微环境的pH值和离子强度差异可能诱导了特定酚类物质的初步解离或溶解度变化。相比之下,小肠模拟消化阶段(XC)样本点与前2个阶段存在显著的空间隔离,证实了肠道环境是导致多酚单体含量及组成发生剧烈重构的关键场所。这与2.1节中的研究结果一致,表明消化道内的生物化学反应主要集中在小肠阶段。图2-b~图2-e对4种橄榄油酚单体不同模拟消化阶段进行PCA聚类发现,无论处于哪个消化阶段,9种酚单体含量都存在一定的差异性。

a-在体外模拟消化过程中4种不同橄榄油酚单体含量;b-阿尔波萨纳的体外模拟消化过程中酚单体含量;c-鄂植8号的体外模拟消化过程中酚单体含量;d-皮削利的体外模拟消化过程中酚单体含量;e-奇迹的体外模拟消化过程中酚单体含量

图2 四种橄榄油酚单体不同消化阶段主成分分析图

Fig.2 PCA of four olive oil phenolic compounds at different digestion stages

注:A、E、P、Q分别表示阿尔波萨纳、鄂植8号、皮削利、奇迹,CK、K、W、X分别表示未消化、口腔、胃、小肠4个模拟消化阶段。

阿尔波萨纳各模拟消化阶段的PCA聚类结果表明(图2-b),PC1和PC2 累计贡献率达66.2%。口腔与小肠阶段样本点置信椭圆虽接近但不重叠,且内部呈现离散分布,表明该品种在口腔和小肠阶段经历了截然不同的转化路径;而口腔与胃阶段的部分重叠则表明了胃部环境对该品种多酚稳定性的保护作用;鄂植8号各模拟消化阶段的PCA结果表明(图2-c),累计贡献率高达86.0%,各阶段样本点离散性较高但置信椭圆存在部分重叠。这表明鄂植8号在不同消化阶段的多酚转化较为剧烈,但不同批次或个体间的变异系数较大,或者其多酚成分在多种消化条件下表现出相对一致的降解模式;皮削利各模拟消化阶段的PCA结果表明(图2-d),累计贡献率为73.9%,口腔与小肠阶段的置信椭圆位置接近但不重叠。这一现象说明了皮削利品种在经口腔和小肠消化后,多酚类物质经历了显著的形态转化(可能存在如酯键水解、糖苷配基的去糖基化);奇迹各模拟消化阶段的PCA结果发现表明(图2-e),累计贡献率为74.6%,口腔、胃、小肠3个模拟消化阶段的样本点置信椭圆相互存在小部分区域的重叠。这说明奇迹品种的多酚在不同消化阶段之间存在一定的连续性,可能更倾向于在消化道内保持相对稳定的释放或转化速率。

羟基酪醇等9个酚类单体指标的归一化处理,旨在综合评价其在体外模拟消化过程中的整体变化规律。归一化按下述公式进行:X=(原始值-平均值)/标准偏差,所得结果如表2所示:

表2 各指标归一化值

Table 2 Normalized values of each indicator

样品名称X1羟基酪醇X2香草酸X3香草醛X4对香豆酸X5阿魏酸X6橄榄苦苷X7木犀草素X8芹菜素X9肉桂酸CK-A-0.471 0 0.598 3 1.125 0 1.212 6 0.407 5 1.557 7-0.370 2 1.567 6 1.090 3CK-E-0.292 41.647 70.000 01.641 10.000 01.638 41.482 61.545 91.452 7CK-P0.518 10.582 10.508 01.633 70.390 21.616 81.415 81.487 21.293 5CK-Q-0.190 00.887 50.220 11.580 80.394 31.435 50.459 41.418 91.206 5K-A0.045 30.078 8-0.375 0-0.166 60.559 5-0.468 90.638 1-0.490 1-0.295 1K-E-0.610 9-0.549 20.000 0-0.339 60.000 0-0.408 7-0.717 4-0.172 5-0.260 5K-P-0.743 60.684 5-0.169 3-0.426 50.582 3-0.481 5-0.589 5-0.042 5-0.030 3K-Q-0.498 00.492 2-0.073 4-0.526 90.510 0-0.488 9-0.053 1-0.228 9-0.166 8W-A-0.614 3-0.750 3-0.375 0-0.523 0-0.483 5-0.456 8-0.155 0-0.548 3-0.520 4W-E-0.610 9-0.549 20.000 0-0.650 80.000 0-0.554 0-0.367 9-0.565 6-0.596 1W-P-0.743 6-0.298 4-0.169 3-0.603 6-0.486 2-0.593 10.064 3-0.536 4-0.538 5W-Q-0.408 4-0.689 9-0.073 4-0.526 9-0.452 1-0.472 1-0.303 7-0.291 1-0.688 4XC-A1.040 00.073 2-0.375 0-0.523 0-0.483 5-0.632 1-0.112 9-0.529 2-0.274 9XC-E1.514 1-0.549 20.000 0-0.650 80.000 0-0.675 8-0.397 4-0.807 9-0.596 1XC-P0.969 0-0.968 2-0.169 3-0.603 6-0.486 2-0.542 2-0.890 6-0.908 2-0.724 7XC-Q1.096 4-0.689 9-0.073 4-0.526 9-0.452 1-0.474 4-0.102 6-0.899 0-0.351 4

简化原始指标体系并对酚单体在体外模拟消化中的含量变化进行综合评估,本研究采用了PCA进行降维。依据特征值>1的原则,提取了2个主要成分,如表3所示:主成分1(PC1)的特征值为5.946,方差贡献率为66.067%;主成分2(PC2)的特征值为1.145,方差贡献率为12.722%。以上2个主成分能代表9个酚单体77.89%的信息,可以建立综合评价模型。

表3 入选的2个主成分特征值和累积方差贡献率

Table 3 Eigenvalues and cumulative variance contribution of two selected principal components

主成分特征值方差贡献率/%累计方差贡献率/%15.94666.06766.06721.14512.72278.78930.93310.36989.15840.6487.20596.36350.2172.40898.77160.0900.99999.77070.0110.12599.89480.0080.08599.97990.0020.021100.000

本研究以9项指标的特征向量为权重,计算得到2个主成分的线性表达式,以便更直观地呈现各模拟消化阶段中9种酚单体的含量动态,如公式(5)、公式(6)所示。

Y1=0.404 4 X1+0.402 7 X2+0.398 2 X3+0.395 7 X4+0.356 0 X5+0.289 1 X6+0.281 7 X7+0.248 9X8+0.000 0 X9

(5)

Y2=0.000 0 X1+0.000 0 X2+0.000 0 X3+0.000 0 X4+0.000 0 X5+0.000 0 X6+0.000 0 X7+0.000 0X8+0.806 5 X9

(6)

基于2个主成分的方差贡献率构建的综合评价总方程,其得分涵盖了9种酚单体78.789%的信息量,能较全面展现酚单体在体外模拟消化过程中整体的变化情况。总方程计算如公式(7)所示。

Y=0.660 67Y1+0.127 22Y2

(7)

将表2的归一化数据经公式计算后,所得各样本的综合得分见图3。未消化阶段酚单体的综合得分在(-0.044 0~1.016 8) μg/g,肉桂酸、对香豆酸、橄榄苦苷、芹菜素、香草酸的综合得分位列前5,而羟基酪醇的综合得分最低,说明消化前9种酚单体中羟基酪醇含量最低;肉桂酸在口腔模拟阶段出现显著下降,其得分从未消化阶段的峰值跌至口腔阶段的第2低谷,并在胃、小肠阶段保持最低值。这一趋势说明肉桂酸在口腔阶段的唾液淀粉酶的轻度乳化作用下,易被快速释放并进入水相,随后在酸性胃液中进一步被降解或与胃蛋白形成复合物,导致其在后续阶段的检测值持续低下;经过口腔模拟消化后羟基酪醇的含量仍处于最低值,经过胃模拟消化后略微提升,但经小肠模拟消化后羟基酪醇的含量成为该阶段的峰值(0.467 0),这可能是因为在小肠模拟消化体系中加入了胆盐,胆盐在该环境下自组装形成的胶束显著提升了羟基酪醇的溶解度和生物可利用性,使其得分升至本阶段最高,说明小肠是羟基酪醇释放的关键环节;而橄榄苦苷的含量随着口腔、胃、小肠模拟消化后含量逐渐递减,表明该物质可能在胃酸和肠道酶的共同作用下逐步水解为游离酚和糖基,糖基部分随胆盐被排除,导致检测到的橄榄苦苷残留量持续降低;小肠模拟消化阶段综合得分位列前五的酚单体分别为羟基酪醇、香草醛、木犀草素、阿魏酸、橄榄苦苷,与消化前的各酚单体含量有明显的差异性。

图3 各酚单体各阶段综合得分

Fig.3 Comprehensive scores of each phenolic monomer at each stage

注:图中不同字母表示不同组间差异显著(P<0.05)。

2.3 抗氧化性测定

如图4所示,经3个模拟消化阶段后,除阿尔波萨纳外的3种橄榄油的ABTS阳离子自由基清除能力随着口腔、胃模拟阶段而出现显著降低,但在小肠模拟阶段中出现上升趋势,不同品种橄榄油的FRAP和DPPH自由基清除能力经口腔、胃模拟阶段后出现降低,但在小肠模拟阶段中出现上升趋势,与多酚含量、酚单体含量变化一致,其中小肠模拟消化阶段的FRAP显著高于口腔、胃2个模拟消化阶段的FRAP。

a-ABTS阳离子自由基抗氧化能力;b-DPPH总抗氧化能力;c-FRAP

图4 橄榄油体外模拟消化中抗氧化能力的变化

Fig.4 Changes in antioxidant capacity of olive oil during in vitro simulated digestion

注:图中的A~C 表示同一种橄榄油在不同消化阶段显著差异(P<0.05);a~b 表示不同橄榄油在同一消化阶段显著差异(P<0.05)。

从图4可以看出,在各消化阶段均表现出较高的ABTS阳离子自由基清除能力的品种是阿尔波萨纳,其次为皮削利;在各消化阶段均表现出较高的DPPH自由基清除能力的品种是奇迹,其次为皮削利。不同品种橄榄油间的抗氧化能力并不相同,这可能是由于不同品种油橄榄果其多酚类物质组分含量不同。橄榄油抗氧化能力在口腔模拟阶段和胃模拟阶段表现出减弱的趋势,在小肠模拟阶段略有提升。ABTS阳离子自由基清除能力、DPPH自由基清除能力表现为口腔>胃>小肠,小肠模拟阶段的FRAP显著高于口腔模拟消化阶段和胃模拟消化阶段。这可能是在口腔、胃、肠道中,胃液消化环境对橄榄油多酚提取物抗氧化成分与抗氧化活性有一定降解作用,而胰酶和胆汁能提高提取物抗氧化能力。

2.4 生物可接受率和生物利用度计算

如图5-a所示,阿尔波萨纳、鄂植8号、皮削利、奇迹4种橄榄油的PAC分别为0.49±0.01、0.54±0.01、0.40±0.01、0.43±0.03,具有显著性差异(P<0.05);PAV分别为0.65±0.02、0.66±0.02、0.82±0.01、0.78±0.02,4种橄榄油的PAV的大小顺序为皮削利>奇迹>鄂植8号>阿尔波萨纳,差异显著(P<0.05)。

a-PAC和PAV;b-BAC和BAV

图5 体外模拟消化不同橄榄油的多酚生物可接受率和生物利用度及抗氧化性生物可接受率和生物利用度

Fig.5 In vitro simulation of digestion:bioaccessibility and bioavailability of polyphenols from different olive oils, and bioaccessibility and bioavailability of antioxidant activity

注:图中A~C指不同橄榄油生物可接受率指数显著差异(P<0.05);a~b 表示不同橄榄油生物利用度指数显著差异(P<0.05)。

如图5-b所示,阿尔波萨纳、鄂植8号、皮削利、奇迹4种橄榄油的BAC分别为14.52±0.04、7.57±0.03、12.04±0.05、14.24±0.03,其差异显著(P<0.05);BAV分别为0.94±0.00、0.96±0.01、0.98±0.01、0.95±0.00,4种橄榄油的BAV的大小顺序为皮削利>鄂植8号>奇迹>阿尔波萨纳,差异性显著(P<0.05)。

3 讨论

4种特级初榨橄榄油多酚含量经口腔模拟消化后,总多酚的释放量均较大,这与马艺超[16]、Mosele等[17]研究发现只有小部分多酚类物质经口腔消化后被释放的结论大相径庭。而小肠模拟消化阶段的总多酚释放量显著高于胃模拟消化阶段的释放量,这个结果与向卓亚等[13]、Bohn等[18]的研究相似,这是因为在胃模拟消化液中存在某些酚类物质会损失的情况[19-21],以致许多酚类的结合态化合物被分解为游离态,并在小肠模拟消化过程中释放[13,22]。

4种橄榄油在不同模拟消化阶段中酚单体含量的PCA结果显示,4种特级初榨橄榄油酚单体组成没有明显的差异性,但模拟消化阶段之间的各酚单体含量有较显著的差异;肉桂酸经口腔模拟消化阶段后由消化前的综合得分峰值降为得分低值,经口腔、胃、小肠3个模拟消化阶段后,羟基酪醇的综合得分由消化前的最低值上升至小肠模拟消化阶段后的峰值,橄榄苦苷则由消化前的高得分变为小肠模拟消化阶段后的低得分,研究表明,橄榄苦苷经分解后可形成羟基酪醇,从而被更好地消化吸收[23-24],这与本研究的结果一致。

不同品种橄榄油间的抗氧化能力并不相同,但抗氧化能力的变化趋势与多酚含量的变化趋势基本一致。橄榄油的ABTS自由基清除能力、DPPH自由基清除、FRAP在口腔模拟阶段和胃模拟阶段表现出减弱的趋势,在小肠模拟阶段略有提升;ABTS阳离子自由基清除能力、DPPH自由基清除能力表现为口腔>胃>小肠,这与向卓亚等[13]的研究结果一致;FRAP的峰值则在小肠模拟阶段。

4种橄榄油的多酚生物利用度指数的大小顺序为皮削利>奇迹>鄂植8号>阿尔波萨纳,差异性显著(P<0.05),抗氧化性生物利用度指数的大小顺序为皮削利>鄂植8号>奇迹>阿尔波萨纳,差异性显著(P<0.05)。这一结果可能是高含量的游离酚或特定糖苷配基在胃肠道环境下的稳定性不同,导致了有效进入小肠的底物量存在差异;在人工肠液透析阶段,多酚的跨膜转运效率受到分子质量大小、脂溶性以及人工肠液中胆盐浓度的影响;在透析过程中,部分多酚可能因结合胆盐或发生氧化而滞留在肠液侧,未能进入模拟环境,这进一步放大了品种间的生物利用度差距。因此,上述结果是原料组成与体外模拟生理环境相互作用的综合体现。

4 结论

本文研究了阿尔波萨纳和鄂植8号、皮削利、奇迹4种特级初榨橄榄油多酚类化合物含量和组成。消化前4种橄榄油多酚含量最高的是皮削利,其次为奇迹,多酚含量最低的是阿尔波萨纳。经口腔、胃、小肠3个模拟消化阶段后,多酚含量明显下降。对其不同消化模拟阶段的酚单体进行PCA及综合得分计算,表明各酚单体经体外模拟消化后,除羟基酪醇外的8种酚单体综合得分均下降。橄榄油总酚提取物的抗氧化能力,经口腔、胃模拟消化后降低;经小肠模拟消化后抗氧化能力提升。

4种橄榄油PAC最高的品种为鄂植8号,BAC最好的品种为阿尔波萨纳,PAV的范围为[(0.65±0.02),阿尔波萨纳]~[(0.82±0.01),皮削利],BAV的范围为[(0.94±0.00),阿尔波萨纳]~[(0.98±0.01),皮削利]。在小肠模拟消化阶段,皮削利和奇迹的多酚生物利用度及抗氧化活性仍保持在较高水平,说明这2种单一品种橄榄油的多酚提取物具有良好的生物利用度。高多酚含量且具备高生物利用度的油橄榄品种,是生产高品质橄榄油的核心竞争力所在。不仅有助于提升产品的营养价值与氧化稳定性,更为油橄榄品种的选育和推动产业高质量发展提供了理论数据与参考。

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Effects of in vitro digestion on the polyphenols and antioxidant activity of olive oil

WANG Xinlan, LIN Yuntao, SHANG Qi*, BI Yang, WEI Juan

(College of Food Science and Engineering, Gansu Agricultural University, Lanzhou 730070, China)

ABSTRACT An in vitro simulated digestion was carried out on four types of olive oils (Arbequina, Ezhi 8, Picual, and Miracle) to study the dynamic changes in their polyphenol content, phenolic monomers, their bioaccessibility rates, bioavailability, and antioxidant properties.The results showed that the total polyphenol content followed the order:Picual >Miracle >Ezhi 8 >Arbequina (P<0.05).After in vitro simulated digestion, the oral cavity, stomach, and small intestine significantly promoted the release of polyphenolic substances (P<0.05).The ABTS cationic radical scavenging ability, DPPH radical scavenging capacity, and FRAP (ferric reducing ability power) anti-oxidant capacity were in the order of oral cavity >stomach >small intestine (P<0.05).The polyphenol bioaccessibility index (PAC) values of Arbequina, Ezhi 8, Picual, and Miracle were 0.49±0.01, 0.54±0.01, 0.40±0.01, and 0.43±0.03, respectively, while the antioxidant bioaccessibility index (BAC) was 14.52±0.04, 7.57±0.03, 12.04±0.05, and 14.24±0.03, respectively.The polyphenol bioavailability index (PAV) was Picual (0.82±0.01) >Miracle >Ezhi 8 >Arbequina (0.65±0.02), and the antioxidant bioavailability index (BAV) was Picual (0.98±0.01) >Ezhi 8 >Miracle >Arbequina (0.94±0.00).In conclusion, Picual and Miracle still maintained high free phenol and antioxidant activities in the small intestine stage, and had excellent bioavailability, which provided an experimental basis for the breeding of high-quality olive varieties and the development of functional foods.

Key words olive oil;simulated digestion in vitro;polyphenols;antioxidant;bioavailability

DOI:10.13995/j.cnki.11-1802/ts.045256

引用格式:王新兰, 林云涛, 尚琪,等.体外消化对橄榄油多酚及抗氧化活性的影响[J].食品与发酵工业,2026,52(19):208-216.WANG Xinlan, LIN Yuntao, SHANG Qi, et al.Effects of in vitro digestion on the polyphenols and antioxidant activity of olive oil[J].Food and Fermentation Industries,2026,52(19):208-216.

第一作者:硕士研究生(尚琪讲师为通信作者,E-mail:491818537@qq.com)

基金项目:甘肃省科技重大专项(21ZD4NK045);藜麦提质增效配套技术集成与示范项目(KJZC-2023-14)

收稿日期:2025-12-19,改回日期:2026-02-03