【摘 要】
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红甜菜（Beta vulgaris）营养价值丰富,包含酚酸、黄酮、甜菜色素、维生素、氨基酸及无机盐等物质。随着近代药理研究的不断深入,红甜菜在抗氧化、抗肿瘤、抗炎、降血压、降血脂等方面的功效逐渐被人们发现。本文在研究红甜菜的过程中,发现其有效活性成分主要是杂环酪氨酸衍生色素——甜菜红素。但因化学结构不稳定、生物利用度低等问题,甜菜红素在食品工业中的应用受到了极大的限制。因此,研究甜菜红素的稳态化技
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红甜菜（Beta vulgaris）营养价值丰富,包含酚酸、黄酮、甜菜色素、维生素、氨基酸及无机盐等物质。随着近代药理研究的不断深入,红甜菜在抗氧化、抗肿瘤、抗炎、降血压、降血脂等方面的功效逐渐被人们发现。本文在研究红甜菜的过程中,发现其有效活性成分主要是杂环酪氨酸衍生色素——甜菜红素。但因化学结构不稳定、生物利用度低等问题,甜菜红素在食品工业中的应用受到了极大的限制。因此,研究甜菜红素的稳态化技术对于拓展甜菜红素的应用范围具有重要的意义。本文围绕甜菜红素的生物活性应用、结构修饰、包埋与递送技术等展开研究,旨在探索甜菜红素在纳米颗粒、微米乳液等不同微纳米食品体系中的应用前景,并为提高甜菜红素的应用价值和拓宽其应用范围提供技术支持。本文的主要研究工作如下:（1）利用乙醇水溶液超声波强化提取法,减压浓缩得到红甜菜粗提物。通过不同极性溶剂的分级萃取,得到氯仿相组分、乙酸乙酯相组分、正丁醇相组分以及水相组分。通过比较不同组分对DPPH自由基清除能力、ABTS自由基清除能力、氧自由基吸收能力等抗氧化活性以及体外抗肿瘤活性,结果表明水相组分的生物活性显著高于其他组分,证实了红甜菜中水溶性组分具有较高的生物活性和应用价值。随后,对甜菜红素水溶性组分进一步纯化,并利用高效液相色谱质谱联用技术,对纯化后成分进行分离鉴定,鉴别出6种甜菜红素,分别为:17-decarboxy-betanin、betanin、17-decarboxy-isobetanin、Isobetanin、2-decarboxy-betanin和2-decarboxy-isobetanin。（2）在甜菜红素具有的多种生物活性中,其抗肿瘤活性并不显著。为了强化甜菜红素的抗肿瘤活性,本文利用人体必需的微量元素硒对甜菜红素进行硒化修饰,并通过Se–O键构建了甜菜红素-硒纳米复合颗粒（Bc@Se NPs）。结果表明,甜菜红素与硒的纳米复合颗粒尺寸约为130 nm,利用FT-IR、XPS、EDX等技术证明了硒成功与甜菜红素结合。硒化修饰后的甜菜红素对自由基的清除能力、细胞抗氧化活性以及抗肿瘤活性均得到了大幅度的提高。通过流式细胞技术和蛋白印迹分析得知,Bc@Se NPs通过诱导细胞凋亡从而抑制细胞增殖。同时,Bc@Se NPs引发细胞内活性氧ROS水平提升以导致线粒体功能紊乱,并通过激活caspase-3、caspase-9和调控Bcl2家族蛋白的表达,诱导人肝癌细胞Hep G2的凋亡。（3）虽然硒化修饰提高了甜菜红素相应的生物活性,但甜菜红素大部分位于颗粒表面,其稳定性容易受到外界光、自由基、氧等因素的影响,极大地限制了甜菜红素的应用。因此,本文又利用蜂蜡提供外部网络结构、结冷胶提供内部网络结构以及单硬脂酸甘油酯提供的界面作用,构建了油包水结构化乳液。在乳化剂与结构化剂的协同作用下,该乳液凝胶具有不俗的稳定性。通过将甜菜红素与外部光、自由基、氧等潜在不稳定因素隔绝,提高了甜菜红素的储存稳定性,在经过一周的储存后,甜菜红素的保留率相比于对照组提高了36.68%。同时,该高内相乳液于常温下在低p H环境中能够阻碍氢离子对甜菜红素的亲核攻击,大幅地提高了甜菜红素在强酸条件下的稳定性。除此之外,由于蜂蜡与单硬脂酸甘油酯在不同环境中的性质,该高内相乳液具有p H敏感性,在模拟释放过程中对生物活性物质起到控释的作用。（4）通过构建油包水结构化乳液,提高了甜菜红素在低p H环境中的稳定性,然而该乳液在水中不具备分散性。为了拓展在不同环境中的应用,本文以甜菜果胶牛血清蛋白杂化纳米颗粒（SBNPs）为Pickering乳化剂,进一步设计了水包油包水高内相Pickering双乳液。研究结果表明,由2%的SBNPs即可赋予双乳液坚固的网络结构和良好的稳定性。同时,该乳液能够通过隔绝外界氧化因子,降低甜菜红素的氧化降解速率。为了发挥双乳液的优越性,将甜菜红素包埋于SBNPs稳定的双乳液中,甜菜红素的包埋率为73.3%,荷载率约为0.3%。除此之外,在简单的模拟消化中,由SBNPs稳定的双乳液将甜菜红素的生物可及度提高了27.1%。
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