香蕉皮纳米颗粒：生物活性化合物的潜在来源及其对 HepG2 细胞的作用 —— 为医药和食品行业带来新契机

《Scientific Reports》：Nanoparticles of banana peels as a potential source of bioactive compounds and their activities on HepG2

为解决香蕉皮废弃物利用及开发安全绿色纳米技术问题，研究人员开展了香蕉皮纳米颗粒（NPs）制备及生物活性研究。结果显示，BGBP 的 NPs 提取物抗氧化、抗菌、抗癌活性更高，有望用于生产生物活性化合物，助力医药和食品行业发展。

　　香蕉，作为全球第四大重要作物，在人们的日常生活中随处可见。然而，大量香蕉在收获后，约 40% 的产量被丢弃，其中香蕉皮占了很大一部分 。这些被丢弃的香蕉皮不仅造成了资源浪费，还带来了环境压力。与此同时，随着科技的发展，纳米技术逐渐崭露头角，因其独特的性质在众多领域展现出巨大的应用潜力。在此背景下，如何将废弃的香蕉皮转化为有价值的资源，结合纳米技术开发出对人类健康有益的产品，成为了科研人员关注的焦点。

来自埃及卡夫勒谢赫大学（Kafrelsheikh University）食品技术系的研究人员 Donia S. Hassanin、Sahar R. Abdelhady、Adel Kh. Ghazi 和 Waleed Z. Badawy 等人，开展了一项关于香蕉皮纳米颗粒的研究。他们的研究成果发表在《Scientific Reports》上，为香蕉皮的利用开辟了新的道路。

研究人员为了避免在制备香蕉皮纳米颗粒时使用金属可能对人体健康造成的危害，采用物理研磨技术制备了焯烫绿香蕉皮纳米颗粒（BGBP） 。在研究过程中，他们运用了多种关键技术方法。首先是球磨法（Ball milling，BM），通过这种方法将 BGBP 颗粒从正常尺寸转化为纳米尺度；其次使用了扫描电子显微镜（Scanning Electron Microscope，SEM）、透射电子显微镜（Transmission Electron Microscope，TEM）、傅里叶变换红外光谱（Fourier transform IR，FT - IR）和 X 射线衍射（X - ray diffraction，XRD）等多种表征技术，对纳米颗粒的大小、形状、结构及成分进行分析；此外，还采用了 1, 1 - 二苯基 - 2 - 苦基肼（1, 1 - diphenyl - 2 - picrylhydrazyl，DPPH）法测定抗氧化活性，琼脂孔扩散法测定抗菌活性，四唑盐（MTT）法测定抗癌活性。

研究结果如下：

• BGBP 的化学组成：香蕉皮富含碳水化合物、膳食纤维、粗蛋白等营养成分，且水分含量较高，醚提取物含量较低。在总酚（Total phenol，TP）、总黄酮（Total flavonoid，TF）和总单宁（Total tannin，TT）含量方面，丙酮提取物中这些成分的含量最高，且纳米尺度的 BGBP 提取物中这些成分的含量普遍高于正常尺寸的提取物。
• 酚类化合物的鉴定与定量：通过高效液相色谱（High Performance Liquid Chromatography，HPLC）分析，在香蕉皮中鉴定出多种酚类化合物。球磨处理后，部分酚类化合物（如没食子酸、绿原酸等）的浓度增加，而有些酚类化合物（如香豆酸、阿魏酸等）的浓度降低。
• 纳米香蕉皮颗粒的表征：SEM 显示纳米颗粒呈球形，但部分形状不规则，且存在团聚现象；TEM 观察到纳米颗粒有不同的球形和细长纤维状，尺寸在 70 - 135nm 之间；FT - IR 分析表明，球磨处理使纳米尺度样品的表面面积增加，从而提高了酚类化合物的提取率和抗氧化活性；XRD 分析发现，研磨前后 BGBP 的晶体结构发生了明显变化。
• 抗氧化活性：随着样品提取物浓度的增加，正常和纳米 BGBP 样品提取物的抗氧化活性增强，且纳米颗粒提取物的抗氧化活性高于正常颗粒提取物和维生素 C（V.C）。
• 抗菌活性：BGBP 纳米颗粒对革兰氏阳性菌（如枯草芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌）和革兰氏阴性菌（如大肠杆菌、肺炎克雷伯菌）均有抗菌活性，对革兰氏阳性菌的致死效果更高；对白色念珠菌有抗真菌活性，但对黑曲霉无效，且纳米香蕉皮提取物的抗菌效果优于正常提取物。
• 抗癌效果：正常和纳米香蕉皮提取物对肝癌细胞（HepG2）均有较高的抑制作用，纳米香蕉皮提取物的抑制效果更强，其半数抑制浓度（IC₅₀）为 189.69μg/ml，低于正常提取物的 283.55μg/ml。

研究结论和讨论部分指出，通过物理研磨技术将香蕉皮颗粒从正常尺寸转变为纳米尺寸，能够增加纳米香蕉皮中酚类化合物的提取量，进而提高其作为抗氧化剂、抗菌剂和抗癌剂的活性 。这一研究成果为香蕉皮的资源化利用提供了新途径，有望在医药和食品行业中发挥重要作用，如开发新型抗氧化、抗菌和抗癌药物，或作为功能性成分添加到食品中，提升食品的品质和营养价值。同时，该研究也为纳米技术在生物活性化合物提取和应用领域的发展提供了新的思路和参考，推动了绿色纳米技术的进一步发展。