基于菊粉与乳清蛋白不同比例包埋的花生衣原花青素：结构特性、消化行为与肠道菌群调控研究

本研究针对花生衣原花青素(PSP)稳定性差、生物利用度低的问题，通过构建菊粉(IN)与乳清蛋白(WP)复合包埋体系，系统探究了不同壁材比例对PSP包封效果、体外消化释放特性及结肠发酵过程中肠道菌群调节和代谢产物的影响。结果表明，提高WP/IN比例可显著提升包封效率(超98%)、热稳定性并降低微粒粒径；体外发酵显示包埋PSP显著富集产短链脂肪酸菌、减少致病菌，并促进黄烷-3-醇的生物转化。该研究为多酚类活性成分的高值化利用提供了新型营养递送平台。

　　

花生加工副产物花生衣中富含原花青素(procyanidins, PSP)，这类多酚化合物具有降血糖、调血脂、抗炎和抗氧化等多种生物活性。然而，PSP的稳定性差、对环境因素(如温度和pH)敏感，易氧化降解，且其生物利用度低，限制了在功能食品和保健品中的应用。近年来，微胶囊包埋技术成为保护活性成分、提高其稳定性和靶向递送的有效策略。菊粉(inulin)作为一种益生元，能调节肠道菌群，但其乳化活性有限；乳清蛋白(whey protein)则具有优异的成膜性、乳化性和凝胶性。将两者复配作为壁材，可望协同提升PSP的包封效率和结肠靶向性。

本研究旨在探究不同菊粉与乳清蛋白比例对PSP包埋效果的影响，并通过体外模拟胃肠消化和结肠发酵，评价包埋对PSP释放、肠道菌群调节及其代谢产物的影响，为提升PSP的生物利用度和健康促进功能提供新思路。

研究人员主要采用以下关键技术方法：通过冷冻干燥法制备不同壁材比例的PSP微胶囊；利用动态光散射、扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和热重分析(TGA)等表征微粒的物理化学特性；通过体外模拟胃肠消化模型分析PSP的释放行为；采用16S rRNA测序技术分析结肠发酵后肠道菌群组成变化；并借助UPLC-ESI-Q-Orbitrap-MS非靶向代谢组学技术鉴定微生物代谢产物。

3.1. 包封效率

随着乳清蛋白在壁材中比例的增加，PSP的包封效率显著提高。当乳清蛋白与菊粉比例为75:125 (W3)时，包封效率达到98%，显著高于单一菊粉包埋组(59%)。表明乳清蛋白的加入通过增强壁材的机械性能和相互作用，提高了对PSP的包封能力。

3.2. 水分活度、粒径和Zeta电位

所有微胶囊的水分活度(a_w)均低于0.6，符合微生物稳定性要求。随着乳清蛋白比例增加，微粒的平均粒径减小，Zeta电位负值增加（W3为-27.87 mV），有利于微粒的再分散和稳定性。

3.3. 颜色测定

包埋后的PSP粉末亮度(L值)增加，红绿色值(a值)降低，整体色差(ΔE*)显著，表明壁材对PSP有较好的遮盖和保护作用。

3.4. FT-IR分析

FT-IR光谱显示，包埋后羟基吸收峰向低波数移动，表明壁材与PSP之间存在氢键等相互作用；芳香核吸收峰的减弱或消失进一步证实了PSP的成功包埋。

3.5. 微胶囊的热稳定性

热重分析表明，包埋后的PSP热分解温度提高，W3组最高热降解温度达325°C，表明其热稳定性显著增强。

3.6. 形态结构

扫描电镜显示，单一菊粉包埋的微粒呈多孔不规则结构，而添加乳清蛋白后，微粒表面变得光滑、致密，孔隙减少，有助于提高包封效率和环境稳定性。

3.7. 包埋对PSP体外消化释放的影响

在模拟胃肠消化过程中，乳清蛋白比例较高的组别（W2、W3、W4）PSP释放率显著降低（W3胃消化2小时释放率为31%），表明包埋有效延缓了PSP的释放，提高了其结肠靶向性。

3.8. 包埋PSP对肠道菌群的影响

体外结肠发酵结果表明，与未包埋PSP相比，包埋组(EPSP)显著提高了产短链脂肪酸菌如Anaerostipes和Bacteroides plebeius的相对丰度，同时降低了致病菌Alistipes finegoldii和Haemophilus parainfluenzae的丰度。

3.9. 包埋对微生物代谢产物的影响

非靶向代谢组学分析显示，包埋组显著上调了多种生物活性代谢物（如sesamol、2-pyazinoylguanidine、agmatine和glucosamine）的丰度，并促进了黄烷-3-醇类化合物的微生物转化产物（如2-甲氧基-3,4-二甲基苯乙酸酯和羟基苯乳酸）的生成。

本研究通过优化菊粉与乳清蛋白的比例，成功构建了一种高效的PSP微胶囊包埋体系，显著提高了PSP的包封效率、热稳定性和结肠靶向性。体外发酵实验进一步证实，包埋不仅优化了肠道菌群结构（富集有益菌、抑制致病菌），还促进了PSP的生物转化，生成更多具有抗氧化、抗炎和代谢调节活性的小分子化合物。该研究为花生加工副产物的高值化利用提供了重要技术支持，并为开发针对肠道健康的功能性食品和营养制剂提供了新策略。未来需通过动物实验和临床研究进一步验证包埋PSP的体内效果和生理益处。