通过蛋白质稳定的乳液实现姜黄素的包封：使用乳清蛋白、大豆蛋白和豌豆蛋白进行配方比较与特性研究

《Sustainable Food Technology》：Curcumin encapsulation via protein-stabilized emulsions: comparative formulation and characterization using whey, soy, and pea proteins

姜黄素水溶性差、化学不稳定及生物利用度低的问题，本研究通过对比乳状液制备，利用乳清蛋白 isolate（WPI）、大豆蛋白 isolate（SPI）和豌豆蛋白 isolate（PPI）作为壁材，结合阿拉伯胶和麦芽糊精，优化核心：壁材比例（1:1, 1:2, 1:3）。实验表明，WPI在1:2比例下具有最佳物理化学性质（粒度322μm，zeta电位-38.5mV），而PPI展现出最高抗氧化活性（DPPH抑制81.38%）。FTIR和XRD证实了姜黄素成功封装，所有乳状液均保持稳定。研究结果为开发高效、稳定的姜黄素递送系统提供了理论依据，并验证了植物蛋白替代乳清蛋白的可行性。

　　本研究聚焦于开发一种稳定的乳状液基质，以有效封装姜黄素（Curcumin），从而解决其在食品和制药领域应用中的关键问题。姜黄素是一种源自姜黄根茎的脂溶性多酚，因其强大的抗氧化、抗炎、抗菌、抗病毒和抗癌特性而受到广泛关注。然而，其应用受限于低水溶性、化学稳定性差以及口服生物利用度低等特性。为了克服这些挑战，研究团队采用了一种比较分析的方法，系统地评估了三种不同蛋白来源（乳蛋白、大豆蛋白和豌豆蛋白）在封装姜黄素方面的性能差异。

在实验设计中，所有乳状液均以黄油油作为脂质核心，配以不同比例的蛋白质和碳水化合物作为包覆材料。蛋白质与碳水化合物的比例固定为1:2（按重量计算），而核心与包覆材料的比例如分为1:1、1:2和1:3三种。通过高剪切均质化技术，研究人员成功制备了微乳状液，并对其进行了全面的物性分析，包括粒径、Zeta电位、粘度、颜色参数以及抗氧化活性等。

研究结果显示，以乳蛋白（WPI）为包覆材料的乳状液在多个关键参数上表现最佳。例如，在1:2的核心与包覆比例下，WPI乳状液的粒径最小（322 ± 5.49 μm），Zeta电位最高（?38.50 mV），表明其具有更高的稳定性。相比之下，以大豆蛋白（SPI）为包覆材料的乳状液在大多数参数上表现较差，而以豌豆蛋白（PPI）为包覆材料的乳状液则在抗氧化活性方面表现出色，其DPPH自由基清除率高达81.38%，这凸显了PPI作为植物基替代材料的潜力。这些结果表明，WPI在封装姜黄素方面具有显著优势，而PPI则作为可持续且功能性强的植物基替代方案，为食品和营养补充剂行业提供了新的选择。

从物性分析的角度来看，不同蛋白来源对乳状液的稳定性、粒径分布和表面电荷特性产生了不同程度的影响。WPI的优异性能主要归因于其良好的乳化能力和形成保护性膜的能力，而PPI则因其独特的分子结构和较高的抗氧化能力，成为植物基材料中表现突出的候选者。此外，研究还发现，随着核心与包覆材料比例的变化，乳状液的粘度和粒径也随之变化，这为优化封装工艺提供了理论依据。

为了进一步验证姜黄素的封装效果，研究团队采用了多种分析手段，包括傅里叶变换红外光谱（FT-IR）和荧光显微镜。FT-IR分析显示，姜黄素与蛋白质之间的相互作用导致其红外光谱特征发生了变化，这表明姜黄素确实被成功封装。而荧光显微镜则直观地展示了不同封装体系中姜黄素的分布情况，进一步确认了封装的均匀性和有效性。这些实验结果不仅提供了关于姜黄素在不同封装体系中行为的深入见解，也为开发新型食品和药物载体提供了实验支持。

从可持续性的角度来看，本研究强调了植物基蛋白质在食品工业中的重要性。与传统乳蛋白相比，植物基蛋白质如大豆蛋白和豌豆蛋白在封装性能上表现出一定的潜力，同时具备更低的环境影响和更广泛的原料来源。这种趋势符合当前食品工业对“清洁标签”和环保包装材料的需求，有助于减少对合成稳定剂的依赖，降低生产成本，并推动绿色食品技术的发展。

此外，研究还关注了乳状液的稳定性问题。在实验中，以1:1比例封装的乳状液表现出不稳定性，而1:2和1:3比例的乳状液则保持稳定。这一发现为实际应用中如何选择合适的封装比例提供了参考。同时，乳状液的稳定性还受到蛋白质种类和碳水化合物比例的影响，其中WPI和PPI在稳定性和抗氧化活性方面均优于SPI。

从市场应用的角度来看，姜黄素作为一种天然生物活性成分，其在功能性食品和营养补充剂中的应用需求日益增长。然而，由于其固有的不稳定性，实际应用中面临诸多挑战。本研究通过系统的封装实验，不仅验证了不同蛋白来源对姜黄素封装效果的影响，还为开发具有高稳定性和高生物利用度的姜黄素输送系统提供了科学依据。这些成果对于推动清洁标签食品的发展具有重要意义。

研究还指出，尽管植物基蛋白质在某些方面表现出色，但在整体封装性能上仍无法完全替代乳蛋白。因此，未来的研究方向可能包括探索蛋白质与碳水化合物的协同作用，以进一步提升封装效率和乳状液稳定性。同时，对WPI和PPI的混合使用进行深入研究，可能有助于开发兼具高稳定性和高功能性优势的新型封装体系。

总体而言，本研究通过系统的比较分析，揭示了不同蛋白来源在封装姜黄素过程中的作用机制，并为开发高效、稳定且可持续的姜黄素输送系统提供了重要的实验数据和理论支持。研究结果不仅有助于理解蛋白质在乳状液体系中的行为，也为食品工业中功能成分的封装技术提供了新的思路和方法。未来，随着对植物基材料研究的深入，这些封装体系有望在减少环境影响的同时，提高产品的营养价值和市场竞争力。