多层层状纳米螺旋体作为新型共包封系统增强虾青素和藻蓝蛋白的理化性质及控释性能

为解决功能性成分(如astaxanthin和phycocyanin)的化学不稳定性、低生物利用度及控释难题，山东理工大学团队通过Ca2+诱导纳米脂质体转化为纳米螺旋体(nanocochleates)，显著提升EE(包封率)和抗氧化活性(22.43%→67.41%)，实现胃肠模拟环境中的缓释。该研究为功能性食品开发提供了新型载体技术。

　　

在追求健康生活的浪潮中，天然色素虾青素(astaxanthin)和藻蓝蛋白(phycocyanin)因其卓越的抗氧化、抗炎特性备受关注。然而，这对"黄金搭档"却面临严峻挑战：虾青素作为脂溶性分子易氧化降解，藻蓝蛋白作为水溶性成分难以穿透细胞膜，两者在消化道的"生存率"不足30%。更棘手的是，现有递送系统如脂质体(liposome)存在机械稳定性差、活性成分易泄漏的缺陷，而双重乳液等载体又面临工艺复杂的瓶颈。如何打造既能同时装载"水油不容"成分，又能抵御胃肠严苛环境的"分子装甲车"，成为功能性食品开发的卡脖子难题。

山东理工大学的研究团队独辟蹊径，从海洋贝类提取物的螺旋结构中获取灵感，开发出多层层状纳米螺旋体(nanocochleates)递送系统。研究人员采用薄膜水合法制备共包封虾青素和藻蓝蛋白的纳米脂质体，随后通过Ca²⁺诱导磷脂分子脱水卷曲，形成独特的螺旋层状结构。借助Zeta电位、动态光散射(DLS)和透射电镜(TEM)等技术证实了Ca²⁺与负电脂质体的静电结合，并通过X射线衍射(XRD)发现Ca²⁺使磷脂分子排列紧密性提升40%。

材料与方法
研究采用薄膜水合-钙离子交联两步法构建纳米螺旋体，通过测定包封率(EE)评估载药性能，利用Laurdan荧光探针量化膜流动性变化，结合体外模拟消化模型(SGID)分析释放动力学，并采用DPPH法测定抗氧化活性。

EE(包封率)分析
数据显示，30mM Ca²⁺处理使藻蓝蛋白EE从78.6%显著提升至92.3%(p<0.05)，虾青素EE维持在85%以上。这种差异源于Ca²⁺与磷脂磷酸基团的配位作用，在螺旋体内部形成"水分子牢笼"，特别有利于亲水性藻蓝蛋白的稳定。

物理化学特性
傅里叶变换红外光谱(FTIR)在1650cm^-1处出现特征峰，证实Ca²⁺与羧基的配位作用。差示扫描量热法(DSC)显示纳米螺旋体的相变温度比脂质体提高15℃，表明热稳定性增强。更惊人的是，28天储存后纳米螺旋体的活性成分保留率是脂质体的2.3倍。

释放动力学
在模拟胃液阶段，纳米螺旋体仅释放18.5%的虾青素，而脂质体组已达52.7%。至肠道阶段，纳米螺旋体呈现零级释放动力学(R²>0.98)，实现长达8小时的缓释效果。这种"分段式释放"特性归功于螺旋体在酸性环境中的结构紧缩效应。

抗氧化活性
共包载体系展现出显著的协同效应：纳米螺旋体的DPPH清除率(67.41%)远超单一成分加和值(51.2%)，这种"1+1>2"效应可能与螺旋体保护下的分子间电子传递有关。

该研究突破性地证明，纳米螺旋体可通过Ca²⁺介导的"分子卷曲"效应，同步解决亲/疏水成分的包封难题。其创造的"螺旋层状装甲"结构，不仅使光热稳定性提升300%，更实现胃肠环境中的智能控释。这项发表于《Food Chemistry》的成果，为功能性食品开发提供了可工业化生产的载体平台，尤其对需要协同作用的营养素组合(如维生素A+D、Omega-3+多酚等)具有普适性意义。团队提出的"离子浓度-螺旋紧密度-释放速率"调控模型，更为精准递送系统设计提供了新范式。