编辑推荐：
为解决姜黄素（Cur）水溶性低、稳定性差及生物利用度低等问题，研究人员采用 pH 诱导蛋白 - 多酚共组装策略，开发乳清蛋白（WP）基肠道递送体系。发现 Cur 与 WP 通过疏水作用和氢键结合，体系稳定且可提升 Cur 生物可及性 60%（P＜0.05），为脂溶性成分递送提供理论依据。
姜黄素作为一种典型的疏水多酚化合物，虽具有抗炎、抗菌、抗氧化及抗肿瘤等多种对人体有益的生理药理活性，但其水溶性极低，稳定性易受光、热、碱性环境及胃肠消化等因素影响，导致在体内的生物利用度较低，这严重限制了其在食品和医药行业的应用。为解决这些问题，来自国内的研究人员开展了利用乳清蛋白作为壁材开发姜黄素肠道递送体系的研究，该研究成果发表在《Food Chemistry: X》。
研究人员采用简单且环保（不使用有机溶剂）的 pH 诱导蛋白 - 多酚共组装策略来制备负载姜黄素的乳清蛋白复合物。研究中用到的主要关键技术方法包括：通过激光粒度分析仪测量复合物的粒径和 zeta 电位；利用紫外分光光度计测定包封率（EE）和负载量（LC）；借助荧光分光光度计、圆二色光谱（CD）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、差示扫描量热法（DSC）等分析蛋白与姜黄素的相互作用及结构变化；运用分子对接分析结合位点和作用机制；通过扫描电子显微镜（SEM）观察微观结构；进行离子稳定性、热稳定性测试以及体外消化实验等。
3.1 粒径和 zeta 电位分析
研究发现，当姜黄素浓度在 0.1-0.4 g/L 范围内时，形成的复合物粒径在 269-287 nm 之间，多分散指数（PDI）不超过 0.3，zeta 电位约为 - 38 mV，表明复合物粒径较小、分布均匀且表面电荷高，静电斥力强，稳定性良好。
3.2 包封率和负载量分析
随着姜黄素浓度从 0.1 g/L 增加到 0.4 g/L，包封率从 72.2% 显著下降至 45.7%，而负载量从 3.61 mg/g 显著增加至 9.14 mg/g，说明蛋白结合位点会随姜黄素浓度增加而饱和，导致未结合的姜黄素以游离结晶状态存在。
3.3 表面疏水性分析
乳清蛋白的表面疏水性最低为 565 AU，随着姜黄素浓度增加，复合物表面疏水性逐渐上升至 687 AU，这可能是由于部分疏水性姜黄素结合到蛋白表面，增强了蛋白的表面疏水性。
3.4 荧光光谱分析
乳清蛋白在 336 nm 发射波长处荧光强度最高为 678 AU，姜黄素的结合导致复合物荧光强度呈剂量依赖性降低，且蛋白最大发射波长无显著位移，表明姜黄素与蛋白的色氨酸和酪氨酸残基结合，引起荧光猝灭，但蛋白三级结构变化不大。
3.5 CD 光谱分析
乳清蛋白在 217 nm 和 208 nm 处有两个负峰，分别对应 β- 乳球蛋白（β-LG）和 α- 乳白蛋白（α-LA）中的 β- 折叠和 α- 螺旋结构。与不同浓度姜黄素相互作用后，复合物蛋白特征峰的椭圆度增加，表明姜黄素结合改变了乳清蛋白的二级结构，使部分无规卷曲结构转变为 β- 折叠结构，诱导蛋白构象更有序。
3.6 FT-IR 光谱分析
姜黄素在 3512.05 cm-1处有 O-H 伸缩振动峰，乳清蛋白在 3295.43、2923.77、1656.02、1535.17 cm-1处分别对应 O-H、C-H、C=O（酰胺 I）、N-H（酰胺 II）振动峰。复合物形成后，姜黄素特征峰消失，乳清蛋白的 O-H 振动峰和酰胺带发生位移，表明姜黄素主要通过氢键和疏水作用与乳清蛋白相互作用。
3.7 DSC 分析
姜黄素在 183.5 °C 有吸热峰（熔融峰），乳清蛋白在 84.5 °C 有宽吸热峰（β-LG 和 α-LA 变性）。复合物形成后，姜黄素熔融峰未检测到，乳清蛋白吸热峰移至 86.01 °C，而物理混合物中仍可观察到姜黄素的弱吸热峰，说明复合物中姜黄素被乳清蛋白包封，结晶结构转变为无定形状态。
3.8 分子对接分析
分子对接结果显示，姜黄素与 α-LA、β-LG、牛血清白蛋白（BSA）的结合能分别为 - 6.6、-7.3、-7.4 kcal/mol，表明均可强相互作用形成稳定分子构象，且蛋白对姜黄素的亲和力为 BSA＞β-LG＞α-LA，结合方式主要为疏水作用和氢键。
3.9 SEM 分析
姜黄素呈球形结晶结构，乳清蛋白为表面光滑的球形颗粒结构，而复合物呈片状结构，表明 pH 调节驱动了结构重塑，且复合物表面有颗粒状结晶结构，说明部分姜黄素未完全包封。
3.10 稳定性及消化特性分析
- 离子稳定性：在 100-500 mM NaCl 浓度范围内，复合物粒径逐渐增加但不超过 400 nm，PDI＜0.3，zeta 电位显著下降，表明复合物在该浓度范围内保持一定稳定性，但长期稳定性可能受影响。
- 热稳定性：60-90 °C 热处理时，复合物粒径逐渐减小，PDI 和 zeta 电位受影响有限，稳定性增强，可能是蛋白分子展开再聚集导致流体力学半径减小。
- 消化稳定性：模拟胃液（SGF）消化使复合物粒径增大，模拟肠液（SIF）消化使其粒径减小，zeta 电位随消化液 pH 变化而改变，SEM 显示 SGF 消化后复合物聚集，SIF 消化后分解为更小颗粒。
- 生物可及性：姜黄素 - 乳清蛋白复合物的生物可及性达 90.26%，较游离姜黄素和姜黄素 - 乳清蛋白混合物分别增加 60% 和 41%，表明乳清蛋白包封有效提升姜黄素生物可及性。
综上所述，该研究成功利用 pH 诱导蛋白 - 多酚共组装工艺制备了负载姜黄素的乳清蛋白复合物。姜黄素主要通过疏水作用和氢键与乳清蛋白结合，使其结晶结构转变为无定形状态，同时诱导蛋白二级结构有序转变。该复合物具有较高的离子稳定性和热稳定性，乳清蛋白的负载可有效将姜黄素递送至小肠并显著提高其生物可及性。研究结果为基于蛋白的脂溶性多酚口服递送系统的绿色加工及其在营养补充剂、功能性乳制品和功能性蛋白饮料等领域的应用提供了理论依据。
