基于pH调控的玉米醇溶蛋白-豌豆蛋白核壳纳米粒构建及其对姜黄素的递送增效机制研究

本研究针对姜黄素(Cur)水溶性差、稳定性低和生物利用度不足等问题，通过pH调控技术构建了以玉米醇溶蛋白(Z)为核、可溶性豌豆蛋白(Psup)或乳清蛋白(WPI)为壳的纳米递送系统。研究发现pH-shifting工艺使Cur负载量提升至316.3 μg/mg(PsupZC)和266.1 μg/mg(WZC)，核壳比例可精准调控粒径(30-102 nm)，PsupZC在胃酸环境下保留65% Cur并显著提升光/热稳定性。该研究为疏水性生物活性成分的高效递送提供了可规模化生产的蛋白质载体设计方案。

　　

姜黄素这个从姜黄根茎中提取的金黄色多酚化合物，堪称自然界的"多面手"——它既能抗氧化、抗炎，又能抗癌、抗菌，在食品和医药领域展现出巨大潜力。然而这个"全能选手"却有个致命弱点：就像油不溶于水一样，姜黄素(Cur)极差的水溶性和脆弱的化学稳定性，使其在人体内的吸收利用率不足1%。更令人头疼的是，光照、高温或胃酸都可能导致其活性成分"罢工"。如何给这个"娇气"的营养成分穿上保护盔甲，成为食品科学界亟待解决的难题。

传统解决方案中，蛋白质载体因其生物相容性好、可降解等优势备受青睐。但简单混合的蛋白质-Cur复合物就像"露天的帐篷"，难以有效抵御外界侵袭；而常规封装技术又面临工艺复杂、负载量低的困境。更关键的是，现有研究很少系统比较不同制备方法的优劣，就像试图用不同材质的容器装水却说不清哪个更防漏。

针对这些瓶颈，福州大学的研究团队在《Food Chemistry》发表了一项突破性研究。他们创新性地采用pH-shifting技术，像"分子魔术"般操控蛋白质的构象变化，以玉米醇溶蛋白(Zein, Z)为"内核"，可溶性豌豆蛋白(Psup)或乳清蛋白(WPI)为"外壳"，构建出精密的核壳纳米输送系统。通过调节这个"蛋白质积木"的组装比例，实现了对纳米颗粒尺寸的精准调控（30-102 nm），好比用纳米尺度的"集装箱"为Cur打造了量身定制的保护舱。

关键技术包括：pH-shifting诱导蛋白质解折叠/重装配技术、动态光散射粒径分析、圆二色谱解析蛋白质二级结构、分子对接模拟相互作用位点，以及模拟胃肠消化稳定性评估。研究使用的豌豆蛋白来自烟台双塔食品公司，通过自然水洗分级获得功能组分。

【材料特性】
通过SDS-PAGE和蛋白质组学分析发现，水洗分级的Psup主要含亲水性legumin B亚基，而沉淀部分(Psed)富含疏水蛋白。这种组分差异为后续构建功能互补的核壳结构奠定了基础。

【Cur负载机制】
pH-shifting处理使蛋白质疏水核心暴露，像"张开的手掌"般捕获更多Cur分子。Zein的强疏水性使其与Cur结合能达-7.8 kcal/mol，显著高于其他蛋白。傅里叶变换红外光谱证实氢键参与稳定复合物，圆二色谱显示Cur结合使蛋白质α-螺旋含量提升12.3%，形成更稳定的"分子手套"。

【性能优化】
通过调节Z:Psup比例（1:1至1:4），获得单分散指数<0.2的均匀颗粒。PsupZC在模拟胃液中Cur保留率较WZC高22%，归因于豌豆蛋白更强的胃蛋白酶抗性。光稳定性实验显示PsupZC在UV照射6小时后仍保留83.5%活性，远超游离Cur的31.2%。

【应用拓展】
这些纳米颗粒还能稳定Pickering乳液，在油水界面形成致密蛋白膜。乳液贮藏14天后，PsupZC组的Cur保留率比对照组高47%，展现出"一材多用"的特性。

这项研究的多重突破在于：首次系统比较了pH-shifting封装与简单复合的效能差异，揭示Zein核心对提升负载量的关键作用；阐明蛋白质二级结构变化与Cur稳定性的构效关系；开发出可同步实现高负载、强保护和多功能的"三位一体"递送系统。更重要的是，采用的豌豆蛋白来自食品加工副产物，通过简单分级即获得高值化利用，契合可持续发展理念。

研究不仅为疏水性营养素递送提供了新范式，其提出的"核壳组分精准调控"策略更可拓展至其他生物活性成分。未来通过修饰表面特性，这类载体或能实现肠道靶向释放，为功能性食品开发注入新动能。正如研究者所言："就像为珍贵的活性成分定制纳米级的防弹衣，我们正在改写营养强化的游戏规则。"