编辑推荐:
为解决精油高挥发性、低水溶性等问题,研究人员开展乳杆菌源胞外多糖(EPS)稳定纳米乳递送丁香酚(Eu)和柠檬烯的研究。发现 EPS 纳米乳可提升抗氧化活性、生物可及性(Eu-EPS 达 60.9±0.09%)及胃肠道稳定性,具益生元潜力,为功能食品开发提供新策略。
在功能食品领域,天然活性成分的应用常面临 “甜蜜的烦恼”:兼具抗氧化、抗菌等卓越功效的精油(如丁香酚、柠檬烯),却因高挥发性、低水溶性及强烈风味,难以直接融入食品体系。与此同时,消费者对 “清洁标签” 的追求日益高涨,传统合成乳化剂(如吐温 80)的安全性争议与天然乳化剂(如大豆卵磷脂)的性能局限,让开发兼具稳定性与健康效益的递送系统成为行业痛点。如何让 “好成分” 既稳得住、又能被身体高效利用,还能契合天然健康的消费趋势?这正是德州农工大学蔬菜与水果改良中心研究团队聚焦的核心问题。
为突破上述瓶颈,该团队开展了乳杆菌源胞外多糖(EPS)稳定纳米乳递送丁香酚与柠檬烯的研究,相关成果发表于《Food Bioscience》。研究旨在通过天然生物聚合物 EPS 的独特性能,提升精油的稳定性、胃肠道行为、生物可及性及益生元效应,为功能性食品开发提供绿色解决方案。
研究采用的关键技术方法包括:纳米乳制备与表征(测定粒径、ζ 电位、多分散指数 PDI)、模拟胃肠道消化实验、抗氧化活性检测(ABTS 自由基清除法,IC50值评估)、细胞毒性分析(Caco-2 细胞模型)及益生元效应评价(鼠李糖乳杆菌生长测定)。
乳液制备与表征
优化后的丁香酚 - EPS 纳米乳粒径为 192±1.89 nm,ζ 电位 - 32±1.90 mV,PDI 0.362±0.01;柠檬烯 - EPS 乳液粒径稍大(451±4.47 nm 和 462±2.08 nm),显示 EPS 对不同精油均具稳定能力。
抗氧化活性与生物可及性
丁香酚 - EPS 纳米乳(Eu-EPS)的 ABTS 自由基清除 IC50为 48.57 μg/mL,显著低于柠檬烯纳米乳(125.20~134.69 μg/mL),表明其抗氧化能力更优。与游离精油相比,Eu-EPS 和柠檬烯纳米乳的生物可及性显著提升,分别达 60.9±0.09% 和 56.5–65.7%,证实 EPS 封装可增强精油的肠道吸收潜力。
胃肠道稳定性与细胞毒性
模拟消化实验中,两种纳米乳均维持较高稳定性,抗氧化能力保留 56–63%,显示其可抵御胃肠道环境的降解。细胞毒性实验表明,浓度至 120 μg/mL 时仍具良好生物相容性,安全性较高。
益生元效应
EPS 纳米乳可促进鼠李糖乳杆菌生长,较非 EPS 乳液提升 7.5 倍,揭示其通过调节肠道菌群发挥益生元功能的潜力。
研究结论与意义:乳杆菌源 EPS 纳米乳通过 steric hindrance(空间位阻)和黏度调节稳定精油,不仅解决了传统递送系统的技术瓶颈,更赋予产品抗氧化、益生元等多重健康效益。其兼具清洁标签属性与功能活性的特性,为天然防腐剂、肠道健康调节剂等功能性食品成分的开发提供了新范式,有望推动 “天然、高效、可持续” 食品添加剂的产业化进程。该研究不仅深化了生物聚合物在食品递送系统中的应用认知,更在功能性成分与肠道微生态调控的交叉领域迈出重要一步,为后续开发靶向肠道健康的创新食品奠定了理论与技术基础。