纤维素纳米晶协同甲基纤维素/壳聚糖构建Pickering乳液调控脂质消化的机制研究

【编辑推荐】为应对全球肥胖危机，研究人员通过将纤维素纳米晶(CNC)分别与甲基纤维素(MC)、壳聚糖(Ch)复合构建Pickering乳液，系统探究其在不同消化阶段的稳定性及脂解抑制效果。结果表明：CNC/Ch复合颗粒可使游离脂肪酸(FFA)释放量降低至56%，显著优于单一CNC体系(73%)，且无细胞毒性，为功能性食品开发提供新策略。

　　

论文解读
随着全球肥胖人口预计在2030年突破10亿，脂质过度摄入引发的代谢性疾病已成为重大公共卫生问题。传统油脂乳液在肠道中快速消化导致能量过剩，而Pickering乳液因其纳米颗粒稳定的界面特性，被视为调控脂质消化的新载体。然而，单一纤维素纳米晶(CNC)稳定的乳液在肠道环境中易失活，且缺乏系统性消化模型验证。为此，来自King's College London的研究团队创新性地将CNC与两种膳食纤维——甲基纤维素(MC)和壳聚糖(Ch)复合，通过多尺度表征和标准化INFOGEST消化模型，揭示了复合体系延缓脂解的作用机制，相关成果发表于《Food Research International》。

研究采用激光衍射、zeta电位、荧光显微镜技术表征乳液性质，结合pH-stat法和三阶段INFOGEST消化模型(模拟口腔-胃-十二指肠)评估脂解效率，并通过细胞实验验证生物安全性。

CNC表征
动态光散射(DLS)显示CNC粒径为81.9±0.3 nm，原子力显微镜(AFM)证实其棒状形貌，zeta电位-52.67 mV源于硫酸酯基团，为后续复合物构建奠定基础。

乳液性能调控
• 尺寸与稳定性：MC或Ch的引入使乳液滴径增大但稳定性提升，其中Ch通过静电作用与CNC形成致密界面层。
• 脂解抑制：3阶段消化后，CNC对照组FFA释放73%，而CNC/MC、CNC/Ch(分步添加)分别降至64%、70%，CNC/Ch复合颗粒体系最优(56%)。关键发现是Ch与CNC预复合较分步添加更能有效抵抗胆盐置换，这与MC/CNC混合顺序效应一致。

机制解析
• 界面工程：MC通过空间位阻抑制胆盐渗透，Ch凭借正电荷与负电CNC协同增强界面密度。
• 消化动力学：pH-stat曲线显示复合体系显著延缓脂酶活性，CNC/Ch颗粒使最大反应速率降低41%。

生物安全性
所有乳液在Caco-2细胞模型中均未显示细胞毒性，满足食品应用要求。

这项研究首次系统论证了CNC-多糖复合Pickering乳液在完整消化流程中的脂解调控能力，特别是揭示了Ch预复合策略的优越性。其意义在于：① 为设计低热量功能性食品提供新材料方案；② 证实标准化消化模型对评价营养干预的必要性；③ 拓展了膳食纤维纳米化应用场景。未来研究可进一步优化多糖比例，探索不同油脂体系的普适性规律。