麦芽糊精与短链有机酸协同增效芦丁和槲皮素水溶液增溶机制研究

为解决疏水性多酚类化合物（如芦丁和槲皮素）水溶性差、生物利用度低的问题，研究人员探索了麦芽糊精（Maltodextrins）与短链有机酸（如柠檬酸和苹果酸）的协同增溶效应。研究发现，高浓度麦芽糊精可通过类似环糊精（CDs）的包合作用显著提升多酚溶解度，而有机酸的加入进一步产生叠加效应。该研究为食品和保健品中多酚的高效、低成本增溶提供了新策略，尤其适用于需规避环糊精毒性限制的配方开发。

　　

多酚类化合物如芦丁（Rutin）和槲皮素（Quercetin）因其抗氧化、抗炎和抗癌特性备受关注，但其疏水性严重限制了在食品和药品中的应用。传统增溶剂如环糊精（CDs）虽有效，但存在价格高、β-环糊精（β-CD）水溶性差、羟丙基-β-环糊精（HP-β-CD）摄入过量引发腹泻等问题。因此，寻找安全、低成本且高效的替代方案成为研究热点。

德国研究人员在《Journal of Molecular Liquids》发表论文，首次系统评估麦芽糊精（Maltodextrins）与短链有机酸（柠檬酸Citric acid和苹果酸Malic acid）对芦丁和槲皮素的协同增溶效果。研究发现，麦芽糊精通过类似CDs的包合机制提升多酚溶解度，其增溶能力与α-CD相当但成本更低；高浓度有机酸则通过氢键破坏和纳米区室化发挥增效作用。然而，有机酸导致的低pH（≤2）和盐析效应限制了实际应用。该研究为食品级多酚配方设计提供了新思路。

关键技术方法
研究通过紫外-可见光谱（UV-vis）测定多酚溶解度，结合相分离实验评估添加剂盐析/盐溶特性。使用水/二丙二醇正丙醚（DPnP）体系量化不同溶质对相变温度的影响，以α系数表征其盐析能力。麦芽糊精和CDs的增溶曲线通过线性回归计算表观溶解度常数（K_S），柠檬酸及其盐的pH依赖性效应通过调节质子化程度分析。

研究结果

1. 麦芽糊精与CDs的包合特性
   麦芽糊精（DE 13.0–17.0）对芦丁的增溶效果与α-CD相近（K_S分别为3.6 M^?1和4.1 M^?1），但远低于HP-β-CD（214.4 M^?1）。槲皮素因分子尺寸更小，增溶斜率更低。盐析实验证实麦芽糊精和CDs均为盐析剂（α系数为?6.28至?9.15°C·mol/mmol），但其包合作用克服了盐析效应。

2. 短链有机酸的氢键破坏与盐析限制
   柠檬酸和苹果酸通过氢键破坏（盐溶，α系数0.56–0.72）提升多酚溶解度，但其钠盐（如柠檬酸三钠）因强盐析效应（α=?11.24）抑制增溶。pH≤2时增效显著，但酸性环境不适用于口服制剂。

3. 协同增效与pH平衡
   15%麦芽糊精与有机酸联用对槲皮素增溶呈线性叠加，但高浓度柠檬酸（>40 wt%）因竞争水合导致盐析。苹果酸在pH 4–7的温和条件下表现更优，提示配方需权衡pH与增溶效率。

结论与意义
该研究证实麦芽糊精可作为CDs的低成本替代品，其与有机酸的协同效应为食品和保健品中多酚增溶提供了新方案。尽管酸性条件限制应用，但通过优化pH和盐型比例（如部分中和的苹果酸盐），可开发更实用的配方。未来需探究麦芽糊精对多酚氧化稳定性的保护作用，以拓展其在功能性食品和药物递送领域的潜力。