羧甲基壳聚糖修饰豌豆蛋白负载山奈酚的纳米递送系统构建：抗氧化活性与控释特性研究

为解决疏水性多酚类物质递送过程中蛋白载体易受pH/温度影响导致不稳定的问题，研究人员通过pH驱动组装技术构建了羧甲基壳聚糖(CMC)修饰的豌豆蛋白(PPI)纳米载体，成功封装山奈酚(K)。该研究证实CMC-PPI-K纳米颗粒(241 nm)具有88.5%包封率和4.33%负载率，显著提升热稳定性(250°C)和抗氧化能力，体外消化实验显示优于PPI-K的控释特性，为疏水性营养素递送系统设计提供新策略。

　　

在功能性食品和药物递送领域，疏水性生物活性成分如多酚类化合物的低溶解度和不稳定性一直是重大挑战。山奈酚(K)作为一种具有抗菌、抗炎和抗氧化功效的黄酮类化合物，其应用潜力因水溶性差而受限。传统蛋白基纳米递送系统虽被广泛研究，但蛋白质在等电点附近易发生聚集的特性，使其在食品加工和胃肠道环境中稳定性不足，导致载体结构崩溃和活性成分泄漏。

针对这一瓶颈，山东省现代农业产业技术体系等机构的研究人员Shuangling Zhang团队创新性地采用pH驱动组装技术，构建了羧甲基壳聚糖(CMC)修饰的豌豆分离蛋白(PPI)纳米载体系统。相关成果发表于《International Journal of Biological Macromolecules》，揭示了多糖-蛋白复合载体对疏水性营养素封装与递送的增强机制。

研究采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、热重分析(TGA)等技术表征纳米颗粒特性，通过体外消化模型评估释放行为，并测定DPPH和ABTS自由基清除能力评价抗氧化活性。关键样本包括商业采购的PPI(纯度≥80%)和羧化度>80%的CMC。

材料与方法
实验选用山奈酚(纯度97%)为模型药物，通过调节pH(重点优化pH 12.0)和CMC-PPI体积比(1:1为最佳)，利用碱性条件下蛋白解折叠和中性pH自组装的特性构建纳米颗粒。采用荧光光谱分析表面疏水性变化，圆二色谱(CD)监测二级结构转变。

Effect of pH and formulation on CMC-PPI-K preparation
研究发现pH 12.0时PPI的11S结构完全解离，与CMC通过氢键(PPI氨基与CMC羟基)形成241 nm纳米颗粒。FTIR显示CMC特征峰从1047 cm^?1红移至1050 cm^?1，而K特征峰消失证实有效封装。XRD证实K以无定形状态存在于CMC-PPI基质中。

抗氧化活性与热稳定性
CMC修饰使表面疏水性降低，但DPPH清除率提升2.3倍。TGA显示CMC-PPI-K热分解温度达250°C，较游离K提高70°C，归因于CMC与PPI形成的致密结构对活性分子的保护作用。

体外释放特性
模拟胃肠消化实验中，CMC-PPI-K在肠阶段的累积释放率达68.5%，显著高于PPI-K(52.1%)，且呈现缓释特征。CMC的负电荷增强颗粒分散性，其羧基与肠液离子相互作用促进K的靶向释放。

结论与意义
该研究证实CMC修饰通过三重机制增强PPI递送系统性能：①氢键作用稳定纳米结构；②羧基增强静电排斥防止聚集；③无定形封装提升K的热稳定性。创新点在于将pH驱动组装技术与多糖-蛋白协同效应结合，克服了传统抗溶剂法的环保缺陷。

研究成果为植物蛋白基递送系统的工业化应用提供理论依据，特别在功能性食品开发中，CMC-PPI载体可拓展至其他疏水性营养素如姜黄素、白藜芦醇的递送。未来研究可进一步探索CMC取代度对载体性能的影响，以及该递送系统在体内模型中的生物利用度验证。