基于明胶/大豆卵磷脂/可溶性大豆多糖复合壁材与单双硬脂酸甘油酯核材的姜黄素微胶囊性能优化及其缓释机制研究

【字体: 时间:2025年07月05日 来源:LWT 6.0

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  为解决姜黄素(Cur)水溶性差、化学稳定性低及生物利用度不足等问题,研究人员创新性地采用明胶(Gelatin)/大豆卵磷脂(Soybean lecithin)/可溶性大豆多糖(SSP)复合壁材与单双硬脂酸甘油酯(MDSG)核材构建微胶囊体系。通过FTIR、XRD、CLSM等技术证实SSP通过氢键作用增强界面稳定性,MDSG使Cur以无定形态固载于脂质核心。该微胶囊包封率达93.0±1.8%,在肠液中呈现缓释特性,并显著提升Cur的化学稳定性,为功能性食品开发提供新策略。

  

姜黄素(Curcumin, Cur)作为天然多酚类化合物,虽具有抗炎、抗氧化和抗癌等生物活性,却因水溶性差、胃肠环境易降解等缺陷,其应用长期受限。传统乳液递送系统存在包封率低(约65%)、界面稳定性不足等问题,而液态油脂核材更易引发活性成分氧化。如何通过材料创新构建高效递送体系,成为食品科学与营养健康领域的重要课题。

针对这一挑战,上海某高校的研究团队在《LWT》发表创新成果,首次将可溶性大豆多糖(Soluble soybean polysaccharides, SSP)引入明胶/大豆卵磷脂协同体系,并采用固态脂质单双硬脂酸甘油酯(Mono- and distearate glycerides, MDSG)作为核材,开发出高性能Cur微胶囊。研究通过Zeta电位、粒径分析证实SSP通过氢键和范德华力吸附于界面;X射线衍射(XRD)和差示扫描量热法(DSC)显示Cur以无定形态溶解于MDSG晶体间隙;共聚焦激光扫描显微镜(CLSM)直观呈现了"脂核-多糖蛋白壳"的完整结构。

关键实验方法
研究采用乳化-冷冻干燥技术制备微胶囊:①将Cur溶于80℃熔融MDSG形成油相;②明胶/大豆卵磷脂水相与油相混合后调节pH至4.0(低于明胶等电点),通过静电作用形成初级界面;③添加不同浓度SSP(0.2-0.8 g/100 g)构建复合界面;④冷冻干燥获得微胶囊粉末。通过体外模拟消化实验评估释放行为,并测定4周室温储存后Cur保留率。

主要研究结果

  1. 界面特性调控:SSP添加使微胶囊Zeta电位绝对值从19.2 mV提升至32.5 mV,粒径从3.5 μm增至8.2 μm,证实SSP通过氢键增强界面稳定性。当SSP>0.6 g/100 g时出现吸附饱和现象。

  2. 结构表征:FTIR显示SSP的-OH峰从3387 cm-1红移至3310 cm-1,证实其与蛋白质界面相互作用;XRD和DSC证明MDSG熔点从72.5℃降至62.8℃,表明Cur分子嵌入脂质晶体缺陷位。

  3. 性能优化:含0.8 g/100 g SSP的微胶囊包封率达93.0±1.8%,较无SSP组提升40%;体外释放显示肠液4小时累计释放82.3%,且高SSP浓度组呈现明显缓释效应。

  4. 稳定性提升:MDSG核材使微胶囊在4周储存后Cur保留率达91.6%,显著高于液态油核材对照组(76.2%),SEM显示固态脂质有效减少颗粒团聚。

该研究创新性地将SSP引入蛋白-磷脂复合体系,首次证实MDSG作为固态核材的双重优势:既通过晶体缺陷位溶解Cur提升载药量,又以致密结构延缓消化酶渗透。所开发的微胶囊体系突破传统乳液包封率瓶颈,为功能性食品中脂溶性活性成分的稳态化递送提供了新思路。未来研究可聚焦于低温制备工艺开发和体内吸收机制验证,以推动该技术的产业化应用。

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