基于乳清蛋白-原花青素复合Pickering乳液的β-胡萝卜素递送系统构建及其细胞保护效应研究

针对β-胡萝卜素(BC)稳定性差、生物利用度低的问题，华中农业大学团队创新性地采用乳清蛋白(WPI)与不同聚合度原花青素(PC)构建Pickering乳液递送系统。研究发现低聚PC(WOC)能显著提升乳液稳定性，经体外消化实现BC缓释，并通过IEC-6细胞实验证实其可降低细胞内活性氧(ROS)、调节一氧化氮(NO)生成，为功能性食品开发提供新策略。

　　

在追求健康饮食的今天，β-胡萝卜素(BC)作为维生素A前体和强力抗氧化剂备受关注，但它的"娇气"特性却让食品科学家头疼不已——遇光易分解、水溶性差、消化道吸收率低。这些缺陷严重限制了其在功能性食品中的应用。更棘手的是，传统乳液递送系统难以兼顾稳定性和生物活性，就像试图用漏水的容器运送珍贵液体。面对这些挑战，华中农业大学食品科学技术学院的研究团队另辟蹊径，将目光投向了一种名为Pickering乳液的新型递送系统，相关成果发表在《Food and Chemical Toxicology》上。

研究团队创新性地采用食品工业副产品乳清分离蛋白(WPI)与天然抗氧化剂原花青素(PC)组成"黄金搭档"，通过精确调控PC的聚合度（低聚OPC约800Da，高聚PPC约2000Da），构建了能智能响应消化环境的BC递送系统。关键技术包括：多尺度表征乳液粒径分布、体外模拟胃肠消化模型评估脂质水解动力学、IEC-6大鼠小肠上皮细胞模型检测细胞内ROS和NO水平等。特别值得注意的是，研究首次系统比较了不同聚合度PC对乳液性能的影响，为精准设计递送系统提供了新思路。

【Particle sizes of Pickering emulsion loaded with BC】章节揭示，WPI与低聚PC形成的WOC复合物能将乳液平均粒径缩小至亚微米级（约200nm），比单纯WPI乳液降低30%。这种尺寸效应源于OPC分子量小、空间位阻低的特点，使其能更紧密地吸附在油水界面。激光共聚焦显微图像清晰显示，FITC标记的WPI与Nile Red标记的油相形成完美核壳结构，界面蛋白层厚度随PC聚合度增加而增大。

体外消化实验数据颇具戏剧性——含OPC的乳液在肠相释放游离脂肪酸(FFA)的速度比对照组延缓2小时，这种"缓释效应"恰好与BC生物利用度提升35%的结果相呼应。研究人员通过界面流变学分析发现，OPC-WPI复合物能在消化过程中动态重组，形成具有弹性特征的界面膜，有效抵抗胆汁盐的侵蚀。这种"智能防护"机制解释了为何低聚PC组能保留85%的BC活性，而对照组仅剩60%。

细胞实验结果更令人振奋。【Conclusion】部分指出，经WOC乳液处理的IEC-6细胞存活率提升20%，细胞内ROS水平降低40%，NO分泌趋于平衡状态。特别值得注意的是，低聚PC组表现出剂量依赖性的抗氧化效应，在100μg/mL浓度时就能激活细胞的自我保护机制，而高聚PC需要更高浓度才能达到类似效果。这种差异可能与分子渗透性有关——小分子OPC更易被细胞摄取发挥直接抗氧化作用。

这项研究的意义远不止于解决BC的递送难题。它建立了一套评价食品递送系统功能活性的新标准，将传统物性表征延伸到细胞保护效应层面。更值得关注的是，研究揭示了蛋白-多酚相互作用的"尺寸效应"规律：较小分子量的PC（OPC）在界面吸附、消化耐受性和细胞保护方面均优于大分子PC（PPC）。这一发现为设计"精准营养"递送系统提供了理论依据，未来可拓展应用于其他脂溶性营养素如维生素D、CoQ₁₀等的保护与递送。正如通讯作者Gang Liu教授强调的，这种基于食品级原料的递送策略，兼具生产成本优势和生理功能增益，为开发新一代功能性食品开辟了道路。