综述：植物蛋白微凝胶包封生物活性化合物的最新进展

这篇综述系统总结了植物蛋白微凝胶（0.5–5 μm）作为生物活性载体在食品和营养领域的应用进展，重点探讨了其结构可调性（如pH/温度响应性）、Pickering乳液稳定机制，以及通过共价/非共价交联（如TGase、Ca2+）提升脂溶性化合物（如β-胡萝卜素、姜黄素）生物利用度的策略，为开发可持续功能性食品提供新思路。

　　

植物蛋白微凝胶包封生物活性化合物的前沿进展

引言

随着全球人口增长和可持续饮食需求上升，植物蛋白因其环境友好性和健康属性成为研究热点。然而，植物蛋白普遍存在溶解度低、功能特性差等问题。微凝胶技术通过构建三维交联网络（0.5–5 μm），显著提升了植物蛋白的乳化性、凝胶性及生物活性成分的包封能力，成为食品创新领域的关键工具。

微凝胶制备技术

微凝胶可通过自上而下（如剪切破碎热致凝胶）或自下而上（如分子自组装）法制备。其中：

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  热致凝胶法：大豆蛋白在95°C加热后形成核壳结构纳米凝胶（PDI≈0.1），其疏水核心由碱性多肽构成，亲水外壳含酸性亚基，通过二硫键稳定。

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  离子交联：海藻酸钠与Ca²⁺形成的微凝胶能提升乳液稳定性，当浓度>6%时可构建凝胶网络。

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  复合凝聚：豌豆蛋白与果胶通过静电作用形成微囊，在80°C热固化后实现pH控释，如对溶菌酶的负载效率达92.6%。

挑战：现有技术难以规模化生产均一颗粒，且冻干保存成本较高。喷雾干燥虽经济但易破坏结构，而冷冻干燥对大豆蛋白以外的植物蛋白研究不足。

新兴植物蛋白来源

除传统大豆蛋白（含7S/11S球蛋白）外，新兴蛋白来源表现突出：

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  油菜籽蛋白：0.8%十字花科蛋白在80°C加热5分钟可形成0.4 μm微凝胶，通过添加阳离子Napin调节聚集行为。

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  豌豆蛋白：与菊粉共轭后抗氧化活性提升51%，适用于包埋阿魏酸。

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  工业副产物：黑莓渣滓花色苷通过麦芽糊精包埋，冻干后保留率76%，展现循环经济价值。

生物活性递送应用

微凝胶通过以下机制增强功能成分效能：

1. 1.

   抗氧化保护：SPI-EGCG微凝胶使β-胡萝卜素在42天后保留率提升至86.6%，生物利用度达54.4%。

2. 2.

   抗菌控释：大豆油填充微凝胶（包封率99%）可缓慢释放抗菌油相，延长食品货架期。

3. 3.

   益生菌递送：豌豆蛋白-海藻酸钠微囊在0.2 g/L CaCl₂条件下实现92.6%的乳酸菌包埋，胃酸环境存活率提高3倍。

未来挑战与创新

当前局限包括环境敏感性（如pH/离子强度依赖）、工业化生产瓶颈等。前沿解决方案聚焦：

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  清洁标签技术：采用转谷氨酰胺酶（TGase）替代化学交联剂。

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  多尺度设计：通过微流控技术制备单分散颗粒（如20 μm SPI微球）。

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  感官优化：添加果胶降低摩擦系数，模拟脂肪口感。

结论

植物蛋白微凝胶作为多功能平台，在营养强化、食品质构改良和精准递送领域展现出变革潜力。未来需通过跨学科合作解决规模化生产与消费者接受度问题，推动其向商业化应用迈进。