《Food Bioscience》:Ganoderma lucidum Polysaccharide-Modified Zein/ Sodium caseinate Nanoparticles for Kaempferol Delivery: Characterization, Stability, and Bioactivity Evaluation
编辑推荐:
•这种复合纳米粒子是通过绿色pH驱动的自组装制备的。•灵芝多糖(GLP)可以稳定蛋白质纳米粒子并增强其结构完整性。•GLP为递送系统赋予了更好的抗氧化、抗菌和抗炎性能。•包裹在纳米粒子中的山柰酚显示出良好的胃肠道释放行为。引言山柰酚(KA)是一种在植物中自然丰富的黄酮类物质,由于
- •
这种复合纳米粒子是通过绿色pH驱动的自组装制备的。
- •
灵芝多糖(GLP)可以稳定蛋白质纳米粒子并增强其结构完整性。
- •
GLP为递送系统赋予了更好的抗氧化、抗菌和抗炎性能。
- •
包裹在纳米粒子中的山柰酚显示出良好的胃肠道释放行为。
引言
山柰酚(KA)是一种在植物中自然丰富的黄酮类物质,由于其广泛的生物活性(包括抗氧化、抗菌、抗炎、抗癌和免疫调节作用),引起了学术界的广泛关注(Calabrese等,2025年;Imran等,2019年;S. Li等,2025年)。作为一种有前途的天然植物营养素,KA非常适用于开发日常功能性营养补充剂(Noor等,2023年)。然而,由于其水溶性差和易受胃肠道降解的影响,其口服生物利用率极低,这极大地限制了其在食品强化中的应用(Colombo等,2019年)。因此,构建一个基于生物聚合物的有效封装平台以提高KA的稳定性和肠道吸收能力对于开发强化功能性食品具有重要意义。
食品级生物聚合物纳米封装已成为改善疏水性黄酮类物质稳定性和吸收性的常见策略(Sophian,2026年)。作为一种可溶于酒精的玉米衍生蛋白,玉米zein因其丰富的原料来源、低成本、优异的生物相容性以及通过pH驱动的共组装形成疏水性纳米粒子核心的自组装能力而成为封装脂溶性黄酮类物质的理想核心基质(F. Ma等,2025年;Wang等,2026年;Zhao等,2022年)。然而,未经改性的zein纳米粒子对pH值、温度和离子强度等环境变量非常敏感,并且在储存过程中会聚集,限制了其实际应用(Foujdar等,2023年;Rao等,2025年;Song等,2026年)。两性氟化钠酪蛋白(NaCas)经常被用来解决这个问题,通过静电吸引和空间排斥作用生成保护性表面层,从而增强zein纳米粒子的物理化学稳定性(Sun等,2025年;Wang等,2023年)。
除了蛋白质外,传统的可食用多糖(如果胶和海藻酸钠)也常用于通过非共价相互作用来稳定蛋白质纳米粒子;然而,它们仅作为惰性的结构修饰剂使用,没有内在的生物活性(X. Guo等,2026年;Ke等,2025年;Paliya等,2023年)。另一方面,灵芝多糖(GLP)在功能性多糖中独树一帜,因为其由β-构型的糖苷键组成的骨架提供了强大的抗炎、免疫调节和抗氧化特性的结构基础(Deng等,2025年;Fang等,2025年)。此外,GLP分子链上丰富的羟基和羧基可以与蛋白质分子形成氢键和静电吸引,促进密集纳米复合体的自组装(Fang等,2025年)。
目前的山柰酚纳米封装研究主要依赖于金纳米粒子、抗性淀粉、单一多糖底物和卵白质-海藻酸二元系统(Tao等,2022年;Z. Zhang等,2026年)。大多数现有的载体仅使用惰性涂层来提高粒子的物理稳定性,而温和的绿色自组装策略则很少有报道。为了填补这一研究空白,通过pH驱动的自组装构建了食品级的zein/NaCas/GLP三元纳米复合材料用于山柰酚的封装。在这个系统中,GLP作为一种多功能成分,不仅形成了亲水性的外层多糖壳,提高了纳米粒子的环境和胃肠道稳定性,还为封装系统赋予了额外的营养生物活性。
在本研究中,通过pH驱动的自组装制备了一种由zein、NaCas和GLP组成的新型三元纳米粒子系统用于山柰酚的递送。优化了zein/NaCas的比例以实现纳米粒子的组装,并进一步探讨了不同zein/GLP比例对复合纳米粒子的影响。系统地表征了核心的物理化学性质,包括粒子大小、ζ电位、形态和封装效率。利用荧光光谱、傅里叶变换红外(FTIR)光谱和X射线衍射(XRD)来阐明纳米复合体内部的分子間相互作用。此外,还评估了纳米粒子在加热、离子干扰和储存条件下的环境稳定性。进一步研究了加载了山柰酚的纳米粒子的体外胃肠道释放行为、抗氧化、抗菌和抗炎能力,并进行了溶血试验以验证其血液生物相容性和生物安全性。所构建的三元纳米系统显著提高了山柰酚的结构稳定性并控制了其消化释放,为开发多功能和安全的膳食生物活性化合物递送平台奠定了坚实的理论基础。
章节片段
材料
山柰酚(纯度≥97%)、NaCas(CAS:9005-46-3,BR级,来自牛奶)和地塞米松均从上海阿拉丁生化科技有限公司(中国上海)购买。zein(CAS:9010-66-6,可溶于酒精,来自玉米)从Macklin生化有限公司(中国上海)获得。NO测定试剂盒购自Beyotime生物技术有限公司(中国上海)。TNF-α ELISA试剂盒(88-7324-88)从江苏EDIAB生物技术有限公司购买。其他所有
GLP的分析
对GLP进行了全面的物理化学分析,详细数据见支持信息(表S1、表S2)。成分分析显示,GLP的总多糖含量为72.50 ± 0.76%,乌索酸含量适中(10.99 ± 0.19%),蛋白质和多酚含量较低。定量乌索酸为GLP的阴离子性质提供了直接的化学证据(Chen等,2022年)。
单糖组成分析进一步证实了
结论
在本研究中,通过绿色pH驱动的自组装制备了GLP包覆的zein/NaCas复合纳米粒子(Z/CG-KA NPs)用于山柰酚的封装。对物理化学性质、体外生物活性、模拟胃肠道释放和血液相容性进行了全面评估,以揭示GLP的修饰效果。Z/CG-KA NPs达到了84.65 ± 0.52%的高山柰酚封装效率,并具有优异的物理化学稳定性。表面附着的GLP形成了
CRediT作者贡献声明
彭强:撰写 – 审稿与编辑。秦怀成:软件处理。毕永光:项目管理、资金获取、概念构思。苏嘉荣:验证、正式分析。文法敏:撰写 – 审稿与编辑、初稿撰写、软件处理、方法学、数据管理、概念构思。黄志武:验证、正式分析。张东浩:方法学、研究、正式分析、概念构思。孔凡胜:验证、正式分析。钟金玉:软件处理,
Guo等,2026年;Li等,2025年;Ma等,2025年;Zhang等,2025年;Zhang等,2025年;Zhang等,2023年;Zhang等,2026年。
伦理声明
本研究遵循ARRIVE(动物研究:体内实验报告)指南进行。本研究获得了广东药学院的批准。(批准编号:gdpulacspf2022911)
利益冲突声明
作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。
作者感谢云浮科技计划项目(编号S2024020201)、广东省博士工作站[编号2020-216(192]和广东省农村科技特使项目(编号KTP20240943、KTP20240950)的财政支持。
Famin Wen|张东浩|钟金玉|范国梅|彭强|秦怀成|毕永光|唐新瑞|卢胜杰|梁贵新|苏嘉荣|黄志武|孔凡胜