由大豆分离蛋白/岩藻多糖/EGCG复合物稳定的高内相Pickering乳液：柠檬苦素递送与消化行为

《Journal of Food Engineering》：High internal phase Pickering emulsions stabilized by soy protein isolate/fucoidan/EGCG complexes: Limonin delivery and digestive behavior

　　

SPI/FUC/EGCG复合物被开发用于稳定负载橙皮苷（LMN）的高内相Pickering乳液（HIPPEs）。EGCG促进颗粒致密化并增加复合物表面电荷。0.4% EGCG产生了最稳定且具有最强流变韧性的HIPPEs。优化的HIPPE在消化过程中提高了LMN的稳定性和生物可及性。负载LMN的HIPPEs保持了良好的高保真3D可打印性。

**引言**

植物来源的疏水生物活性化合物因其抗氧化、抗炎及其他促进健康的特性，正越来越多地被用作食品和营养补充剂添加剂（Jiao等，2025；Meng等，2024）。然而，由于水溶性差、易氧化和光降解以及在胃肠道中稳定性低等问题，其实际应用仍然有限（Jiao等，2025；Meng等，2024）。因此，这些生物活性物质通常只有很少一部分能被身体良好吸收（Jiao等，2025）。为此，包封技术被用来解决疏水化合物在水中的不稳定、分散性和生物可及性差的问题。高内相Pickering乳液（HIPPEs）的分散相体积超过总体积的74%，通常表现出类凝胶流变性、高包封率和可控的释放特性。因此，它们被认为是脂溶性营养素的理想载体（Jin等，2024；Wen等，2020；Xie等，2024）。HIPPEs可以提高有效载荷在加工和消化过程中的稳定性并延长释放时间，从而增强胃肠道递送；因此，它们可能提高生物可及性和功能效果。

大豆分离蛋白（SPI）是一种 readily available 的植物蛋白，富含两亲性氨基酸，已被广泛用作天然乳化剂（Li, H.等，2026；Zhao等，2022）。SPI吸附在油水界面后，其构象发生变化，暴露疏水区域并在界面层中重新排列带电官能团。这种结构重排促进了致密、弹性界面膜的形成，能够稳定乳液（Zhao等，2022）。单独使用SPI对HIPPE体系中所遇到的高压、高温及其他恶劣条件的抵抗能力有限（Zhang等，2024）。研究表明，将SPI与阴离子多糖混合可以有效增强界面膜，性能提升通常归因于两种生物大分子之间静电和空间位阻作用的协同效应（Nooshkam等，2023；Zhang等，2024）。

岩藻多糖（FUC）是一种源自褐藻的阴离子硫酸化多糖，富含岩藻糖骨架并含有大量硫酸基团；因此，它是一种高度带负电的大分子（Xin等，2026）。除了良好的生物相容性外，FUC还与多种生物活性相关，如抗炎、抗癌和抗氧化作用，这推动了其在食品和生物医学系统中的应用（Lee等，2024）。FUC负电荷基团与带正电荷的蛋白质（如SPI）之间的静电吸引可促进SPI/FUC复合物的形成。此类复合物可以提供增强的胶体稳定性和界面功能。

多酚类化合物，特别是表没食子儿茶素没食子酸酯（EGCG），因其抗氧化、抗炎和抗菌活性而引起了大量研究兴趣（Wang等，2025）。它们的功能意义超越了这些固有的生物活性特性。EGCG还可以与蛋白质和多糖发生共价和非共价相互作用（Ke和Li，2024）。在碱性条件下，EGCG发生自氧化并生成活性醌中间体。这些中间体与蛋白质中氨基之间的共价反应可以驱动结构重排并增强分子间相互作用（Li, K.等，2026）。这种氧化交联可以增强界面膜、改善乳液稳定性，并为递送系统赋予附加功能（Li, K.等，2026；Zhao等，2025）。总体而言，SPI、FUC和EGCG的三元组合具有独特的互补和协同优势：SPI提供基本的界面乳化能力，FUC增强二元复合物的静电和空间位阻稳定作用，而EGCG则通过氧化共价交联进一步收紧网络结构。这种多层级的结构强化使最终的三元复合物能够同时实现优异的胶体稳定性、环境耐受性、流变柔韧性和生物活性保护性能，而这些性能是单一或二元体系无法实现的。然而，尽管蛋白质-多糖-多酚复合物作为食品级界面材料日益受到关注，但仍存在几个重要局限。大多数先前的研究侧重于三元复合物的制备和理化表征，而多酚浓度依赖的结构效应如何转化为HIPPEs的液滴大小、界面覆盖度、粘弹性和结构恢复性仍不清楚。

此外，这些体系的功能评价通常仅限于储存稳定性、包封率或特定生物活性化合物的递送。复合物微观结构、对包封化合物的环境保护、脂质消化、生物可及性以及乳液作为挤出式3D打印墨水的能力之间的关系，很少在单一集成体系中被考察。因此，尚未解决的关键问题不仅仅是三元复合物能否稳定乳液，而是多酚诱导的结构重排如何控制所得HIPPE的多功能行为。

橙皮苷（LMN）是一种从柑橘类水果中提取的生物活性三萜二内酯化合物，具有强抗癌和抗炎活性（Fan等，2019）。其实际应用于治疗和营养领域受到化学稳定性差、水溶性差和口服生物可及性低的限制（Fan等，2019；Yang等，2024）。因此，需要一个能够保护LMN并以可控方式释放的递送系统来提高其稳定性和生物可及性（Yang等，2024）。然而，一个同时解决LMN的环境稳定性、消化行为、生物可及性和可加工性的递送平台仍未得到充分发展。由蛋白质-多糖-多酚复合物稳定的HIPPEs可能通过改变界面特性、消化行为和胶束化效率来帮助克服这些局限。

SPI、FUC和EGCG为应对这一未解决问题提供了合适的模型。SPI可以提供两亲性吸附和界面膜形成，FUC可以引入静电和空间位阻稳定作用，而EGCG可以在碱性条件下氧化生成能够与蛋白质中亲核基团反应的醌中间体。这些相互作用可能将松散结合的SPI/FUC聚集体转化为更致密、机械强度更高的复合颗粒。然而，过多的EGCG也可能导致不均匀交联、聚集或部分官能团掩埋。因此，EGCG的效应预计是非单调且浓度依赖的，最优结构状态不能仅从EGCG的存在推断。因此，需要系统研究以确定EGCG诱导的氧化交联能否同时改善SPI/FUC稳定的HIPPEs的界面、流变、消化和打印性能。

稳定性和生物可及性并非唯一相关的考虑因素。三维（3D）食品打印已发展成为生产具有复杂结构的个性化功能食品的重要技术（Li等，2023）。对于基于乳液的打印墨水，流变行为和结构完整性在很大程度上决定了可打印性、形状保持性和最终构件的机械强度（Li等，2023；Zhou等，2026）。关于由蛋白质-多糖-多酚复合物稳定的HIPPEs且设计用于3D打印的研究仍然稀缺。为填补上述知识空白，本研究的核科学创新在于揭示EGCG诱导的氧化交联对SPI/FUC三元复合物微观结构和界面特性的调控机制，并进一步建立界面结构特征与所得HIPPEs多功能性能之间的相关性。基于这一核心机制见解，我们二级展示了该系统作为改善环境稳定性和消化生物可及性的橙皮苷递送载体的应用价值，以及作为有前景的挤出式3D食品打印食用墨水的潜力。

我们假设EGCG可以改善SPI/FUC HIPPEs的结构完整性和功能特性，并且负载LMN的HIPPEs将表现出增强的稳定性、消化抵抗力和生物可及性，同时不损害3D可打印性。更广泛的目标是开发由三元生物聚合物复合物稳定的多功能HIPPE平台，将改善的生物活性稳定性和生物可及性与食品打印性能相结合，并拓宽多酚强化递送载体在功能食品开发中的潜在应用。

**材料**

岩藻多糖（FUC，纯度>98%）、表没食子儿茶素没食子酸酯（EGCG，纯度>99%）和橙皮苷（LMN，纯度>98%）由麦克林生物科技有限公司（中国上海）提供。大豆分离蛋白（SPI，纯度=85%）购自索莱宝生命科学有限公司（中国北京）。溴酚蓝、尼罗红、尼罗蓝和中链甘油三酯（MCT）购自上海源叶生物技术有限公司（中国上海）。荧光增白剂购自Sigma-Aldrich（St. Louis，美国）。

**粒径和Zeta电位**

粒径和Zeta电位是纳米粒子体系中胶体稳定性的重要决定因素（Zeng等，2026）。如图1A所示，平均粒径从天然SPI的189.57±1.37 nm增加到添加FUC后的198.97±0.55 nm。这种适度增加可能反映了蛋白质和多糖通过静电吸引组装，以及多糖链的附着，从而扩大了颗粒的水动力学体积。

**结论**

通过氧化交联形成的SPI/FUC/EGCG三元复合物是HIPPEs的有效稳定剂。其引入显著改善了LMN在环境胁迫下的保护效果，并提高了其消化生物可及性。含有0.4% EGCG的配方表现出最佳的理化稳定性、增强的脂质水解和优异的3D可打印性。负载生物活性物质不会损害这些特性。多酚强化的蛋白质-多糖

**CRediT作者贡献声明**

全树王：可视化、调查、形式化分析。孙同：验证、数据整理。王东贵：方法论。西敏：写作—审阅与编辑。宋海照：写作—初稿、监督、资源、概念化。

**未引用参考文献**

Huang等，2025；Li等，2026；Li等，2024。

**利益冲突声明**

作者声明没有利益冲突。

**数据可用性**

数据可根据请求提供。

**利益冲突声明**

? 作者声明没有已知的竞争财务利益或个人关系可能会影响本文所报告的工作。

**致谢**

本工作由江苏省研究生科研与实践创新计划（KYCX25_2110，KYCX25_2115）资助。

全树王 | 孙同 | 王东贵 | 西敏 | 宋海照