《Food Chemistry》：Effects of modified β-lactoglobulin on
in vitro digestion and absorption characteristics of algae oil emulsion
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•β-Lg 经过糖基化、高压微流化（HPM）处理和 EGCG 共价结合改性的处理。•由 EHG48β-Lg 稳定的藻油乳液表现出最佳的 DHA 生物利用度。•由 EHG48β-Lg 稳定的藻油乳液具有优异的 DHA 吸收/转运率。引言二十二碳六烯酸（DHA）在抗炎和心血管保护方面
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β-Lg 经过糖基化、高压微流化（HPM）处理和 EGCG 共价结合改性的处理。
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由 EHG48β-Lg 稳定的藻油乳液表现出最佳的 DHA 生物利用度。
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由 EHG48β-Lg 稳定的藻油乳液具有优异的 DHA 吸收/转运率。
引言
二十二碳六烯酸（DHA）在抗炎和心血管保护方面起着不可替代的作用（Liu 等，2022）。然而，DHA 的水溶性较低，且容易发生氧化降解，这严重降低了其在人体内的生物利用度（Jala 等，2025）。Wang 等人（2022）发现，在模拟胃肠道消化后，游离藻油中的 DHA 只占总油中 DHA 的 40%。相比之下，当藻油以乳液形式输送时，其释放率增加了 12%（Wang 等人，2022）。因此，通过递送系统提高 DHA 的生物利用度和吸收率已成为开发功能性脂质载体的关键挑战。
目前，乳液、微胶囊和脂质体是常用的营养输送载体（Zhang, Xie, Shao, Yue, & Li, 2025）。其中，乳液因其制备过程简单和生物活性物质的利用率高而受到青睐（Wei 等人，2025）。Liu 等人（2024）发现，由酪蛋白-葡聚糖结合物稳定的Pickering乳液使叶黄素的生物利用度比未乳化的油提高了 29%。然而，乳液的体外效果在很大程度上取决于所选的乳化剂（Marhamati 等人，2021），因为乳化剂可以调节胆酸、辅脂酶和脂肪酶在水油界面上的吸附，同时可能控制脂肪酸从脂滴向上皮细胞的扩散。与糖酯等乳化剂相比，基于蛋白质的乳化剂在食品产品中得到广泛应用，这得益于它们的高营养价值（Loveday，2019）。在所有常见的植物和动物来源的蛋白质中，β-乳球蛋白（β-Lg）因其出色的抗氧化性和两亲性而成为优选选择（Ye 等人，2025）。然而，天然 β-Lg 的功能性容易受到加工条件和环境因素（如热量、pH 值、剪切应力和离子强度）的影响，这使得它难以满足复杂食品系统的需求，进而影响功能性活性物质的生物利用度（Song 等人，2024）。
通过化学或物理改性的方法改善蛋白质的功能性，以提高生物活性物质的生物利用度和乳液稳定性，目前是一个研究热点。例如，Li、Jiang 和 Shi（2024）使用乳清蛋白分离物-壳聚糖复合物制备了封装姜黄素的乳液，从而将其生物利用度提高了 50.8%。Barbosa 和 Garcia-Rojas（2025）发现，在由卵白-阿魏酸复合物稳定的乳液系统中，维生素 D 的生物利用度达到了 49.9%。Zhang、Zhu、Wang、He、Ritzoulis 和 Jones（2025）发现，通过淀粉样纤维化、糖基化和酶解改性的 β-乳球蛋白稳定的乳液使二十碳五烯酸/二十二碳六烯酸（EPA/DHA）的生物利用度提高了 10.5%。在蛋白质改性策略中，与（-）表没食子儿茶素-3-没食子酸（EGCG）的共价结合、高压微流化（HPM）处理和糖基化因被认为具有安全性和有效性而受到优先考虑。
糖基化通过梅拉德反应在蛋白质表面引入多糖链（Deng 等人，2026）。这种化合物体积的增加可以增强空间位阻，从而提高乳液的稳定性（Shi 等人，2025；Zhang 等人，2024）。HPM 处理通过施加机械剪切力促进蛋白质结构的展开，增加疏水部位的暴露，从而增强其与多酚的结合能力（Sari 等人，2024；Tang 等人，2024）。EGCG 与蛋白质的共价结合通过酚羟基的抗氧化作用抑制脂质氧化（Man 等人，2024）。该团队之前的研究表明，经过 EGCG 共价结合、高压微流化（HPM）处理和糖基化（EHG48β-Lg）多重改性后，β-Lg 的抗氧化性能和乳化活性显著增强（Wang 等人，2026）。同时，由 EHG48β-Lg 稳定的藻油乳液在严格的环境挑战下（pH 值高达 10、300 mM NaCl、90°C）表现出优异的稳定性（Wang 等人，2025）。然而，上述研究主要关注乳液静态稳定性和抗氧化性能的优化，仍然缺乏对界面行为演变及其在消化过程中对脂质生物利用度影响的系统讨论。
成熟的体外消化模型为分析模拟消化环境中乳液的动态变化提供了有效手段（Zhao 等人，2025）。关于包封在乳液滴中的油脂的消化，已知分散的脂质滴的尺寸特性和界面组成直接影响消化过程中的脂质水解效率（Michels 等人，2023）。此外，脂溶性成分的生物利用度也取决于消化产生的胶束在肠上皮中的吸收和转运效率（Fagundes & Colgan，2026；Zhang、Zhu、Wang、He、Ritzoulis、Jones 等人，2025）。经过培养和融合后，特征明确的 Caco-2 细胞模型可以自发分化为具有肠上皮细胞形态和功能的单层结构，表达典型的微绒毛、紧密连接以及多种消化酶和转运蛋白（Fukada & Nakamura，2025）。因此，该模型用于模拟肠上皮细胞对营养物质的摄取和跨膜转运，为评估 DHA 吸收效率提供了生物学基础（Li、Xia 等人，2024；Zhang、Xie、Shao、Yue & Li，2025）。
基于我们之前的研究，本研究使用多改性的 β-Lg（EHG48β-Lg）作为乳化剂构建了藻油乳液系统（Wang、He、Liu、Tang 和 Liu，2025；Wang 等人，2026）。通过模拟 oral-gastric-intestinal 三阶段体外消化过程，分析了乳液的流变特性等特性。评估了脂质和氨基酸的释放动力学，并使用 GC–MS 量化了生物吸收动力学。进一步使用 Caco-2 细胞评估了消化后乳液组分的细胞毒性、DHA 吸收率和跨膜转运率，探讨了改性界面蛋白对脂质吸收的调节作用。本研究旨在阐明多重改性的界面蛋白如何调节脂质消化和 DHA 吸收，从而为设计高效藻油输送系统及其在功能性食品中的应用提供理论基础。
章节片段
材料
藻油购自 CABIO Biotech（武汉）有限公司（中国武汉）。人类 Caco-2 细胞（传代 10–20）购自 Shanghai Anwei Biotechnology Co., Ltd.（中国上海）。MEM 完全培养基（含 20% 胎牛血清）由 Shanghai Qida Biotechnology Co., Ltd.（中国上海）提供。所有其他化学品（如盐酸、氯化钙等）均为分析级，购自 Sigma-Aldrich Co., Ltd.（中国上海）。
界面吸附速率和吸附膜厚度
频率变化（Δf）与吸附在 O/W 界面的复合物的质量密切相关，而耗散变化（ΔD）主要由于吸附蛋白复合物形成的膜的性质变化引起（Priyadarshini 等人，2023）。复合物的引入最初导致 Δf 迅速下降和 ΔD 迅速上升，这对应于油水界面上的快速吸附阶段（图 1）。随着注射时间的
结论
本研究使用未改性和改性的 β-Lg 作为乳化剂构建了藻油乳液。通过 Caco-2 细胞模型和体外消化实验，揭示了改性蛋白对乳液消化特性和 DHA 吸收效率的调节作用。研究结果表明，作为乳化剂的 EHG48β-Lg 具有多项优势，包括可量化的消化稳定性、增强的脂质分解和吸收促进作用。
CRediT 作者贡献声明
Rui Wang：撰写 – 原始草稿、方法学、实验设计、数据管理、概念化。Qingchun Zhang：实验设计。Jianfei He：撰写 – 审稿与编辑。Weilin Liu：撰写 – 审稿与编辑。Christos Ritzoulis：撰写 – 审稿与编辑。Wei Tang：撰写 – 审稿与编辑。Jianhua Liu：撰写 – 审稿与编辑、监督、实验设计、资金申请。
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。
致谢
本研究得到了浙江省自然科学基金（编号：LR23C200003、LR24C200001、LQN25C200007）、国家自然科学基金（编号：32272473、32302287、32402296）、浙江省重点研发计划（编号：2025C04042和浙工大联合项目（编号：KYY-ZH-2024013）的资助。
Rui Wang|Qingchun Zhang|Jianfei He|Weilin Liu|Christos Ritzoulis|Wei Tang|Jianhua Liu
