通过乳液模板法制备鱼油-鱼明胶复合油凝胶用于姜黄素递送

《Journal of Food Engineering》:Fish oil–fish gelatin composite oleogels via emulsion templating for curcumin delivery

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年08月15日 来源:Journal of Food Engineering 5.8

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  •通过乳化模板法,同源鱼明胶可有效封装鱼油。•0.3–0.5%的鱼明胶可制备出油含量超过84%、氧化稳定性更高的油凝胶。•增加鱼明胶浓度可提升油凝胶的凝胶强度。•鱼油与姜黄素共同递送可提升姜黄素的稳定性和生物利用度。引言鱼油富含ω-3多不饱和脂肪酸,尤其是二十碳五烯酸和二十二碳六

  
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    通过乳化模板法,同源鱼明胶可有效封装鱼油。
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    0.3–0.5%的鱼明胶可制备出油含量超过84%、氧化稳定性更高的油凝胶。
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    增加鱼明胶浓度可提升油凝胶的凝胶强度。
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    鱼油与姜黄素共同递送可提升姜黄素的稳定性和生物利用度。

引言

鱼油富含ω-3多不饱和脂肪酸,尤其是二十碳五烯酸和二十二碳六烯酸,因此具有很高的营养价值以及多种生理活性。此外,从水产品加工副产物中提取的鱼油在可持续利用方面也具有巨大潜力(Y. Sun等人,2025)。然而,EPA和DHA中大量的不饱和双键使得鱼油极易受到氧气、光线和热量引发的氧化降解。同时,鱼油在加工和储存过程中流动性强、易迁移,这也大大限制了其在功能性食品中的应用。因此,研发能够增强鱼油稳定性并有助于递送生物活性成分的结构化脂质体系越来越受到重视。油凝胶作为一种新兴的结构化脂质材料,可通过三维凝胶网络固定液态油脂,有效减少油脂迁移并延缓脂质氧化(Q. Wang, Espert, Flores, Sanz & Salvador,2025)。与传统低分子量凝胶剂相比,蛋白质和多糖等生物聚合物基凝胶剂因其优异的生物相容性、安全性和营养价值而备受关注。近年来,随着食品结构化技术和功能递送技术的发展,基于油凝胶的体系因能够有效调控脂质结构、改善食品质地以及促进亲脂性生物活性成分的递送而日益受到重视。最新研究表明,利用多糖纳米纤维气凝胶等天然生物聚合物构建的新型油凝胶,可通过调控网络结构来优化油脂固定能力和机械性能(Li等人,2026)。此外,对功能型结构化脂质体系的研究也表明,合理设计凝胶网络对于提升生物活性成分的稳定性、调节其消化与释放行为以及提高其生物利用度具有重要意义(Tian等人,2026;Ye等人,2025)。这些研究结果进一步说明,开发具有更高稳定性和功能递送能力的生物聚合物基油凝胶已成为功能性食品领域的重要研究方向。不过,不同来源的凝胶剂在分子结构、界面行为和成网能力方面存在较大差异,它们对鱼油基体系稳定性的影响目前仍缺乏足够了解。
鱼明胶是从鱼类加工副产物中提取的天然蛋白质基凝胶剂,具有出色的生物相容性。与哺乳动物明胶相比,鱼明胶的凝胶化温度更低,环境适应性更强,且氨基酸组成独特。其胶原蛋白结构中含有大量亲水性和疏水性氨基酸残基,这些残基可通过氢键和疏水作用等非共价相互作用帮助形成稳定的网络(H. Yang等人,2022)。此外,由于鱼明胶和鱼油都源自鱼类资源,二者在脂质-蛋白质界面上的相容性可能更好,这有助于提升蛋白质在油-水界面上的吸附能力,进而促进稳定乳液和均匀凝胶网络的形成。这种基于资源特性的界面相容性为设计鱼油基油凝胶提供了新思路。不过,目前关于鱼明胶对鱼油结构调控作用以及界面相互作用对油凝胶性能影响的研究还相对有限。
为了递送姜黄素这类亲脂性生物活性成分,人们已经开发出了多种包封策略,包括脂质纳米颗粒、乳液体系、微胶囊以及结构化脂质体系。其中,乳化模板法通过“乳化-凝胶化”过程将液态油脂转化为具有三维网络结构的油凝胶。该方法具有工艺条件温和、结构性能可调控且适合负载亲脂性生物活性成分等优点(Li, Xi, Wu & Zhang,2023)。以往的研究曾使用羟丙基甲基纤维素和黄原胶等凝胶剂来制备植物油基油凝胶,这类凝胶具有较好的持油能力和机械性能(Q. Wang等人,2025;Zhu等人,2024)。然而,现有研究主要集中在植物油基体系上,而利用鱼明胶制备鱼油基油凝胶的研究则相对较少。尤其是鱼明胶基油凝胶对姜黄素稳定作用及胃肠道释放行为的影响目前尚未完全明确。因此,有必要进一步研究鱼明胶浓度对鱼油-鱼明胶复合油凝胶的结构形成、理化性质以及功能递送性能的影响。
基于以上考虑,本研究采用乳化模板法制备了鱼明胶稳定的鱼油基油凝胶体系,并系统研究了鱼明胶浓度对乳化模板结构、油凝胶网络性质以及氧化稳定性的影响。同时,以姜黄素作为模型亲脂性生物活性成分,评估该体系对姜黄素负载量、热稳定性、体外释放行为以及生物利用度的影响。本研究旨在阐明鱼明胶与鱼油之间的界面相互作用与油凝胶结构性质之间的关系,从而为利用水产品副产物中的蛋白质资源开发稳定的功能性脂质递送体系提供理论依据。此外,这项研究也为拓展鱼油和亲脂性生物活性成分在功能性食品中的应用提供了新的技术思路。

章节要点

材料

鱼明胶(A型,Bloom值为260-270)购自中国苏州的苏州吉力丁海洋生物科技有限公司;鱼油购自中国天津的亚洲鱼油生物科技有限公司;姜黄素(纯度≥98%)和三氯乙酸(分析级,纯度98%)购自中国上海的上海麦克林生化科技有限公司;胰凝乳蛋白酶(1500 U/mg)和氯化亚铁由上海源恩生物科技有限公司提供。

乳液的微观结构与粒径

作为油凝胶的结构模板,乳液的分散性、均匀性和稳定性直接决定了油凝胶后续的性能。图1(A)展示了不同鱼明胶浓度下制备的乳液的微观结构。从图中可以看出,随着鱼明胶浓度从0.1%升高到0.5%,乳液滴的分布更加密集且均匀。鱼明胶作为一种两性聚合物,能够在油-水界面选择性吸附。

结论

本研究采用乳化模板法,以鱼明胶为凝胶剂制备了鱼油基油凝胶体系,并系统分析了鱼明胶浓度对该类油凝胶结构性质、流变行为、氧化稳定性以及姜黄素递送性能的影响。研究结果表明,在所研究的鱼明胶浓度范围(0.3%–0.5%)内,鱼明胶有助于形成滴径更小且分布更均匀的乳液。

作者贡献说明

刘军:项目监督与管理;朱敏芳:项目监督与资源协调;王 Xu梅:软件应用、概念设计;刘杰:论文撰写与修改、初稿撰写、可视化分析、验证研究、正式分析、数据整理;涂宗才:资金筹集;邵艳红:论文撰写与修改、资源协调、方法设计、概念设计。

未引用参考文献

Liu等人,2025;Meng等人,2018;Sun等人,2025;Wang等人,2025;Wang等人,2025;Wang等人,2025;Wang等人,2026;Wang等人,2020。

利益冲突声明

? 作者声明不存在任何可能影响本文研究结果的已知利益冲突或个人关系。

致谢

本研究得到了中国农业研究系统专项基金(CARS-45)以及江西省教育厅研究生创新基金项目(YJS2025057)的支持。
Jie Liu|Min-fang Zhu|Xu-Mei Wang|Jun Liu|Zong-Cai Tu|Yan-Hong Shao
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