《Food Research International》:Lignin nanoparticles-stabilized Pickering emulsions for delivery of curcumin: Gastrointestinal release, gut microbiota modulation and
in vivo intestinal responses
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•通过 甜菜碱 - 乳酸低共熔溶剂辅助自组装 成功制备了木质素纳米颗粒,并作为 Pickering 乳化剂应用于姜黄素递送。•构建的 Pickering 乳液实现了姜黄素在肠道内的靶向释放,并在胃酸消化过程中保护姜黄素。•Cur-LNP-PEs 在 体外 促进了短链脂肪酸的产
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通过 甜菜碱 - 乳酸低共熔溶剂辅助自组装 成功制备了木质素纳米颗粒,并作为 Pickering 乳化剂应用于姜黄素递送。
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构建的 Pickering 乳液实现了姜黄素在肠道内的靶向释放,并在胃酸消化过程中保护姜黄素。
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Cur-LNP-PEs 在 体外 促进了短链脂肪酸的产生,并调节了肠道菌群组成以及基础结肠氧化还原和炎症相关基因表达。
引言
疏水性营养素的口服递送已从单纯增加其在水环境中的分散性,发展为提高其化学稳定性、增加其生物可及性、控制其释放谱以及增强其消化后的生物活性 (Wu 等,2026)。为了实现这些目标,已经开发了一系列先进的胶体递送系统 (Oliveira 等,2026)。与聚合物纳米颗粒和脂质体等传统递送系统相比,Pickering 乳液具有无表面活性剂稳定化、抗聚结能力增强、可调节的界面屏障以及在储存和胃肠道传输过程中对包裹化合物保护增强等优点 (Li, Xiang 等,2025;Yuan 等,2026)。Pickering 乳液因其高物理稳定性和可调节的释放特性而备受关注,这是通过固体颗粒不可逆吸附到油滴表面来实现的 (Fan 等,2024;Liu 等,2026)。可以优化 Pickering 乳液的性质,以增加水分散性、改善化学稳定性、增加口服生物可及性,并增强包裹的疏水性营养素的生物活性 (Wang, Liu, Gao 等,2025;Zhang 等,2026)。姜黄素是一种从姜黄中提取的疏水性营养素,具有强大的抗氧化和抗炎作用 (Kou 等,2025;Wang, Wang, Chen 等,2025)。然而,其在功能性食品中的应用受到低水溶性、较差的化学稳定性、有限的生物可及性以及快速代谢消除的限制 (Cao 等,2024;El Khayat Driaa 等,2026)。因此,除非使用合适的口服递送载体,否则姜黄素的有益生物活性往往不能在 体内 表现出来。除了抗氧化和抗炎活性外,姜黄素越来越多地被认为与肠道稳态调节有关,这部分是通过其与肠道菌群和微生物代谢产物的相互作用实现的 (Liang 等,2026)。然而,其有限的胃肠道稳定性和低生物可及性限制了能够到达肠道环境并参与菌群相关调节的姜黄素数量。因此,理想的姜黄素递送系统应改善其水分散性,保护其免受化学降解,在胃酸暴露期间保留它,促进其在小肠释放,并增强其对肠道微生物组的有益作用 (Xu 等,2024;Huang 等,2026;Peng 等,2026)。
在天然来源的颗粒稳定剂中,木质素因其可再生来源以及作为兼具乳化特性和有益生物活性的多功能成分的能力而尤为有前景 (He 等,2026;Huang 等,2025)。由于结构异质性和尺寸较大,天然木质素难以用作 Pickering 乳化剂 (Chen, Chen 等,2026)。因此,有必要将天然木质素转化为木质素纳米颗粒以提高其功能性能。低共熔溶剂 (DES) 辅助反溶剂沉淀提供了一种温和且可调节的策略,用于将块状木质素转化为胶体纳米颗粒。在该体系中,选择甜菜碱和乳酸构建 DES,因为它们可以形成广泛的氢键网络,这通过削弱木质素内部的分子间相互作用来促进木质素溶解。反溶剂稀释后,溶剂性能的降低促进了木质素自组装成具有改善的胶体分散性和界面吸附能力的纳米颗粒。此外,甜菜碱和乳酸是相对食品相容的成分,这使得该 DES 系统更适合开发用于食品相关应用的木质素基递送材料 (Wang 等,2023;Xu 等,2024)。因此,可以设计纳米颗粒的性质以增强其作为基于乳液递送系统中 Pickering 稳定剂的性能 (Yu 等,2023)。
为解决这一空白,我们提出了一种通过甜菜碱 - 乳酸低共熔溶剂辅助反溶剂自组装策略制备的木质素纳米颗粒稳定 Pickering 乳液系统,旨在将木质素纳米颗粒形成、界面稳定和姜黄素胃肠道递送整合到一个食品相容的平台中。在本研究中,我们制备并优化了木质素纳米颗粒的性质,检查了其形成和稳定负载姜黄素 Pickering 乳液的能力,以及其调节姜黄素 体外 和 体内 胃肠道命运的能力。通过测定其对短链脂肪酸产生、菌群组成以及结肠氧化还原 - 炎症调节的影响,研究了该口服递送系统对大肠的有益作用和潜在机制。因此,这项研究可能导致新型食品级递送系统的创建,从而提高疏水性营养素在食品和其他产品中的功效。
章节摘要
材料与试剂
碱性木质素 (≥95%) 购自上海麦克林生化科技有限公司 (中国上海)。甜菜碱、乳酸、无水乙醇、水杨酸、L-半胱氨酸盐酸盐、α-淀粉酶、过氧化氢、铁氰化钾、三氯乙酸和七水硫酸亚铁购自上海麦克林生化科技有限公司 (中国上海)。姜黄素 (≥98%) 购自 Sigma-Aldrich 公司 (美国密苏里州圣路易斯)。2,2-二苯基 -1-苦基肼基 (DPPH) 和
木质素纳米颗粒的表征
首先,我们研究了使用低共熔溶剂辅助反溶剂沉淀 (DES-AP) 方法将未处理的碱性木质素 (LIG) 转化为木质素纳米颗粒的情况 (图 1A)。LIG 用作未处理的参考材料,而 LNP-5、LNP-7.5 和 LNP-10 分别代表在初始木质素浓度为 5、7.5 和 10?mg/mL 时制备的木质素纳米颗粒。该方法基于将木质素溶解在良溶剂中,然后将该溶液加入不良
结论
在本研究中,使用低共熔溶剂辅助反溶剂沉淀法成功制备了木质素纳米颗粒,随后用作颗粒稳定剂构建负载姜黄素的 Pickering 乳液。含有这些纳米颗粒的最佳负载姜黄素 Pickering 乳液 (Cur-LNP-PEs-7.5) 显示出最理想的整体性能,包括更高的包封效率、增强的物理化学稳定性和更强的抗氧化活性。该
CRediT 作者贡献声明
张江豪: 写作 – 原始稿,方法论,调查,数据整理。 唐琪: 调查,正式分析,数据整理。 韩烨: 方法论,正式分析,概念化。 王者治: 正式分析,数据整理。 米诗超: 方法论,正式分析。 Rakariyatham Kanyasirid: 资源,方法论。 David Julian McClements: 写作 – 审查和编辑,监督。 曹崇江: 方法论,正式分析。 许潇: 写作 – 审查和编辑,监督,
竞争利益声明
作者声明,他们没有已知的竞争财务利益或个人关系可能影响本文报告的工作。
致谢
这项工作得到了 国家自然科学基金 (32472355, 32302040 和 31901699) 以及 绍兴基础科学与科技专项 (2025A11017) 的支持。
张江豪 | 唐琪 | 韩烨 | 王者治 | 米诗超 | Rakariyatham Kanyasirid | David Julian McClements | 曹崇江 | 许潇 | 袁彪