构建基于巯基化阿拉伯木聚糖共轭胶束的共轭亚油酸保护与控释系统

《Food Research International》：Construction of conjugated linoleic acid protection and controlled-release system based on thiolated arabinoxylan conjugate micelles

　　

• •
  通过酰胺化反应合成了巯基化改性阿拉伯木聚糖（TAX）。
• •
  TAX偶联共轭亚油酸（TAX@C）微胶束通过酯键连接。
• •
  TAX@C中涉及氢键、疏水相互作用和π-π堆积。
• •
  TAX@C显著提高了共轭亚油酸（CLA）的抗氧化稳定性和黏附性能。
• •
  TAX@C中共轭亚油酸的体外模拟释放呈现典型的非菲克扩散特征。

引言

共轭亚油酸（CLA）是一种以共轭二烯结构为特征的多不饱和脂肪酸。此前的研究表明，CLA具有多种生物活性，包括降血糖（He等，2016）、抗氧化（Yang等，2016）、抗癌（Mubeen等，2024）和抗炎（Du等，2024；Yang等，2020）等功效。然而，CLA固有的共轭双键结构也导致其溶解性和稳定性较差，在胃肠道恶劣环境中极易发生过早暴露，导致氧化降解和生物活性丧失（Badawy等，2023；Mubeen等，2024）。因此，在CLA被吸收或靶向递送之前最大程度地减少其氧化损失，并确保在目标肠道区域维持足够的生物活性水平，已成为膳食补充剂和功能性食品开发中的关键研究重点。

迄今为止，研究人员已开发出多种纳米颗粒、微胶囊和囊泡平台以提高CLA的生物利用度和稳定性（He等，2016；Yang等，2020；Zhuang等，2018）。例如，He等（2016）通过将CLA包埋在由辛烯基琥珀酸酐淀粉和黄原胶制成的微胶囊中，显著降低了CLA的耗氧量。Velez等（2017）制备的大豆卵磷脂脂质体在30天的储存期内对CLA的包封效率（EE）超过80%。然而，载药稳定性差、制备工艺复杂以及药物溶解性不佳是这些体系不可避免的问题。聚合物胶束的出现有效解决了这些问题，因为它们通常由两亲性聚合物自组装形成（Beach等，2024）。聚合物胶束独特的疏水内核和亲水外壳结构使其能够有效负载亲脂性药物，同时在水中具有良好的分散性（Cong等，2018；Sarika等，2015）。Agwa等（2020）报道，乳铁蛋白-CLA偶联胶束（-20.67 mV，53 nm）的CLA载药量（LC）高达8.7%，并显著提高了其在模拟胃肠道条件下的靶向性和抗氧化稳定性。另一项研究表明，通过静电自组装形成的阿拉伯胶/酪氨酸钠纳米胶束中包封的CLA比游离CLA具有更好的抗氧化稳定性和溶解性（Gohari等，2024）。然而，关于以阿拉伯木聚糖（AX）作为胶束亲水外壳的研究仍然较少。

AX，又称戊聚糖，是一种存在于谷物细胞壁中的典型非淀粉多糖。作为一种天然植物基原料，它具有优异的生物相容性和生物降解性（Li等，2021；Wang等，2020）。此外，AX已被证明能够调节免疫系统或预防重大疾病。其分子侧链上大量的羟基使其极易进行化学改性（例如疏水链接枝、酯化或羧甲基化）（Borjesson等，2019；Chen等，2024）。先前的研究通常通过巯基乙酸（TGA）的羧基与AX侧链上羟基之间的酯化反应来实现巯基化改性（Ijaz等，2019；Zaman等，2018）。然而，TGA本身固有的毒性以及改性过程中碱性条件导致的活性丧失，进一步限制了其应用。我们此前的研究发现，通过半胱氨酸（Cys）氨基与AX侧链上糖酸的羧基之间的酰胺化反应制备的巯基化AX可以有效避免这些缺点（Jin等，2026）。此外，AX巯基化后的肠道黏附性和抗氧化活性均显著增强。因此，本研究假设由巯基化AX与CLA通过酯化反应形成的胶束对疏水性模型药物CLA具有更优的载药量、靶向性和抗氧化稳定性。

本研究旨在探讨由巯基修饰AX和CLA构建的胶束的形成与载药机理，以及它们对疏水性活性药物CLA释放动力学的影响。对共轭胶束介导的CLA释放及其与黏液的相互作用进行机理分析，对于优化其作为疏水性生物活性物质靶向递送载体的作用至关重要。

章节摘要

材料

AX由实验室独立提取和纯化（其基本组分包括42.05%阿拉伯糖、3.85%半乳糖、5.37%葡萄糖、46.45%木糖和2.28%糖酸），分子量为135.15 kDa。麦克林生化科技有限公司（中国上海）提供了Cys、N,N'-碳二亚胺（CDI）、二甲基亚砜（DMSO）、无水乙醇和芘探针。国药试剂股份有限公司（中国上海）提供了Na₂S₂O₃标准溶液（0.002 M）、三氯乙酸

FTIR与NMR分析

TAX-C偶联物的化学结构通过FTIR和¹H NMR光谱进行鉴定。图1A展示了游离CLA和TAX的FTIR光谱。2923 cm^?1和2859 cm^?1处的特征吸收峰分别对应CLA中转式-CH₂和顺式-CH₂的伸缩振动（Agwa等，2020）。1465 cm^?1和1411 cm^?1处观察到的峰可归属于CLA中-CH₃的对称剪式振动和-CH₃的不对称弯曲振动。在

结论与展望

本研究通过CDI活化的CLA与巯基化TAX的酯化反应，成功制备了一种新型纳米胶束载体（TAX-C）。TAX-C纳米胶束表现出优异的稀释稳定性，其临界胶束浓度（CMC）值仅为15.71 μg/mL（TAX-CX15）。随后，利用这些胶束进一步包封了疏水性模型药物CLA（记为TAX@C），以增强其氧化稳定性和胃肠道稳定性。界面和热力学分析表明，疏水

CRediT作者贡献声明

Chengming Jin：撰写——初稿，软件，方法学，调查研究，形式化分析。Ling Zhu：撰写——审阅与编辑，项目管理。Qingyue Zhu：调查研究，形式化分析。Hui Zhang：软件，资源，资金获取。

利益冲突声明

作者声明不存在可能影响本论文所述工作的已知竞争性经济利益或个人关系。

致谢

本研究获得山东省重点研发计划（2025CXGC010805，2024CXGC010918）以及"山东省食品资源与健康食品开发重点实验室开放项目（ZY202502）"的资助。

Chengming Jin|Ling Zhu|Qingyue Zhu|Hui Zhang