《Foods》：Sanxan–Whey Protein Isolate Composite-Fabricated Pickering HIPEs: Synergistic Stabilization, Environmental Tolerance and Enhanced Curcumin Bioaccessibility
编辑推荐：
传统高内相乳液（HIPEs）需要高蛋白用量且表现出较差的热-盐耐受性，限制了其作为亲脂性营养素清洁标签食品载体的应用。Sanxan（SAN）具有独特的凝胶和乳化特性，但其在HIPE系统中的应用尚待探索。本研究利用SAN和乳清蛋白分离物（WPI）在较低浓度下制备
传统高内相乳液（HIPEs）需要高蛋白用量且表现出较差的热-盐耐受性，限制了其作为亲脂性营养素清洁标签食品载体的应用。Sanxan（SAN）具有独特的凝胶和乳化特性，但其在HIPE系统中的应用尚待探索。本研究利用SAN和乳清蛋白分离物（WPI）在较低浓度下制备了姜黄素（Cur）负载的HIPEs。在0.8% SAN和3% WPI条件下形成了稳定的凝胶网络。油结合容量达到97.39%，在0.1 M NaCl和90 °C加热30 min后仍分别保持96.74%和97.03%。Cur包封效率在3.5 mg/mL时达到83.23%。傅里叶变换红外光谱（FTIR）验证了SAN、WPI和Cur之间的非共价相互作用，包括氢键、疏水力和静电力。SAN-WPI（SW）-HIPEs提高了Cur的抗氧化活性；与WPI-HIPEs相比，ABTS和DPPH自由基清除能力分别增加了约36.94%和66.22%。体外消化显示，在胃液中仅释放1.06%的Cur；最终肠道释放率和生物可及性分别为94.77%和80.46%。本研究阐明了SAN-WPI二元HIPEs的协同稳定机制，并为功能食品生产中封装和口服递送亲脂性生物活性物质提供了一种低蛋白配方策略。
**论文解读文章：Sanxan-乳清蛋白分离物复合Pickering高内相乳液的协同稳定、环境耐受性及姜黄素生物可及性增强研究**
**研究背景与问题**
多糖是自然界最丰富且功能多样的天然生物材料之一，因其优异的生物相容性、可调凝胶能力和多样分子结构，在食品、制药和生物医学领域广泛应用。其中，微生物胞外多糖因其稳定的生产质量和可定制的理化特性而受到关注。Sanxan（SAN）是一种阴离子胞外多糖，属于sphingan生物聚合物家族，自2020年起在中国被批准为食品添加剂。与果胶、淀粉和卡拉胶等传统植物亲水胶体不同，SAN同时具备高特性粘度、显著剪切稀化行为、热不可逆凝胶化和固有界面活性，展现出作为多功能食品相容生物大分子的潜力。然而，SAN在乳液系统尤其是与蛋白质结合时的应用研究仍十分有限。
高内相乳液（HIPEs，油相体积分数φ ≥ 0.74）因高负载能力和理想流变特性，在低热量食品应用中具有优势，但其实际应用受限于若干挑战：大多数稳定HIPEs需要5% (w/v)以上的蛋白浓度，增加生产成本和热量负荷；单一蛋白体系在等电点或高离子强度下易聚集导致破乳；单独多糖颗粒界面活性不足，常需合成表面活性剂，这与清洁标签产品开发理念相悖。现有蛋白-多糖复合体系仍依赖高蛋白剂量，且对热盐联合应力的抗性有限。因此，开发低蛋白、高稳定性且环境耐受性强的HIPEs成为研究重点。
**研究目的与意义**
本研究旨在利用SAN与乳清蛋白分离物（WPI）的协同作用，构建低蛋白配方的高内相Pickering乳液，用于负载姜黄素（Cur）——一种具有抗氧化和抗炎特性但水溶性差、光热不稳定、口服生物利用度低的亲脂性营养素。通过系统评估WPI用量对HIPE结构、稳定性及Cur保护与释放性能的影响，揭示SAN-蛋白协同稳定机制，为功能食品中亲脂性生物活性物质的递送提供低蛋白策略。该论文发表在《Foods》期刊。
**主要关键技术方法**
研究人员采用以下关键技术方法：（1）使用动态光散射（DLS）测定复合物的粒径、多分散指数（PDI）和Zeta电位；（2）通过光学接触角测量仪测定三相接触角（θ）评估界面润湿性；（3）利用高速剪切分散器制备HIPEs，并通过光学显微镜观察微观形态；（4）采用离心法测定油结合容量（OBC）；（5）使用动态剪切流变仪表征流变特性（粘度、储能模量G′、损耗模量G″）；（6）扫描电子显微镜（SEM）观察微观结构；（7）傅里叶变换红外光谱（FTIR）分析分子间相互作用；（8）评估环境稳定性（离子强度、热处理、储存稳定性）；（9）测定包封效率（EE）及Cur在紫外光和热应力下的保留率；（10）通过ABTS和DPPH自由基清除实验评估抗氧化能力；（11）采用体外模拟胃肠消化模型评估Cur释放率和生物可及性。所有实验至少重复三次，使用SPSS进行统计分析（p < 0.05）。
**研究结果**
**3.1 SW复合物的表征**
- **3.1.1 粒径与Zeta电位**：随着WPI浓度增加，粒径和PDI先增大后减小；当WPI浓度达到2–5%时，蛋白质在界面吸附形成致密Pickering层，粒径和PDI降低并稳定。Zeta电位绝对值随WPI浓度增加单调递减，表明蛋白质吸附提高了液滴电荷密度，增强静电排斥。
- **3.1.2 三相接触角**：SW复合物的接触角随WPI浓度先增大后减小，SW3%组接触角最大、疏水性最强，有利于形成更稳定的Pickering乳液。
**3.2 SW-HIPEs的理化性质**
- **3.2.1 光学显微镜**：与单一SAN或WPI系统相比，复合物显著减小HIPE粒径；3%和4% WPI组液滴最小且最均匀。
- **3.2.2 油结合容量（OBC）**：OBC随WPI浓度先增后减，SW3%组达到97.39%，表明蛋白质在界面形成致密吸附层，有效包裹油滴。
- **3.2.3 流变学测量**：所有样品均表现出剪切稀化行为；复合体系粘度显著高于单一组分，并在4% WPI组达到峰值。在测试频率范围内，储存模量G′始终高于损耗模量G″，损耗角正切tan δ < 0.25，表明凝胶状弹性固体特性。综合OBC结果，SW3%在凝胶强度与配方成本间达到最佳平衡，被选作后续实验。
- **3.2.4 扫描电镜（SEM）**：SAN呈松散片状结构，WPI为球形蛋白颗粒；两者复合后，WPI嵌入SAN结构中形成连续、均匀的三维多孔蜂窝状网络，无结构坍塌或相分离。
**3.3 SW-HIPEs的稳定性**
- **3.3.1 离子强度**：在高盐条件下（0.1–0.4 M NaCl），SW-HIPEs的OBC保持在约95%，0.1 M NaCl时OBC为96.74%，表明分子链缠结阻止了液滴聚集。
- **3.3.2 热处理**：在90 °C处理30 min后，SW-HIPEs的OBC仍保持97.03%，而WPI-HIPEs因加热诱导蛋白聚集OBC增至92.88%，SAN-HIPEs则急剧降至63.13%。SW-HIPEs表现出优异耐热性。
- **3.3.3 储存稳定性**：4 °C储存30天后，SW-HIPEs的OBC仍为89.57%，分别比单一SAN和WPI高49.97%和30.16%，且无油水分离。
**3.4 SW-HIPEs-Cur的包封效率（EE）与OBC**
在Cur浓度2–3.5 mg/mL范围内，EE超过80%，OBC稳定在95%以上；最大EE为83.23%（3.5 mg/mL）。当Cur浓度增至4 mg/mL时，EE降至73.76%，OBC不变。相比之下，相同条件下单一WPI的EE和OBC分别降至68.73%和83.58%。选择3.5 mg/mL Cur进行后续实验。
**3.5 傅里叶变换红外光谱（FTIR）**
FTIR光谱显示，SW复合物中SAN与WPI主要通过非共价键（氢键、疏水相互作用、静电相互作用）相互作用。酰胺A带（3500–3100 cm
-1）和酰胺I、II带（1700–1400 cm
-1）的峰位和强度变化证实了氢键形成及蛋白质二级结构改变。Cur的特征峰在SW-HIPEs中几乎完全消失，表明Cur成功负载并嵌入体系。
**3.6 SW-HIPEs-Cur的稳定性**
- **3.6.1 紫外光与热稳定性**：紫外照射4 h后，SW-HIPEs的Cur保留率为76.66%，高于WPI-HIPEs（71.47%）和Oil-Cur（39.96%）；90 °C加热4 h后，SW-HIPEs的Cur保留率为73.61%，显著高于Oil-Cur（62.68%）和WPI-HIPEs（63.41%）。表明复合壳层形成物理屏障，有效延缓Cur降解。
- **3.6.2 抗氧化能力**：与Oil-Cur相比，WPI体系使ABTS和DPPH清除率分别提高约9.9%和5.7%，而SW体系提高约19.0%和26.5%。SW-HIPEs-Cur的ABTS清除率比WPI-HIPEs-Cur高约10%，DPPH清除率提升更显著。即使在盐和热应力下，SW-HIPEs仍保持较高抗氧化活性。
**3.7 SW-HIPEs-Cur的体外消化稳定性与生物可及性**
在模拟胃消化中，SW-HIPEs保持形态完整，Cur释放率仅为1.06%，远低于WPI-HIPEs（71.91%释放率）和Oil-Cur（3.11%释放率）。在模拟肠消化中，SW-HIPEs表现出持续缓慢释放，最终释放率达94.77%，高于WPI系统（84.03%）和Oil-Cur系统（22.94%）。最终生物可及性为80.46%，显著高于WPI-HIPEs（62.61%）和Oil-Cur（28.27%）。
**总结讨论与结论**
本研究构建了由SAN和WPI协同稳定的低蛋白HIPEs（SW-HIPEs），全面评估了其环境稳定性、Cur包封效率、保护能力及体外胃肠道释放行为。研究结果表明，SAN独特的理化性质使其与WPI形成稳定的高粘弹性界面网络，赋予SW-HIPEs优异的环境耐受性。最优配方（0.8% SAN + 3% WPI）在3.5 mg/mL Cur浓度下实现83.23%的包封效率，并将Cur在紫外光和高热条件下的保留率分别提高1.8倍和2.1倍。复合体系使Cur的ABTS和DPPH自由基清除率分别提高约36.94%和66.22%，且在热盐应力下仍保持优越抗氧化性能。体外消化证实SW-HIPE网络在胃相中保持完整，Cur释放率仅1.06%，在肠相中逐渐持续释放，累积释放率94.77%，最终生物可及性80.46%。
**研究结论**：SW-HIPEs整合了低蛋白配方、高负载能力和优异稳定性，实现了Cur的高效包封、保护和控释。然而，实际应用仍面临挑战，包括复杂条件下的稳定机制、与食品基质的相容性以及对亲脂性生物活性物质的长期保护效果。未来研究将解决这些问题，以推动清洁标签乳液递送系统在功能食品中的应用。同时，需要进一步在动物模型中验证该系统中Cur的体内吸收和转运行为。
