O/W纳米乳液与环糊精包封的视黄醇和儿茶素共递送协同提高氧化稳定性和生物利用度

《Food Chemistry》：Co-delivery of retinol and catechin encapsulated in O/W nanoemulsion and cycloamylose synergistically improved oxidative stability and bioavailability

　　- 设计了一种使用纳米乳液和包合物的新型共递送系统。- CA-CT包合作用显著提高了CT的溶解度和稳定性。- CA-CT包合物降低了油水界面处的脂质氧化/视黄醇降解。- 在消化过程中，共递送系统中的视黄醇和CT的生物可及性得到了增强。- 视黄醇/CT共递送系统具有较高的细胞吸收率和抗氧化活性。## 引言将具有互补功能性的多种生物活性物质引入食品体系中，是提升营养质量和促进健康效益的有效策略。视黄醇（维生素A）和儿茶素（CT）是天然生物活性物质，具有多种生物活性，包括抗氧化、抗炎和代谢调节作用（Jiang等，2019；Yin等，2026）。然而，由于化学稳定性差、水溶性低以及加工和储存过程中生物利用率降低，其在功能性食品体系中的应用受到限制（McClements & Li，2010；Wani等，2016）。视黄醇的共轭双键反应活性高，在光、氧气和热的作用下极易降解，导致反-顺异构化、分子碎片化和光氧化（Park等，2019）。同样，CT由于酚羟基的氧化产生活性醌中间体，稳定性也受到限制，导致生物活性丧失（Huang等，2025）。这些降解反应降低了CT的功能效果，损害了功能性食品的营养质量（Liu等，2023）。除了其固有的生物活性外，据报道CT能抑制乳品体系中由光氧化脂质氧化引起的视黄醇降解，表明CT与视黄醇之间存在潜在的协同相互作用（Jung，2011）。因此，CT可以在共递送系统中发挥双重功能，在保持自身生物活性的同时，为共包封的视黄醇提供氧化保护。这些互补作用表明需要一种递送策略，既能稳定两种生物活性物质，又能保持它们各自的功能。各种递送系统，包括乳液、脂质体和纳米颗粒，已被开发用于提高生物活性物质的稳定性和可控释放（McClements & Li，2010；Ruttala等，2017）。然而，这些系统对于同时递送具有不同物理化学性质的生物活性物质仍不够理想（Liu等，2023）。例如，视黄醇主要具有疏水性，而CT则相对亲水，且这些化合物经历不同的降解途径（Huang等，2025；Park等，2019）。这些差异对在同一递送平台中共包封构成了重大挑战，通常导致稳定性降低和生物利用率有限（Cui等，2023）。因此，能够根据生物活性物质的物理化学特性进行空间容纳，同时提高稳定性和生物利用率的共递送系统是极为理想的。油包水（O/W）乳液被广泛用作疏水性生物活性物质的递送系统，因为其能在分散的油滴中溶解疏水分子（David & Akhondi，2023；Hu等，2023）。然而，O/W乳液中的脂质氧化主要发生在油水界面处，脂质氢过氧化物在此处积累，水相中的促氧化剂很容易接触到分散的脂质相（Feng等，2023；Springer等，2023）。当视黄醇被包封在O/W乳液中时，其两亲性结构促进了其在油滴界面的优先定位，亲水末端基团暴露于水相中，疏水链嵌入油相中（Park等，2019）。这种界面定位增加了视黄醇对氧化降解的敏感性。因此，提高油水界面的氧化稳定性被认为是增强乳化递送系统中视黄醇化学稳定性的关键策略。酚类化合物，如CT，被广泛认为是控制基于乳液的食品体系中脂质氧化的天然抗氧化剂（Chen等，2023；Zhou & Elias，2012）。然而，它们在乳液中的有效使用需要足够的水分散性和化学稳定性，同时保持对油水界面的可及性（Kiokias & Oreopoulou，2022）。环状葡聚糖，包括环糊精（CDs）、环状肌动蛋白（CA）及其衍生物，是满足这些要求的理想载体，因为它们疏水的外表面和疏水的空腔状结合区域可以通过主客体相互作用容纳酚类化合物（Cho等，2025；Rho等，2017）。在这些载体中，CA是一种大环环状α-1,4-葡聚糖，由α-1,4连接的D-葡萄糖单元组成，通过4-α-葡聚糖转移酶的酶促作用产生，聚合度通常在约17到数百个葡萄糖单元之间（Larsen，2002）。与具有刚性且结构明确的空腔的传统环糊精不同，CA表现出由扭曲的螺旋段通过延长环区连接而成的柔性环状结构，产生多种不同大小和构象的空腔状结合区域（Hedi等，2021；Larsen，2002）。这种结构柔性可能使CA能够容纳具有不同分子大小和几何形状的客体分子，同时保持较高的水溶性和生物相容性（Larsen，2002；Rho等，2017；Rho & Kim，2022）。这些特性使CA成为提高CT溶解度和稳定性以及促进其掺入含疏水性生物活性物质的共递送系统水相的有前景的载体。整合多种递送平台的共递送系统提供了一种有前景的方法，可以同时包封具有不同物理化学性质的生物活性物质，从而实现协同功能和增强稳定性（Wei等，2020）。先前的研究表明，将不同的载体系统结合，如乳液与生物聚合物纳米颗粒或脂质体与多糖包合物的结合，可以通过在空间上分离生物活性物质的同时允许协调释放和功能，克服单一递送系统的局限性（Ruttala等，2017；Wei等，2020）。尽管取得了这些进展，共递送策略，特别是针对乳液中界面稳定和氧化控制的策略，仍然相对较少被探索。因此，本研究旨在通过将O/W纳米乳液与基于CA的包合物整合，开发一种新型共递送系统。假设CT与CA的包合作用可以提高CT的水溶性和稳定性，同时使CA-CT包合物能在油水界面提供抗氧化保护，从而保护负载在O/W纳米乳液油滴中的视黄醇免受氧化降解。为了验证这一假设，系统地研究了共递送系统的物理化学性质、界面分配行为、氧化稳定性、体外消化特性和细胞生物可及性。本研究为高级功能性食品和营养补充剂配方中多种生物活性物质的同时递送提供了机制基础和实践策略。### 材料全反式视黄醇（纯度≥95%；R7632）和(±)-儿茶素水合物（CT，纯度≥96%；C1788）购自Sigma-Aldrich Chemical Co.（美国密苏里州圣路易斯）。环状肌动蛋白（CA；批号GSR1020），平均分子量为6600 Da，购自Ezaki Glico Co., Ltd.（日本大阪）。CA、视黄醇和CT的一般信息见表S1。乳清蛋白分离物（WPI；产品编号：9500）购自Protient, Inc.（美国明尼苏达州圣保罗）。大豆油购自一### CA的分子量分布通过MALDI-TOF MS测定的CA分子量分布如图S1所示。CA样品显示出广泛的聚合度（DP）分布，范围从23到44。相邻峰之间观察到规则的162 Da质量增量，对应于一个无水葡萄糖单元，证实产物是由不同DP的环状α-1,4-葡聚糖组成的（Park等，2018）。与具有刚性空腔且固定的传统环糊精（CDs）不同，### 结论通过将O/W纳米乳液与基于CA的包合物整合开发的共递送系统有效提高了视黄醇和CT的稳定性和胃肠道生物可及性。将CA-CT包合物掺入负载视黄醇的纳米乳液中，提供了一种多功能递送平台，在储存和胃肠道消化过程中提高了视黄醇的稳定性的同时保留了CT的功能。CA-CT包合物增强了CT的保留和生物可及性，而其### CRediT作者贡献声明**In-Geun Jung（丁仁俊）：** 撰写 – 初稿、验证、方法论、调查研究、形式化分析。**Shin-Joung Rho（卢信炯）：** 撰写 – 审阅与编辑、撰写 – 初稿、可视化、资金获取、数据管理、概念化。**Yong-Ro Kim（金永鲁）：** 撰写 – 审阅与编辑、监督、资源、项目管理、资金获取、概念化。### 未引用参考文献Cayman Chemical，2022Li等，2020Szuts和Harosi，1991Tian等，2022Tie和Tan，2022Xue等，2024Zhao等，2024### 利益冲突声明作者声明他们没有已知的竞争性财务利益或个人关系，这些关系可能影响本文所报道的工作。### 致谢本研究由韩国政府（MSIT）资助的韩国国家研究基金会（NRF）资助（RS-2023-00278808）。本研究还得到教育部资助的韩国国家研究基金会（NRF）基础科学研究项目的支持（RS-2023-00245585）。作者感谢首尔国立大学大学间研究设施国家中心（NCIRF）在MALDI-TOF MS分析方面提供的协助。In-Geun Jung | Shin-Joung Rho | Yong-Ro Kim