《Foods》：Chitosan-Based Colloidal Delivery Systems as Natural Carriers for Propolis: Physicochemical Characterization and Application in Walnut Sausage
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在本研究中，研究人员开发了一种基于壳聚糖（chitosan）的胶体递送系统（colloidal delivery system, CD），作为从加速溶剂萃取（accelerated solvent extraction, ASE）获得的蜂胶提取物中酚类化合物的
在本研究中，研究人员开发了一种基于壳聚糖（chitosan）的胶体递送系统（colloidal delivery system, CD），作为从加速溶剂萃取（accelerated solvent extraction, ASE）获得的蜂胶提取物中酚类化合物的天然递送系统，并评估了其对核桃香肠功能特性的改善作用。蜂胶提取物被掺入到以不同浓度的双乙酰酒石酸单双甘油酯（diacetyl tartaric acid ester of mono- and diglycerides, DATEM）和卵磷脂（lecithin, L）配制的壳聚糖（C）基胶体递送系统中。含有2.5%壳聚糖、12% DATEM和蜂胶的配方，其粒径为265.9 nm，ζ-电位为+40.8 mV，被选用于进一步的表征和食品应用。胶体递送系统对酚类化合物的包封取决于各酚类化合物的结构特征，其中白杨素（chrysin, 70.51%）、香兰素（vanillin, 65.12%）和苯甲酸（benzoic acid, 51.26%）表现出最高的包封率；经胶体递送系统处理的核桃香肠在贮藏期间降低了脂质氧化并提高了贮藏稳定性。这些研究结果表明，基于壳聚糖的胶体递送系统是一种有前景的载体，可用于提高核桃香肠中蜂胶酚类化合物的包封效果。
**论文解读：基于壳聚糖的胶体递送系统作为蜂胶天然载体的研究**
**一、研究背景与意义**
近年来，消费者对营养与健康之间关系的认知日益增强，推动了功能性食品（functional foods）的发展。功能性食品是指除提供营养外，还能促进健康和预防疾病的食品。在此背景下，利用递送系统通过掺入生物活性化合物（bioactive compounds）来增强传统食品的功能性，成为了一种在不损害食品天然特性的前提下实现创新的策略。
蜂胶（propolis）是蜜蜂从植物分泌物中采集的树脂状物质，因其复杂的化学成分而受到关注，尤其富含酚酸（phenolic acids）、黄酮类化合物（flavonoids）和芳香族化合物。大量研究表明，蜂胶具有广泛的生物活性，包括抗氧化、抗菌、抗炎和抗癌特性，这凸显了其在食品中的功能价值。然而，尽管蜂胶具有这些有益特性，其在食品体系中的应用仍受到限制，原因在于蜂胶水溶性低、生物利用度差、化学性质不稳定以及不良风味，这些因素均可能对消费者接受度产生负面影响。因此，亟需开发有效的递送策略，以改善蜂胶生物活性成分在食品应用中的掺入、稳定性和生物可及性（bioaccessibility）。
为克服这些限制，包封技术（encapsulation technologies）在食品领域得到了越来越多的应用，作为保护手段和递送系统，能够增强稳定性、掩盖不良风味并实现生物活性化合物的控释。在众多包封方法中，基于生物聚合物的胶体递送系统（biopolymer-based colloidal delivery systems）因其能够有效将生物活性化合物整合到食品基质中并保护其免受环境条件影响而脱颖而出。在多糖基载体中，壳聚糖（chitosan）作为一种特别有前景的功能性生物聚合物，在食品体系中用于递送天然生物活性化合物方面备受关注。壳聚糖由甲壳素（chitin）经脱乙酰化得到，具有生物相容性、可生物降解、无毒且具有固有抗菌性。其阳离子特性使其能够与生物活性分子产生强静电及其他非共价相互作用，适合构建稳定的胶体载体系统。
尽管已有多种壳聚糖基递送系统被报道用于蜂胶提取物的包封，包括纳米颗粒、纳米凝胶、凝聚体和乳液，但对于通过加速溶剂萃取（ASE）获得的蜂胶提取物在掺入壳聚糖基胶体载体系统中时的包封和食品应用方面，信息仍然有限。填补这一知识空白对于开发能够提高蜂胶酚类化合物稳定性和食品应用效果的有效天然递送系统至关重要。因此，本研究旨在开发一种用于包封蜂胶酚类化合物的壳聚糖基胶体递送系统（CD），并假设含有ASE蜂胶提取物的壳聚糖基胶体递送系统（经表面活性剂-生物聚合物相互作用稳定）能够有效包封并保留蜂胶的生物活性成分和抗氧化能力，且将该载蜂胶递送系统掺入核桃香肠配方中预期能增强贮藏期间的氧化稳定性。
**二、主要关键技术方法**
研究人员采用加速溶剂萃取（ASE）系统，以70%（v/v）乙醇为溶剂，在温度60°C、压力1600 psi条件下从生蜂胶中制备蜂胶提取物。通过评估壳聚糖浓度（2.5%和5% w/v）以及表面活性剂类型（DATEM和卵磷脂）和浓度（0–12% v/v）两个主要变量制备载蜂胶壳聚糖基胶体递送系统。利用动态光散射（DLS）测定粒径、ζ-电位和多分散指数（PDI）；利用衰减全反射傅里叶变换红外光谱（ATR-FT-IR）分析分子间相互作用；利用共聚焦激光扫描显微镜（CLSM）观察微观结构；利用热重分析（TGA）评估热稳定性；利用超高效液相色谱-轨道阱高分辨质谱联用（UHPLC-Orbitrap HRMS）测定酚类化合物组成并计算包封率（EE%）。核桃香肠样本来源于实验室制备：将角豆糖蜜与淀粉加热混合后冷却至40°C，加入不同体积的胶体递送系统生成三种蜂胶富集配方（WS+10CD、WS+20CD、WS+40CD），以不含CD的配方为对照。核桃香肠经浸涂、干燥、真空包装后于室温贮藏，在0至180天贮藏期内通过硫代巴比妥酸反应物（TBARS）测定脂质氧化程度，通过Folin–Ciocalteu法测定总酚含量（TPC），通过CUPRAC（铜离子还原抗氧化能力）法测定抗氧化活性。
**三、主要研究结果**
**3.1 粒径、ζ-电位和多分散指数分析**
所有配方均处于亚微米范围（约200–700 nm）。含2.5%（w/v）壳聚糖的配方比含5%壳聚糖的配方呈现更小的粒径，表明较高聚合物浓度因黏度增加而促进更大颗粒的形成，且过量壳聚糖可能导致颗粒聚集和桥联絮凝。大多数配方表现出超过+30 mV的正ζ-电位值，表明颗粒间存在强静电排斥力，对聚集具有抗性。蜂胶的掺入进一步提高了ζ-电位，尤其在DATEM稳定的配方中，表明蜂胶成分与壳聚糖基质之间存在有利的相互作用。综合评估ζ-电位和粒径后，含2.5%（w/v）壳聚糖、12% DATEM和蜂胶的配方被选为最优配方。
**3.2 傅里叶变换红外光谱（FT-IR）分析**
FTIR光谱提供了壳聚糖、DATEM、卵磷脂和蜂胶在胶体体系中分子间相互作用的证据。与单一组分的光谱相比，胶体配方（P+CD和P?CD）在O–H/N–H伸缩振动区域（约3300 cm
?1）出现轻微谱带展宽和微小位移，可能与壳聚糖和蜂胶组分之间的氢键相互作用有关。此外，1650–1500 cm
?1区域（归属于C=O键）的强度变化和轻微位移，表明壳聚糖质子化氨基与DATEM或卵磷脂的阴离子组分之间可能存在静电结合或复合物形成。
**3.3 共聚焦激光扫描显微镜（CLSM）分析**
CLSM图像揭示了壳聚糖基胶体递送系统微观结构的形态学信息。荧光图像显示蜂胶相在整个连续壳聚糖基质中均匀分布，无明显相分离，胶体递送系统呈球形形态。
**3.4 热重分析（TGA）**
TGA热谱图揭示了壳聚糖、DATEM、卵磷脂、蜂胶以及复合胶体体系的特征热分解曲线。所有含壳聚糖的样品均表现出多阶段降解特征。在P+CD配方中，与P?CD相比，主要失重的起始温度偏移至约167°C，表明蜂胶的掺入改变了壳聚糖基质的热分解行为。总体而言，蜂胶和乳化剂的加入均引起了热降解过程的显著变化，由带相反电荷基团之间的静电相互作用形成的蜂胶、壳聚糖和DATEM之间的键在高温下表现出更大的解离和降解敏感性。
**3.5 蜂胶提取物及胶体递送系统的酚类化合物分析**
UHPLC-Orbitrap HRMS分析显示，蜂胶提取物的酚类组成中，肉桂酸衍生物占主导地位，主要成分包括阿魏酸（ferulic acid, 2868.86 μg/g）、咖啡酸（caffeic acid, 2111.16 μg/g）、咖啡酸苯乙酯（CAPE, 1426.94 μg/g）和对香豆酸（p-coumaric acid, 1139.64 μg/g）。黄酮类化合物是最丰富的类别，柚皮素（naringenin, 3874.19 μg/g）、高良姜素（galangin, 3369.42 μg/g）和白杨素（chrysin, 2641.85 μg/g）含量较高。载蜂胶胶体递送系统中，肉桂酸衍生物仍以阿魏酸（1035.55 μg/g）、香豆酸（436.17 μg/g）、咖啡酸（394.32 μg/g）和CAPE（384.80 μg/g）为主要成分；黄酮类化合物以白杨素（1862.82 μg/g）和高良姜素（1082.76 μg/g）含量较高，而糖基化黄酮类化合物含量相对较低，表明系统对极性较高的衍生物包封有限。
**3.6 酚类化合物包封率**
包封效率受各酚类化合物化学结构的显著影响。白杨素表现出最高的包封率（70.51±0.25%），这可能与其相对疏水的结构以及与壳聚糖、表面活性剂和其他系统组分之间潜在的非共价相互作用有关。酚酸中，香兰素（65.12±0.62%）和苯甲酸（51.26±0.80%）包封率较高，咖啡酸包封率最低（18.83±2.47%）。糖基化黄酮类化合物（如芦丁、水仙苷、nicotiflorin和紫云英苷）包封率明显较低（8.29%–17.35%），可能由于其高亲水性和较低的界面活性。
**3.7 含胶体递送系统的核桃香肠在贮藏期间的TBARS值**
对照组（WS）在贮藏期间TBARS值最高（从第0天的22.84 μg MDA/g增至第180天的29.06 μg MDA/g），表明无抗氧化配方时脂质氧化持续加剧。所有经CD处理的组别在各贮藏时间点的MDA水平均显著低于对照组，并呈浓度依赖性效应：WS+40CD始终显示最低的MDA值。该结果表明蜂胶ASE提取物中的酚类化合物有效清除了自由基，从而降低脂质氧化并提高核桃香肠的贮藏稳定性。
**3.8 含胶体递送系统的核桃香肠在贮藏期间的总酚含量和抗氧化能力**
第0天，WS组总酚含量（TPC）最低（6.33 mg GAE/g），所有CD处理组均显示更高的TPC值。贮藏期间所有样品的TPC均下降，但CD处理组始终维持显著更高的水平，WS+40CD在贮藏期间始终保持最高的TPC值。抗氧化活性方面，第0天WS组最低（27.73 mg TE/g），CD处理组显著更高（p<0.05），呈剂量依赖性。贮藏期间各组抗氧化活性均逐渐降低。核桃与角豆本身即具有较强的抗氧化潜力，在本配方中蜂胶、核桃和角豆的组合可能因其酚类成分的累积效应而提高了总酚含量和抗氧化活性。
**四、讨论与结论**
本研究建立了一种利用经卵磷脂和DATEM增强的壳聚糖基胶体体系递送蜂胶酚类化合物的创新包封技术。含2.5%壳聚糖、12% DATEM和蜂胶的配方（粒径265.9 nm，ζ-电位+40.8 mV）在核桃香肠应用中能够防止脂质氧化并提高贮藏稳定性。壳聚糖基胶体体系（2.5%壳聚糖，12% DATEM）载蜂胶回收了高含量的蜂胶酚类化合物。
**研究结论**（原文翻译）：在本研究中，研究人员建立了一种创新的包封技术，利用经卵磷脂和DATEM增强的壳聚糖基胶体体系递送蜂胶酚类化合物。含有2.5%壳聚糖、12% DATEM和蜂胶的配方（粒径为265.9 nm，ζ-电位为+40.8 mV）在核桃香肠应用中能够防止脂质氧化并改善核桃香肠的贮藏稳定性。含蜂胶的壳聚糖基胶体体系（2.5%壳聚糖，12% DATEM）回收了高含量的蜂胶酚类化合物。本研究的局限性在于缺乏感官评价、胃肠生物可及性评估、微生物分析以及胶体体系的物理稳定性评估。在未来的研究中解决这些局限性，将有助于对所开发体系的性能、稳定性和应用潜力进行更全面的评估。基于壳聚糖的递送系统结合具有成本效益的食品级表面活性剂，可能代表一种有前景的平台，用于生物活性化合物的包封和控释，特别是在食品和营养应用领域。
