## 乳清分离蛋白-槲皮素复合物稳定乳液增强山茶籽油生物可及性的研究

《Food Chemistry: X》:Enhancing bioaccessibility of camellia seed oil through whey protein isolate–quercetin complex stabilized emulsions

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年09月17日 来源:Food Chemistry: X 6.5

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  山茶籽油(CSO)是中国的一种木本食用油,含有超过90%的不饱和脂肪酸和多种生物活性化合物。大量研究表明,CSO具有多种促进健康的功效,包括抗氧化、降血脂和心脏保护活性。这些发现表明CSO可以作为功能性食品的配料,然而由于其疏水性和较差的水分散性,很难被掺入水

  
山茶籽油(CSO)是中国的一种木本食用油,含有超过90%的不饱和脂肪酸和多种生物活性化合物。大量研究表明,CSO具有多种促进健康的功效,包括抗氧化、降血脂和心脏保护活性。这些发现表明CSO可以作为功能性食品的配料,然而由于其疏水性和较差的水分散性,很难被掺入水基食品体系中。此外,脂质的分散状态导致其消化可及性较差,因为脂质消化取决于脂肪酶可作用的界面面积。

乳化被认为是改善疏水性油脂分散性以及增强其在体外和体内生物可及性的有效策略。乳清分离蛋白(WPI)因其优异的界面活性和公认的安全性而被广泛应用于食品工业。然而,在不利的环境条件下,特别是在等电点附近或在高离子强度下,WPI的乳化性能会受到损害,可能导致液滴聚集。将多酚掺入蛋白质已被证实是改善乳化性能的有效策略,而这种改善与多酚的类型、浓度和相互作用模式密切相关。已有研究表明,槲皮素(Que)和WPI在组合时会相互影响;具体而言,槲皮素调节蛋白质的结构和功能特性,反过来,WPI改善了槲皮素的水分散性和生物可及性。

基于这些考虑,研究人员设计了一种由WPI和Que组成的复合乳化剂,并针对其理化特性和乳化性能进行了配方优化。此外,研究证实了WPI和Que之间存在的分子间作用力,以及Que诱导的WPI构象变化。还根据胶体特性和微观结构优化了乳液体系的组成;通过使用体外消化模型结合数学拟合方法验证了该乳液在生物可及性方面的优越性。
本研究旨在解决山茶籽油(CSO)因疏水性和水分散性差而难以应用于水基食品体系及其生物可及性低的问题。研究表明,乳化是改善疏水性油脂分散性和生物可及性的有效策略,而乳清分离蛋白(WPI)作为食品级乳化剂在不利环境条件下(如等电点附近或高离子强度)乳化性能会受损。已有证据表明多酚与蛋白质的相互作用可以改善乳化性能,其中槲皮素(Que)与WPI可互为增益。基于以上背景,研究人员设计并制备了WPI-Que复合乳化剂,用以构建稳定的水包油型CSO乳液体系,并通过体外消化模型评估其改善CSO生物可及性的潜力。

研究人员首先制备了不同Que添加量(10、20、40、80 mg/100 mL WPI溶液)的WPI-Que复合物,分别记为C??、C??、C??、C??。通过测定复合物的zeta电位、粒径和多分散指数(PDI),筛选出具有最高绝对zeta电位值(16.26 ± 0.03 mV)且粒径和PDI合理的C??复合物。利用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)证实WPI与Que之间主要通过氢键等非共价相互作用结合,并引起蛋白质构象重排;圆二色(CD)光谱分析表明Que结合后WPI的二级结构发生变化,β-折叠含量随Que浓度增加呈下降趋势。乳化活性与乳化稳定性测定结果显示,C??复合物的乳化稳定性指数(ESI)达70.75 ± 0.58%,乳化活性指数(EAI)为0.76 ± 0.01 m2/g,均优于单独WPI。随后以C??复合物为乳化剂,将CSO与复合物溶液按1:10至8:10(w/v)的比例混合制备乳液(E1–E8),通过均质处理获得水包油乳液。经粒径、zeta电位测定以及光学显微镜和共聚焦激光扫描显微镜(CLSM)观察,确定E5(油:复合物溶液 = 5:10,w/v)为最优配方,其液滴粒径为472.30 ± 3.82 nm至869.05 ± 40.66 nm范围内增长中的较小值,绝对zeta电位超过30 mV,且CLSM图像显示WPI-Que复合物在油滴表面形成了完整界面膜。研究人员还评估了E5乳液在不同pH(2–10)和离子强度(50–200 mmol/L NaCl)条件下的稳定性,发现除pH 4(接近WPI等电点)外乳液整体保持稳定。最后,采用INFOGEST 2.0标准静态体外消化模型,对E5乳液和本体CSO进行了模拟口腔、胃和小肠消化,通过测定游离脂肪酸(FFA)释放率并结合一级动力学模型拟合,评价乳液的脂质消化程度和生物可及性。

研究结果表明,CSO乳液在模拟肠道消化120 min后的表观FFA释放率(71.79 ± 0.98%)显著高于本体CSO(53.74 ± 1.15%),提高了18.05%。动力学拟合结果显示,CSO乳液的最大FFA释放率(FFA∞ = 69.33 ± 0.99%)和脂解速率常数(k = 0.0531 min?1)均高于本体CSO(分别为52.28 ± 1.50%和0.0423 min?1),表明乳化作用有效增强了CSO的脂质消化程度和表观生物可及性。

研究人员通过pH耐受性实验发现,E5乳液在pH 2、6、8、10条件下保持稳定,而在pH 4(接近WPI等电点)时因静电排斥减弱出现液滴聚集。离子强度实验表明,在50–200 mmol/L NaCl范围内乳液外观保持稳定,但zeta电位绝对值均低于20 mV,说明盐离子屏蔽了静电排斥,此时乳液的稳定性主要归因于蛋白质-多酚界面层提供的空间位阻效应。

研究人员通过FT-IR分析发现,WPI与Que之间的非共价相互作用(主要是氢键)以及由此引起的WPI构象重排,有利于乳化剂在油水界面的吸附和有序排列。CD光谱分析进一步表明,适量Que的加入改变了WPI的二级结构组成,β-折叠含量减少,这可能促进了蛋白质的界面展开和界面膜的形成。CLSM观察证实WPI-Que复合物在油滴周围形成了均匀完整的界面膜,与静电排斥协同防止液滴絮凝。

研究结论:本体CSO的生物可及性较低,限制了其在功能性食品中的应用。本研究设计了一种由WPI-Que复合物(10 mg槲皮素与100 mL WPI溶液)持续稳定的CSO水包油乳液。当CSO与WPI-Que复合物溶液的比例为5:10(w/v)时,该乳液表现出良好的胶体特性,并且在最大FFA释放率和脂解速率方面,乳液比本体油表现出更高的生物可及性。这些发现表明,WPI-Que复合物可作为一种有前景的食品级乳化剂,用于构建CSO递送系统并提高CSO的潜在生物可及性。
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