κ-卡拉胶和壳聚糖修饰对姜黄素-紫苏籽油复合脂质体的影响

《Food Hydrocolloids》：Effect of κ-Carrageenan and Chitosan Modification on Curcumin-Perilla Seed Oil Composite Liposomes

　　

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  开发了一种κ-卡拉胶-壳聚糖双层修饰的脂质体系统，用于姜黄素和紫苏籽油的协同递送。
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  双层修饰实现了高包封率（95.27%）和稳定的核壳结构。
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  傅里叶变换红外光谱（FTIR）和拉曼光谱表明，多糖通过静电作用和氢键与脂质体相互作用，而未破坏有序的磷脂双层结构。
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  双层修饰显著增强了脂质体对pH、离子强度和热应力的耐受性。
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  体外消化实验表明，双层修饰脂质体表现出更优的姜黄素和游离脂肪酸的缓释特性，表明其具有改善生物利用度的潜力。

引言

姜黄素是从姜黄根茎中提取的一种天然多酚化合物，具有抗炎、抗氧化、抗肿瘤和神经保护等多种药理活性（Di Lorenzo, et al., 2023; Y.-S. Fu, et al., 2021）。姜黄素的水溶性极差，在生理环境中易降解，口服后代谢迅速，导致全身生物利用度极低，这严重限制了其在功能性食品和制药领域的应用（Can Karaca, et al., 2025; Wu, et al., 2026）。类似地，紫苏籽油富含多不饱和脂肪酸，其中α-亚麻酸（ALA）含量高达60%（Xue, et al., 2023），具有降血脂、抗氧化和心血管保护等多种健康功效（Sun & Ma, 2025）。然而，紫苏籽油中高含量的不饱和脂肪酸使其极易发生氧化酸败。此外，其水溶性差和生物利用度低也严重限制了其在功能性食品和制药领域的广泛应用（Guo, et al., 2025）。姜黄素和紫苏籽油具有相似的应用局限性，且均具有抗氧化和抗炎特性。目前，紫苏籽油主要用于单一组分包裹；与姜黄素等活性成分共包封的研究仍不足够。两者协同递送有望产生协同效应。

脂质体是由磷脂双层自组装形成的封闭囊泡结构，具有两亲性、生物相容性和生物可降解性（C. Wang, et al., 2024）。目前，脂质体被认为是递送生物活性化合物最有前景的载体之一，广泛应用于食品化学和生物医学领域。姜黄素和紫苏籽油等疏水性生物活性化合物可被包裹在脂质体的磷脂双层内，从而提高其分散性和稳定性（Luo, et al., 2025）。然而，传统脂质体固有的稳定性问题使其结构易受自由基、光照、热、离子强度和pH条件的影响。在实际加工和储存过程中，脂质体容易发生聚集、泄漏甚至破裂，这严重限制了其实际应用价值（Xu, et al., 2025）。为克服这些局限性，研究人员开发了多种修饰脂质体表面的策略。其中，利用天然多糖在脂质体表面形成聚合物涂层是改善脂质体稳定性、调控释放行为和增强生物利用度的有效方法（Ni, et al., 2025）。

壳聚糖是一种天然阳离子多糖，由于其优异的生物相容性、生物可降解性和黏膜黏附性而被广泛用于脂质体表面修饰（Ni, et al., 2025）。壳聚糖涂层可通过静电相互作用结合带负电的磷脂膜，显著提高脂质体的胶体稳定性，延长其体内循环时间，增强黏膜黏附并抵抗胃酸环境的降解（Bayati, et al., 2025）。然而，壳聚糖修饰的脂质体仍存在局限性——壳聚糖在碱性条件下溶解度急剧下降，容易发生分子折叠和沉淀，导致脂质体颗粒聚集和不稳定（Majdi, et al., 2026）。此外，单一壳聚糖涂层难以完全屏蔽脂质体免受外部环境的持续影响。为解决这一问题，引入第二层修饰可进一步增强脂质体的结构完整性和环境耐受性。近年来，海藻来源的多糖在食品包装和递送领域得到了广泛研究（Akbar, et al., 2026; Dewi, et al., 2024），其中κ-卡拉胶因其独特的结构和功能优势而脱颖而出。κ-卡拉胶是一种天然阴离子硫酸化多糖（Jabeen, et al., 2025），每个二糖单元含有一个硫酸基团（-OSO₃^-），使其在水溶液中带有密集的负电荷。这意味着κ-卡拉胶可以与带正电的壳聚糖形成更强的静电相互作用，从而形成更稳定、更致密的涂层（Dewi, et al., 2024; Rochín-Wong, et al., 2018）。分子动力学模拟也证实，κ-卡拉胶和壳聚糖分子链倾向于平行排列，这种构象有利于形成更稳定的多层结构（Michna, et al., 2024）。Zhang等人利用乳清蛋白和κ-卡拉胶制备了双层修饰脂质体，其在热稳定性、pH稳定性和盐离子稳定性方面表现出显著优势（Yi Zhang, Gu, Yu, & Yan, 2026）。将壳聚糖与κ-卡拉胶结合使用，有望构建一种稳定、可控的多层脂质体递送平台，能够高效包裹和保护姜黄素和紫苏籽油。

基于上述背景，本研究以姜黄素和紫苏籽油为共包封材料，采用乙醇注入法制备复合脂质体（L），然后以壳聚糖作为第一层（C-L）进行静电包被，再以κ-卡拉胶溶液作为第二层（K-C-L）。系统地研究了这些修饰对脂质体包封率、粒径分布、Zeta电位、微观形貌、膜性质、热稳定性、环境耐受性和体外消化特性的影响。旨在开发一种双层多糖修饰的脂质体递送系统，能够同时保护姜黄素和紫苏籽油并增强其在胃肠环境中的稳定性，从而为功能性油脂和疏水性生物活性化合物的协同递送提供设计参考。

章节摘要

材料

大豆卵磷脂（CAS号：8002-43-5，纯度>90%）购自上海麦克林生化科技有限公司。β-谷甾醇（CAS号：83-46-5，纯度95%）购自上海源叶生物科技有限公司。紫苏籽油购自吉林佰丽生物科技有限公司。姜黄素（CAS号：458-37-7，纯度98%）购自上海麦克林生化科技有限公司。壳聚糖（CAS号：9012-76-4，脱乙酰度≥90%，分子量约100,000）购自

脂质体的制备

为确定壳聚糖（0.1%–0.5%）和κ-卡拉胶（0.02%–0.1%）的最佳修饰浓度，考察了不同浓度下脂质体包封率、粒径、Zeta电位和PDI的变化。在这些参数中，包封率是评估脂质体载药效率的主要指标，而较小的粒径和较低的PDI（<0.3）表明脂质体系统均一性更高、稳定性更好（

结论

本研究采用壳聚糖和κ-卡拉胶对姜黄素-紫苏籽油复合脂质体进行单层和双层修饰。结果表明，壳聚糖的最佳修饰浓度为0.2%，κ-卡拉胶为0.04%。经双层修饰后，包封率提高至95.27%，粒径增大至318.5 nm，Zeta电位由负值转为正值。TEM和AFM证实了

作者贡献声明

郑寰宇：写作——审稿与编辑、可视化、监督、经费获取、数据整理、概念构思。朱梦雪：写作——初稿撰写、验证、方法论、调查研究、正式分析

未引用参考文献

Hu et al., 2025; Tan et al., 2024; Zhang et al., 2026; Zhang et al., 2020.

数据可用性

如需更多信息，将在请求后提供。

利益冲突声明

作者已确认与本论文无利益冲突。

致谢

本研究得到黑龙江省重点研发计划（2024ZXDXB42）资助。

朱梦雪|郑寰宇