鱼油和乳液中烷基没食子酸酯磷脂酰胆碱复合物的链长依赖性抗氧化活性：一种反胶束界面机制

《Food Chemistry》：Chain length-dependent antioxidant activity of phosphatidylcholine complexes of alkyl gallates in fish oil and emulsions: a reverse micelle interfacial mechanism

　　## 摘要- 烷基没食子酸酯-磷脂酰胆碱复合物在鱼油中表现出非单调的链长依赖性抗氧化活性。- 短链复合物（C2）在水溶性界面处淬灭水相引发剂。- 长链复合物（C12）在反胶束叶层中截留脂溶性自由基。- 过量的磷脂微胶束将长链复合物重新定位至油/水界面，从而增强其抗氧化效果。## 引言富含多不饱和脂肪酸（PUFA）的鱼油因其对心血管和神经健康的诸多益处而获得广泛认可，这主要归功于其高含量的二十碳五烯酸（EPA，C20:5n-3）和二十二碳六烯酸（DHA，C22:6n-3）（Shahidi & Ambigaipalan, 2018; Yang et al., 2023）。然而，高度的不饱和性使鱼油极易发生脂质氧化，导致异味形成、营养流失以及潜在的安全隐患（Yesiltas et al., 2021）。在复杂的食品体系中，脂质常以乳液形式存在或被纳入胶体递送系统中，其中广泛存在的油-水界面成为氧化引发和传播的主要场所（Shen et al., 2020）。因此，抗氧化剂在此类异相体系中的效果不仅取决于其化学反应活性，还取决于其界面行为和空间分布（Liu et al., 2025）。酚类抗氧化剂，尤其是没食子酸及其烷基酯（烷基没食子酸酯，A-GAs）（图S1），因其游离自由基清除和金属螯合活性而得到广泛认可（Niu et al., 2024）。然而，它们在散装油和水包油（O/W）乳液中的有效性很大程度上取决于其疏水性以及在油-水界面处的定位能力。已有充分记载的"截断效应"表明，烷基没食子酸酯的抗氧化活性随烷基链长的增加而升高，在达到最优值（通常为C3-C8）后随之下降，因为过高的脂溶性会将分子从界面驱入油相核心（Kim et al., 2023; Li et al., 2021）。抗氧化效果与烷基链长之间的这种非线性关系凸显了界面定位在胶体食品体系中的重要性。磷脂，特别是磷脂酰胆碱（PC）（图S2），是天然存在的两亲性分子，也是食用油脂中重要的表面活性微量组分。虽然散装油在宏观上表现为均质，但其含有微量的水和多种两亲性成分，包括磷脂、单甘酯和双甘酯、游离脂肪酸以及极性脂质氧化产物。当浓度超过其临界胶束浓度（CMC）时，这些成分可围绕纳米级水结构域自组织形成缔合胶体，包括反胶束，其中极性基团朝向水合内部，而烃链则延伸至连续的油相中（Chen et al., 2010; Kittipongpittaya et al., 2014）。由此产生的油-水界面可能成为脂质氧化反应的重要反应域。表面活性的脂质氢过氧化物和过渡金属可能在这些界面处共定位，从而促进金属催化的氢过氧化物分解和自由基生成（Chen et al., 2012; Wang et al., 2025）。与该机制一致的是，由DOPC或DOPE在其CMC以上形成的反胶束加速了脂质过氧化物的形成和/或己醛的产生，并缩短了去杂质油的氧化滞后期，而低于CMC的浓度则几乎没有影响（Chen et al., 2010; Cui et al., 2014; Kittipongpittaya et al., 2014）。然而，反胶束并不总是具有促氧化作用。通过改变抗氧化剂的分配、局部浓度及其与促氧化剂的接近程度，它们可能增强或减弱抗氧化剂的有效性。例如，DOPC反胶束增强了低浓度（10 μM）α-生育酚和Trolox的效果，但在100 μM浓度下降低了其效果。此外，极性更强的Trolox表现出比α-生育酚更大的抗氧化活性，表明抗氧化剂的极性、浓度及其在聚集体内的定位是决定其效果的重要因素（Chen et al., 2011）。因此，反胶束对脂质氧化的净效应取决于其组成、相对于CMC的浓度、含水量以及抗氧化剂的定位和浓度。界面靶向因此成为抗氧化剂设计中的重要考量因素（Berton-Carabin & Villeneuve, 2023; Delfanian et al., 2023）。预先形成的多酚-磷脂复合物已被研究作为一种改善酚类化合物在脂基体系中分散性和稳定性的手段（Mankan et al., 2025; Yang et al., 2020）。然而，烷基链长如何决定A-GAs的PC复合物的组装、界面定位及其在鱼油中的抗氧化活性仍有待阐明。本文系统合成了一系列没食子酸烷基酯（C1-C16）的磷脂酰胆碱复合物，并全面表征了其结构性质。在加速储存条件下，评价了这些复合物在散装鱼油和水包油乳液中的抗氧化效果。监测了初级和次级氧化指标，包括过氧化值（POV）、硫代巴比妥酸反应物质（TBARS）、共轭二烯（CD）、脂肪酸组成及挥发性醛类谱图。此外，利用冷冻透射电子显微镜（Cryo-TEM）、共聚焦激光扫描显微镜（CLSM）和小角X射线散射（SAXS）表征了复合物所形成反胶束的临界胶束浓度（CMC）、形貌及纳米结构。我们的研究结果首次揭示了一种链长依赖性的双重界面机制，这可能解释了为何短链（C2）和长链（C12）复合物均表现出优异的活性。本研究为设计靶向界面的抗氧化剂递送系统用于富含Omega-3的油及乳液提供了理性依据。## 章节要点### 材料与试剂鱼油由青岛海力生科学有限公司（中国青岛）提供。没食子酸（GA）及其酯化衍生物，包括没食子酸甲酯（MG，GA-C1:0）、没食子酸乙酯（EG，GA-C2:0）、没食子酸丙酯（PG，GA-C3:0）、没食子酸丁酯（BG，GA-C4:0）、没食子酸辛酯（OG，GA-C8:0）、没食子酸十二酯（DG，GA-C12:0）和没食子酸十六酯（HG，GA-C16:0），以及磷脂酰胆碱（PC），均购自阿拉丁生化科技有限公司（中国上海）。### 磷脂复合物的结构与物理性质为阐明没食子酸（GA）或其烷基酯（A-GAs）与磷脂酰胆碱（PC）之间的分子相互作用，进行了全面的波谱分析。如图1A1和A2所示，PC在204 nm处呈现最大吸收峰，而没食子酸乙酯（EG）和没食子酸十二酯（DG）分别在218/275 nm和218/276 nm处显示出特征峰。物理混合物和复合物的紫外光谱均保留了各组分的特征峰……### 结论在本研究中，我们合成并表征了一系列烷基没食子酸酯（C1-C16）的非共价磷脂酰胆碱（PC）复合物，并揭示了其在散装鱼油和水包油乳液中呈现的非单调、链长依赖性抗氧化活性模式。值得注意的是，其活性表现出两个最优点，而非随烷基没食子酸酯的烷基链长单调变化：EG-PC（C2）和DG-PC（C12）成为散装鱼油中最具前景的复合物，而DG-PC则表现出额外的……### CRediT作者贡献声明**钱王（Qian Wang）：** 撰写——初稿，数据整理，概念构思。**张青香（Qingxiang Zhang）：** 数据整理，概念构思。**刘 Fujun（Fujun Liu）：** 数据整理，概念构思。**牛巍元（Weiyuan Niu）：** 数据整理，概念构思。**曾湘波（Xiangbo Zeng）：** 形式分析，数据整理。**李川（Chuan Li）：** 撰写——审阅与编辑，数据整理。**王 Xinmiao（Xinmiao Wang）：** 形式分析，数据整理。**周 Dayong（Dayong Zhou）：** 撰写——审阅与编辑。**尹法文（Fawen Yin）：** 撰写——审阅与编辑，监督，资金获取。### 利益冲突声明作者声明，他们没有已知的竞争性经济利益或个人关系可能影响本文所述工作的独立性。### 致谢本工作由"国家自然科学基金（32472260）"和"大连市杰出青年科技人才项目（2023RY018）"提供资金支持。---**作者：** Qian Wang | Qingxiang Zhang | Fujun Liu | Weiyuan Niu | Xiangbo Zeng | Chuan Li | Xinmiao Wang | Dayong Zhou | Fawen Yin