《Food Frontiers》:Liposomal Encapsulation of Damson Plum Phenolics and Their Incorporation Into Functional Milk Beverages
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本研究评估了将新西兰Damson李子提取物(DPE)酚类化合物递送至功能性乳饮料中并在冷藏储存期间保持其稳定性的脂质体策略。研究人员通过高剪切混合(HSM)联合或不联合微流化(MF)制备脂质体,并在冷冻干燥(FD-HSM,FD-HSM+MF)前后评估其性能。与
本研究评估了将新西兰Damson李子提取物(DPE)酚类化合物递送至功能性乳饮料中并在冷藏储存期间保持其稳定性的脂质体策略。研究人员通过高剪切混合(HSM)联合或不联合微流化(MF)制备脂质体,并在冷冻干燥(FD-HSM,FD-HSM+MF)前后评估其性能。与对照组(8.16%)相比,装载DPE的脂质体的掺入将乳品总固形物含量提高至8.80%,且未显著改变粘度,表明流动行为得以维持。然而,与未冷冻干燥体系/对照组(375 ± 13.7?nm)相比,冷冻干燥(FD)脂质体体系使乳品中的表观粒径增大至800.5 ± 72.1?nm,并将pH值降低至5.17,凸显了与酸化和胶体稳定性相关的制剂限制。尽管存在这些基质效应,FD脂质体乳中的酚类回收率仍较高,其中新绿原酸、芦丁和迷迭香酸分别达到98.86%、94.69%和96.00%。在4°C冷藏储存28天后,FD-HSM+MF在掺入乳品后提供了最佳的酚类物质保存效果,表明MF与冷冻干燥的结合可增强乳制品饮料中的酚类保留。因此,在适当管理pH和物理稳定性的前提下,微流化冷冻干燥脂质体代表了一种可规模化的乳品酚类强化途径。综上所述,这项工作为改善乳品中酚类递送和稳定性提供了一种可即用的封装解决方案,是实现商业化可行功能性乳制品饮料的关键一步。
**脂质体封装Damson李子酚类化合物及其在功能性乳饮料中的应用研究解读**
**研究背景与问题**
酚类化合物,特别是黄酮类及其花青素亚类,已被证实具有多种健康相关生物活性,包括在骨骼健康、记忆功能和认知表现方面的潜在作用,以及抗氧化、抗炎和胃肠道益处。尽管干预研究通常采用每天50–400 mg的黄酮摄入量,但通过日常饮食模式达到并维持这些水平仍具挑战性。因此,功能性食品创新成为实现实际、规律消费形式的关键。乳品因其广泛接受性、成熟的加工基础设施和可控强化的机会,成为递送Damson李子(Prunus domestica subsp. insititia)生物活性化合物的理想基质。新西兰Damson李子已被鉴定为酚类化合物的丰富来源,研究人员前期采用优化提取方法从其冷冻干燥(FD)粉末中获得了显著的提取酚类,包括新绿原酸(1099.4 ± 47.0 μg/g)、没食子酸(67.34 ± 0.89 μg/g)和芦丁(67.51 ± 1.52 μg/g)。然而,脂质体封装在功能性饮料系统中,特别是乳品基质中用于保护和递送酚类化合物的系统应用仍相对探索不足。现有研究大多依赖单一封装技术,高剪切混合(HSM)与微流化(MF)的联合效应对封装性能和储存稳定性的影响尚未明确,封装酚类在乳品等复杂食品基质中的行为也未得到全面表征。因此,本研究旨在通过引入和评估双技术联用方法,优化Damson李子生物活性物质在真实食品体系中的保护和递送。
**研究概述与结论**
研究人员采用HSM联合MF制备了装载Damson李子提取物(DPE)的脂质体,并生成对应的冷冻干燥(FD)样品,系统评估了其封装效率(EE)、装载能力(LC)、封装产率(EY)、粒径、zeta电位和形态学特性。将脂质体掺入乳饮料后,进行了近程组成分析、粘度测量、pH检测和28天冷藏储存期间的酚类回收率分析。结果表明,FD-HSM+MF组合在储存28天后显示出最佳的酚类保留效果,新绿原酸回收率达98.86%,迷迭香酸达96.00%,芦丁达94.69%。研究的重要意义在于证明MF与冷冻干燥的结合可显著增强乳制品饮料中的酚类保留,为功能性乳制品的商业化提供了一条可规模化的封装途径,同时明确了pH管理和物理稳定性是需要解决的关键配方挑战。
**关键技术方法**
本研究采用加速溶剂萃取法从冷冻干燥Damson李子粉末(FDDPP)中提取酚类化合物,样本采自新西兰Hastings Karamu的FootSteps Ltd.果园。通过高剪切混合(HSM)联合微流化(MF)制备脂质体,并利用冷冻干燥生成固态脂质体。采用透射电子显微镜(TEM)观察形态,Sephadex G50凝胶过滤进行纯化,高效液相色谱(HPLC)定量酚类化合物并计算封装效率(EE)、装载能力(LC)和封装产率(EY)。使用Malvern Zetasizer测定粒径和zeta电位,流变仪测量粘度,并按AOAC标准方法进行近程组成分析。
**研究结果**
**3.1 DPE装载脂质体的表征**
**3.1.1 封装效率、装载能力与封装产率**
封装性能显著受加工技术和核心材料酚类分布的影响。HSM对儿茶素的封装效率(EE)为88.9% ± 4.7%,高于先前绿茶提取物约80%的报道值。MF使儿茶素EE显著提高4.6%(p < 0.05),表儿茶素EE在FD-HSH+MF样品中显著提高19.8%(p < 0.05)。芦丁的EE在MF处理后显著提高13.8%(p < 0.05),但冷冻干燥对其无显著影响。没食子酸和新绿原酸的EE变化不显著,归因于其较高极性和分析方法局限。MF显著提高了新绿原酸和芦丁的LC 10%–15%(p < 0.05)。多数情况下封装产率(EY)接近80%,MF略微提高EY,但非冻干样品EY更高。
**3.1.2 粒径与zeta电位**
MF显著减小了脂质体粒径(73.2–87.1 nm vs HSM的260.6–301.0 nm),FD样品粒径显著大于非FD样品。zeta电位绝对值接近或超过30 mV,表明静电稳定。冷冻干燥显著降低zeta电位,MF部分弥补了该负面影响,维持了接近?30 mV的值。
**3.1.3 脂质体形态**
TEM观察显示囊泡样结构,但分辨率有限,无法明确区分装载与空脂质体,也未观察到清晰的层状特征,形态学结果仅作为指示性证据。
**3.2 封装DPE在乳饮料中的行为**
**3.2.1 粒径、zeta电位及其与pH值的关联**
FD脂质体使乳品平均粒径显著增大至800.5 ± 72.1 nm,pH降至5.17–5.19,引发酪蛋白胶束聚集。非FD脂质体使pH降至约5.28,也显著增大粒径但幅度较小。zeta电位显示FD脂质体降低了胶体分散稳定性,与低pH下胶体磷酸钙(CCP)溶解和酪蛋白不稳定化相关。
**3.2.2 近程组成分析**
添加脂质体使总固形物含量从8.16%提高至8.80%,但对粗蛋白、粗脂肪、灰分、碳水化合物和纤维无显著影响。冷冻干燥不影响最终产品的营养组成,表明FD封装提取物是适合大规模功能食品生产的稳定配料。
**3.2.3 粘度**
添加未封装或脂质体封装的DPE未显著改变乳品粘度,粘度稳定在0.01648 ± 0.0005 Pa·s,表明流动行为保持牛顿流体特性,对产品质地无负面影响。
**3.2.4 封装酚类化合物在功能性乳饮料中的回收率**
FD-HSM+MF系统实现了最高的酚类回收率,新绿原酸达98.86%、迷迭香酸达96.00%、芦丁达94.69%。MF显著提高了儿茶素和表儿茶素的回收率,分别提高17.3%和16.36%。没食子酸和柚皮素在所有强化样品中均未检测到,可能反映化合物特异性稳定性差异。高回收率归因于冷冻干燥改变双层组织和脂质转变行为,延长了保质期。
**讨论与结论**
讨论部分指出,FD粉末的优越回收率可能源于脱水对脂质双层组织的改变,MF的稳定性作用与纳米脂质体通过控制释放减少多酚降解的报道一致。乳蛋白(酪蛋白)与多酚的疏水结合可能解释回收率差异,并可能影响蛋白质消化率。研究人员建议使用低温保护剂如甘油/碳水化合物混合物以改善冷冻干燥稳定性。研究结论表明,HSM、MF和冷冻干燥的组合是保护新西兰Damson李子酚类化合物的有效策略。FD-HSM+MF总体表现最佳,在冷藏储存28天后实现关键酚类的高回收率。然而,冷冻干燥脂质体在重新分散后产生较大颗粒,酸性醋酸盐缓冲体系将乳品pH降至约5.2,促进酪蛋白聚集并损害胶体稳定性。因此,pH管理和改善冷冻干燥稳定性是商业应用前需要解决的关键配方挑战。未来工作应侧重于pH兼容配方、改善冷冻干燥稳定性以及在中试规模条件下验证酚类生物可及性和保质期。