氢化棕榈油与大豆油混合对VB12水包油包水（W/O/W）微胶囊光稳定性和消化特性的调控及其在软糖体系中的应用

《Food Bioscience》：Regulation of a blend of hydrogenated palm oil and soybean oil on the photostability and digestive properties of VB 12 W/O/W microcapsules and its application in gummy candy systems

　　

摘要

维生素 B₁₂ (VB₁₂) 光敏感性高且口服生物利用度低。其在胃肠道中的不稳定性以及有限的内因子介导吸收，限制了其在功能性食品中的应用。为了解决这些局限性，我们提出了一种新颖的策略，利用氢化棕榈油 (HPO) 和大豆油 (SBO) 脂质混合物 (HPO/SBO) 来提高封装在冷冻干燥水包油包水 (W/O/W) 微胶囊中的 VB₁₂ 的光稳定性，并定制其消化释放行为。调整混合比例可调节脂质基质的结晶度和堆积密度，从而控制封装 VB₁₂ 的光稳定性和消化行为。随后将该配方应用于软糖中。结果表明，将 HPO 比例增加至 60% 促进了更致密的微胶囊网络形成并降低了水分活度，从而将 VB₁₂ 的光保留率从 26% 提高到约 60%。值得注意的是，该配方比例产生了有利的低胃释放 (<50%) 和高效肠释放 (接近 100%)，解决了胃保护与肠释放之间的典型权衡问题。当掺入软糖中时，该配方还显示出优异的光保护和释放平衡性，具有良好的体系适应性。总体而言，HPO/SBO (60:40) 作为一种有效的结构调节剂，通过晶格网络调节来稳定 VB₁₂ 并调节其释放。该策略在设计高性能 VB₁₂ 强化食品方面具有巨大潜力。

引言

维生素 B₁₂ (VB₁₂) 是一种必需的微量营养素，在维持神经功能和支撑造血方面起着关键作用。VB₁₂ 缺乏如果不治疗可导致巨幼红细胞性贫血、神经功能障碍和不可逆的神经损伤 (Pelloso et al., 2026; Chen et al., 2023)。这种缺乏症在女性、老年人和素食者中尤为普遍，使得有效的补充变得越来越重要 (Ceribeli et al., 2023)。然而，VB₁₂ 的实际应用受其较差的光稳定性和有限的口服生物利用度的制约 (Lodowski et al., 2014)。由于光诱导其钴碳 (Co-C) 键断裂，VB₁₂ 具有光敏感性 (Koseki et al., 2026)，且其胃肠道吸收本质上效率低下，因为吸收依赖于与内因子结合，并主要发生在远端肠道。此外，VB₁₂ 在胃部酸性条件下易降解，进一步降低了其口服效能 (Lee et al., 2025)。

为了克服这些障碍，开发了各种基于载体的递送系统，其中水包油包水 (W/O/W) 双乳液因能封装亲水生物活性化合物并提供控制释放轮廓而备受关注。然而，W/O/W 微胶囊的性能仍然高度依赖于油相的特征，这关键影响乳液稳定性、封装效率和胃肠道释放行为，使油相优化成为提高 VB₁₂ 负载系统保护效能的一种有前景的策略 (Wu et al., 2026; Tian et al., 2024)。在此背景下，固体脂质在增强封装生物活性物的光稳定性方面显示出相当大的潜力，通过形成晶态基质来限制分子迁移性，减少氧气和紫外线渗透率，并在内部水液滴周围创建致密的界面屏障 (Chai et al., 2022; Zhu et al., 2024; Zahedi et al., 2024; Pang et al., 2021; Shu et al., 2023)。研究表明，用适当的非离子表面活性剂稳定的固体脂质纳米颗粒可实现超过 90% 的亲水化合物封装效率，同时修改乳液流变学以抑制液滴合并并提高长期稳定性 (Akhtar et al., 2024; Hu et al., 2025; Fragal et al., 2025)。

在食品级固体脂质中，氢化棕榈油 (HPO) 特别有吸引力，因其高熔点、明确的晶格网络和低不饱和度，这些共同赋予其优于其他植物源固体脂质（如大豆油硬脂或微藻硬脂）的氧化稳定性 (Santos et al., 2019)。与其他常见固体脂质（包括硬脂酸、单硬脂酸甘油酯和三棕榈酸甘油酯）相比，HPO 在微封装方面显示出两个显著优势。首先，其主要成分 C16:0 和 C18:0 有利于形成稳定的 β' 多晶型，多晶型转变倾向低，减少了储存期间的核心物料泄漏 (Carvalho et al., 2019; Ribeiro et al., 2013)。其次，其长链脂肪酸支持 W/O/W 衍生的微胶囊中紧密的脂质壁网络。β' 晶体形成较小、更灵活的网络，具有更大的晶格缺陷，这提高了封装效率并实现了可控释放。相比之下，富含 C18:0 的脂质倾向于主要以 β 形式结晶，形成刚性、缺陷较少的结构，这可能损害包埋和控释 (Santos et al., 2019)。此外，HPO 通常被认为安全、具有成本效益，且在体温下保持固体状态，使其成为喷雾冷却微封装实用且可扩展的壁材料 (Barbosa et al., 2018)。

VB₁₂ 缺乏对老年人、婴儿、幼儿和孕妇的影响不成比例 (Stover et al., 2010)。然而，常规药片和硬胶囊对这些脆弱人群构成了吞咽相关的挑战，这可能降低补充剂依从性。相比之下，软糖易于吞咽，且在前述人群中接受度高，构成功能性食品市场中增长最快的类别之一 (Yan et al., 2021)。此外，它们也是维生素强化产品的成熟形式 (Espinoza-Espinoza et al., 2024)。重要的是，将微胶囊掺入软糖不会损害最终产品的感官属性 (Ghiraldi et al., 2021)，支持其作为 VB₁₂ 强化的消费者友好载体的潜力。

尽管具有这些有利属性，很少有研究系统地表征了 HPO 和大豆油 (SBO) 在 W/O/W 微胶囊中的相态以保护 VB₁₂，以及其在软糖中的应用。HPO 和 SBO 在增强光稳定性、改善封装性能和调节胃肠道释放方面的具体作用尚不清楚，且最佳混合比例尚未确定。这代表了一个重要的研究空白，促成了本研究。

本研究旨在开发含有 HPO/SBO 的 W/O/W 微胶囊用于 VB₁₂ 递送。变化 HPO 与 SBO 的比例以评估微胶囊和基于果胶的软糖中 VB₁₂ 的光稳定性。此外，阐明了其对微胶囊结构和物理化学性质的影响。进行体外胃肠道消化以评估 VB₁₂ 释放，并通过相同的消化测试评估 HPO/SBO 在调节释放动力学中的作用。本研究旨在建立微胶囊结构与胃阶段低释放机制和肠阶段高释放机制之间平衡的关系。最后，在软糖基质中测试微胶囊以评估其稳定性和消化性能。本研究支持设计增强 VB₁₂ 稳定性、保护和控释的食品级递送系统。

章节片段

材料

在本研究中，HPLC 级 VB₁₂ 由 NHU 生物科技有限公司 (中国黑龙江) 提供。阿拉伯胶 (GA)、黄原胶 (XG)、酪蛋白酸钠 (SC) 和多聚甘油蓖麻醇酸酯 (PGPR) 分别采购自鼎利生物可降解材料有限公司 (中国黑龙江)、尚方生物科技有限公司、阿达玛斯 - 贝塔化学试剂有限公司和麦克林生化有限公司。SBO 和 HPO (纯度：99%; 熔点：58 °C) 采购自益海嘉里金龙鱼食品集团股份有限公司和

HPO/SBO 对微胶囊光稳定性保留率的影响

如图 2A 所示，HPO/SBO 中 HPO 的增加显著提高了微胶囊的封装效率。这种增强可归因于 HPO 提供的壁基质结构完整性的提高，使微胶囊能够更好地承受外部应力，如加工过程中的剪切力，从而减少膜破裂和 VB₁₂ 泄漏。从机制上讲，HPO 形成三维晶格网络，限制

结论

本研究证明，通过 HPO/SBO 比例调节脂质基质的结晶度和堆积密度，可有效调节负载 VB₁₂ 的 W/O/W 微胶囊的光稳定性和胃肠道释放行为。在测试的配方中，HPO/SBO (60:40) 实现了胃保护和体外肠释放性能之间的最佳平衡，这归因于 β' 晶格网络的形成，提供了足够的结构完整性，同时

CRediT 作者贡献声明

Yi Ge: 写作 - 审阅与编辑，方法论，研究，形式化分析，数据整理。 Xuemei Chen: 写作 - 审阅与编辑，写作 - 原始草稿，形式化分析，数据整理。 Kaige Chen: 写作 - 审阅与编辑，数据整理。 Xiaoyong Zhu: 研究，形式化分析，数据整理。 Maoshen Chen: 资金获取，概念化。 Jian Li: 资源，方法论。 Bo Hu: 写作 - 审阅与编辑，软件。 Ling Chen: 验证，方法论。 Yun Ma: 写作 -

未引用参考文献

Acevedo and Marangoni, 2014; de Abreu-Martins et al., 2020; Gebhardt and Hohn, 2025; Kong et al., 2003; Jia et al., 2022; Kong et al., 2003; Lee et al., 2024; Liao et al., 2021; Mutlu and Ko?, 2026; Nelis et al., 2019; Nithitanakool et al., 2013; Santos et al., 2019; Shiva et al., 2012; Stover, 2010; Tan et al., 2022; Wan et al., 2026; Xu and Diao, 2016.

利益冲突声明

作者声明没有利益冲突。

利益声明

作者声明没有已知的竞争性财务利益或个人关系，这些关系可能看起来会影响本文报告的工作。

数据可用性

支持本研究结果的数据可从通讯作者处合理请求获得。

伦理批准

不适用。本研究不涉及人类参与者或动物。

资助

本研究得到了国际科技合作重点项目 (2024YFE0112700)、江苏省基础研究计划 (BK20252079) 和中央高校基本科研业务费 (JUSRP202504006) 的资助。

利益冲突声明

? 作者声明没有已知的竞争性财务利益或个人关系，这些关系可能看起来会影响本文报告的工作。

致谢

本研究得到了国际科技合作重点项目 (2024YFE0112700)、江苏省基础研究计划 (BK20252079) 和中央高校基本科研业务费 (JUSRP202504006) 的资助。

Xuemei Chen|Yi Ge|Xiaoyong Zhu|Kaige Chen|Jian Li|Maoshen Chen|Ling Chen|Bo Hu|Xiaoshu Tang|Yun Ma|Fei Liu