《Food Chemistry》：Effect of the amorphous complexes of gelatin and quercetin on lutein ester emulsions: Evaluation of stability, interfacial properties and bioaccessibility
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摘要
叶黄素酯是一类具有广泛生理活性的类胡萝卜素脂肪酸酯。然而，由于其易氧化和降解的特性，其在食品中的应用受到显著限制。在这项研究中，开发了一种基于明胶-槲皮素复合物（GEL-QU）的新输送系统，用于将叶黄素酯包封并保护其在乳液中的稳定性。X射线衍射（XRD）、内在荧光光谱和
摘要
叶黄素酯是一类具有广泛生理活性的类胡萝卜素脂肪酸酯。然而，由于其易氧化和降解的特性，其在食品中的应用受到显著限制。在这项研究中，开发了一种基于明胶-槲皮素复合物（GEL-QU）的新输送系统，用于将叶黄素酯包封并保护其在乳液中的稳定性。X射线衍射（XRD）、内在荧光光谱和傅里叶变换红外光谱（FTIR）分析表明，GEL-QU通过氢键和疏水相互作用形成了非晶态复合物。GEL-QU提升了乳液的界面活性和性能。经过14天的储存后，基于GEL-QU的乳液仍能保留92.50%的叶黄素酯。在体外消化实验中，GEL-0.1QU的叶黄素酯保留率从69.45%提高到了96.19%，而GEL-0.05QU的生物利用度从57.74%提高到了88.69%。这项研究为保护乳液中的叶黄素酯免受降解提供了一种新策略，并有可能拓展疏水性活性成分在功能食品设计中的应用。
引言
叶黄素酯是一种存在于水果、蔬菜和花卉中的类胡萝卜素脂肪酸酯，因其明亮的黄橙色而常被用作食品加工和生产中的天然色素（Chen等人，2024年）。叶黄素酯在体内可以转化为叶黄素，有助于降低白内障和老年性黄斑变性的风险（Xu等人，2023年）。然而，在食品储存过程中，叶黄素酯含有多个不饱和双键，容易受到氧气、光线和热处理的降解，导致颜色变化和其他不良感官特性（Yang, Fischer等人，2018年）。此外，叶黄素酯的水溶性较低，限制了其胃肠道吸收，从而影响其生物利用度（Huang等人，2026年）。
最近的研究表明，叶黄素酯负载的纳米乳液的热稳定性和光化学稳定性受到叶黄素化学形式和油相组成的显著影响（Ordo?ez Lozada等人，2025年）。在体外消化过程中，叶黄素酯的生物利用度不仅取决于其稳定性，还受到酯类水解、脂质消化、从食品基质中释放以及随后进入混合胶束的过程的影响。最近的研究表明，叶黄素二酯的脂肪酸链长度和分支结构会影响其水解和生物利用度（Krsti?等人，2026年）。针对叶黄素酯的乳液包封方法已被广泛用于提高其溶解度、稳定性和生物利用度（Steiner等人，2018年）。基于聚氧乙烯山梨醇单油酸酯、中链甘油三酯油和卵磷脂的乳液在25°C、避光条件下储存250天后仍能保留86%的叶黄素酯（Gomba?等人，2021年）。Chen等人（2024年）制备了重组米糠油体乳液来输送叶黄素酯，提高了其光稳定性和生物利用度。但传统的乳化剂往往不能提供足够的界面保护，导致包封的叶黄素酯在胃肠道环境中过早降解。
多项研究表明，蛋白质-多酚复合物可以改善界面性质和抗氧化稳定性，从而提高脂溶性化合物的生物利用度（Shu等人，2025年；Yin等人，2025年）。蛋白质-多酚复合物主要通过氢键和疏水力稳定。其中，多酚的羟基和羰基或极性侧链（-OH, -NH?）之间形成氢键；多酚的芳香环与蛋白质的非极性氨基酸残基之间发生疏水相互作用。这些相互作用可以提升复合物的结构稳定性、乳化性能和抗氧化能力（Liu等人，2024年）。明胶（GEL）因其乳化性能、生物相容性和在油水界面上形成薄膜的能力而在食品包封领域得到广泛应用，这不仅防止了液滴聚集，还保护了生物活性化合物免受氧化降解（Tan等人，2017年；Zhang, Hou等人，2022年）。先前的研究证实了明胶在提高叶黄素酯稳定性和控制释放方面的有效性（Zhu, Fang, & Chen，2025年）。槲皮素（QU）是一种具有多种生物功能的天然膳食黄酮类化合物，其两亲结构使其具有强大的抗氧化能力，并能与蛋白质形成氢键和疏水相互作用。槲皮素可以延缓蛋白质的氧化，同时提高乳液系统的氧化稳定性。蛋白质-多酚复合物在油水界面的存在有助于提高乳液的物理稳定性（Ebrahimi等人，2025年；Shao等人，2025年）。与槲皮素的复合可能会改变明胶的构象和亲水-疏水平衡（Yang, Yang等人，2018年），从而调节其在油水界面的吸附和组织方式。此外，槲皮素与界面蛋白质的结合可能将抗氧化基团置于脂质液滴附近，有助于保护包封的叶黄素酯免受降解。明胶-槲皮素复合物（GEL-QU）可为稳定乳液和保护叶黄素酯提供可行途径。
本研究旨在构建GEL-QU稳定的乳液，以有效保护叶黄素酯并提高其生物利用度。通过结晶、形态观察和功能基团相互作用分析探讨了GEL-QU的形成机制。进一步讨论了槲皮素含量对乳液滴粒大小、ζ电位、形态、包封效率、储存稳定性和叶黄素酯生物利用度的影响。这些发现为设计针对易氧化营养成分的高效输送系统提供了新策略，有助于扩展基于乳液的功能食品的应用。
章节摘要
材料
叶黄素酯（60%）由四川百川生物科技有限公司提供。明胶来自河南博阳生物科技有限公司；槲皮素（纯度95%）购自上海阿拉丁生化科技有限公司，葵花籽油来自北京中粮集团有限公司；纯净水（食品级）购自香港沃森集团；胰蛋白酶、胰酶制剂、脂肪酶和胆盐购自美国西格玛-奥德里奇公司。其他所有化学品
GEL-QU复合物的形态分析
如图1所示，在明胶质量分数固定的情况下（3%），随着槲皮素浓度的增加，GEL-QU溶液的颜色强度和浊度也随之增加。所有样品溶液均呈现均匀且稳定的状态，未观察到明显沉淀现象，表明GEL-QU复合物具有很强的抗重力分离能力（Li等人，2021年）。
扫描电子显微镜（SEM）图像显示，槲皮素呈短棒状晶体，而明胶则呈现不规则的层状结构
结论
本研究采用pH循环法制备了明胶-槲皮素（GEL-QU）复合物，并探讨了其提高叶黄素酯稳定性和生物利用度的可行性。GEL-QU通过氢键和疏水相互作用形成非晶态复合物，能有效降低油水界面的张力。GEL-0.1QU乳液的包封效率达到了94.51±4.68%，储存14天（25°C）后仍保留了92.5%的叶黄素酯
生成式人工智能使用声明
作者在撰写本手稿过程中未使用生成式人工智能或人工智能辅助技术。手稿中提到的GPT-5仅作为研究工具使用，所有写作、解释、验证和最终编辑工作均由作者完成。
CRediT作者贡献声明
Xuan Liao：撰写——初稿、方法学设计、数据分析。Xiong Ye：实验设计、数据管理。Qun Liu：资源协调、实验监督。Jing Zhou：资源供应、实验协助。Chenlu Ma：撰写——审稿与编辑、数据可视化。JiaLiang Yu：软件开发、资源管理。Xing Chen：撰写——审稿与编辑。Liqiang Zou：撰写——审稿与编辑、数据可视化、验证、资金获取、概念构思。Wei Liu：数据可视化、验证、实验监督、资金管理。
未引用参考文献
Bilawal, Ishfaq, Zareen, Jiang and Hou, 2025Liu, Liu and Ban, 2025
利益冲突声明
作者声明不存在可能影响本文研究的已知财务利益或个人关系。
致谢
中国国家重点研发计划（2024YFD21013）- 江西省自然科学基金优秀青年项目（20232ACB215011）- 南昌大学食品科学与研究国家重点实验室科研项目（项目编号SKLF-ZZA-202510）- 江西省地方科技发展引导基金（20252ZDD020002）
Xuan Liao | Xiong Ye | Qun Liu | Jing Zhou | Chenlu Ma | JiaLiang Yu | Xing Chen | Liqiang Zou | Wei Liu
