多酚是植物产生的次生代谢产物,果蔬中的含量比较丰富,在人体中具有广泛的生理功效,对人类的慢性疾病具有很好的治疗和改善作用[1]。然而,由于多酚水溶性和稳定性有限且生物利用度低,限制了其在营养物质递送方面的应用[2]。
复合物主要用于功能活性物质的包埋、保护和转运,目前已经开发出了多种用于运载多酚的智能性和靶向性纳米复合物运载体系,包括纳米粒子、纳米胶囊、纳米乳液等[3]。与传统的包埋技术相比,纳米复合物包埋多酚具有以下优点:(1)存在体积效应和体内分布特异性;(2)表面改性纳米载体可延长在血液中的半衰期,实现靶向释放;(3)提高了小肠细胞的吸收、转运和生物利用效率;(4)可提高营养物质的理化稳定性,避免其在胃肠特殊的pH值环境和各种消化酶的作用下提前分解;(5)纳米系统更加稳定,可防止系统粒子的团聚、沉淀或乳化分层[4]。利用蛋白质或者蛋白质-多糖形成的纳米级复合物包埋多酚类物质,不仅可以抵抗胃部的极酸环境及多种消化酶对多酚的破坏,同时还可控制多酚在人体消化系统不同部位的消化速率和释放时间,真正达到缓释效果[5](如表1所示)。
表1 用来制备纳米粒子的蛋白、多糖和多酚种类及其包埋率和包埋效果
Table 1 The types of proteins,polysaccharides and polyphenols used to prepare nanoparticles,their encapsulation efficiency and embedding effect
注:-表示文献没有测定对应的包埋率。
蛋白质/多糖种类 多酚种类 包埋率 包埋效果玉米醇溶蛋白/透明质酸 槲皮素 93.56% 在胃肠中缓释[5]乳清蛋白/阿拉伯胶 姜黄素 98.88% 光稳定性和抗氧化性提高;缓释[6]玉米醇溶蛋白/可溶性大豆多糖 槲皮素 82.5% 提高稳定性和抗氧化性[7]乳清蛋白/麦芽糖糊精 燕麦麸皮多酚 95.82% 缓释和提高抗氧化性[8]乳铁蛋白/燕麦β葡聚糖 姜黄素 - 乳化性能[9]玉米醇溶蛋白/鼠李糖脂 姜黄素 98.05% 提高稳定性和缓释[10]乳铁蛋白/果胶 表儿茶素没食子酸酯 - 提高稳定性[11]
反溶剂沉淀法、复合凝聚法、喷雾干燥法和乳液法都是常用来制备纳米复合物的方法。反溶剂沉淀法主要是利用生物聚合物的特性进行自我组装,形成一个亲水性外壳和一个疏水性内核,多酚类物质被包封在疏水内核中[12]。通过这种方法形成纳米粒子的主要机理与溶质、溶剂和反溶剂之间分子相互作用的不平衡有关[13]。1991年,在Sandler[14]的专利中首次利用反溶剂沉淀法制备玉米醇溶蛋白颗粒。复合凝聚法最早是由Bungenberg de Jong和Kruy定义的,是基于两个带相反电荷的聚合物(通常是多糖和蛋白质)之间的强静电相互作用,主要影响因素包括环境pH值、生物聚合物比例、总生物聚合物浓度等[6]。就蛋白质和多糖系统而言,复合物的形成通常发生在蛋白质的等电点(isoelectric point,pI)和多糖反应基团的 pKa 之间[15]。喷雾干燥是直接把各种液体转变成具有可调大小、形状、孔隙率、密度和化学成分颗粒的连续过程[16]。近年来,喷雾干燥通过调节配方和工艺参数来控制产品中单个颗粒的特性,已成为颗粒工程中重要的应用技术之一[17]。乳液是由两种不能互相溶解的液体组成的体系,分为很多种,如水包油(O/W)、油包水(W/O)、Pickering乳液、双层乳液(W/O/W或O/W/O)等。水包油乳液和油包水乳液是由乳化剂包裹着油相(或水相)以液滴的形式分布在水相(或油相)中[18];Pickering乳液则是利用固体颗粒(大小为几纳米到几百微米)来稳定的,Pickering乳液最初是由Ramsden在20世纪初发现的,后来一位叫Pickering的研究者系统地研究了这种乳液,因此后来人们称其为Pickering乳液[19]。
反溶剂沉淀法(anti-solvent precipitation,ASP)又称液-液分散法或相分离法[20],以制备玉米醇溶蛋白(zein)纳米颗粒为例[21]。将去离子水滴入玉米醇溶蛋白乙醇水溶液(70%~80%)中,在这个过程中水占的比重越来越高,由于玉米醇溶蛋白只溶于含水和乙醇的二元体系中,所以玉米醇溶蛋白溶解度随之降低,结合分子自组装特性,分子发生聚集形成颗粒。而单一的玉米醇溶蛋白形成的纳米颗粒会出现聚集或沉淀现象,所以研究者们开始加入多糖来稳定纳米粒子[22]。与蛋白质相比,许多多糖是有可电离的侧基(如带有酸性的羧酸基),从而为蛋白质多糖复合物提供负电荷使其能够形成稳定的纳米粒子。玉米醇溶蛋白与多糖复合物的形成过程与单一玉米醇溶蛋白纳米颗粒相似,即将含玉米醇溶蛋白的乙醇水溶液反溶剂至多糖溶液中,由于玉米醇溶蛋白具有高疏水性,通常会形成核,多糖由于强亲水性形成壳,故通过反溶剂沉淀法常形成具有壳-核结构的玉米醇溶蛋白-多糖纳米复合物。此外,反溶剂沉淀法一般与溶剂蒸发法一起使用,玉米醇溶蛋白与多糖复合物体系中的水会通过旋转蒸发器除去形成纳米颗粒。
Li等[7]用玉米醇溶蛋白和可溶性大豆多糖(soluble soybean polysaccharides,SSPS)通过反溶剂沉淀法制备了粒径约为200 nm的纳米颗粒来包裹槲皮素,试验结果表明,槲皮素稳定性显著提高,且包封率提高至82.5%,这种纳米颗粒可作为食品中多酚类物质的全天然递送系统。刘烨等[23]采用反溶剂沉淀法制备含白藜芦醇(resveratrol,Res)的玉米醇溶蛋白-果胶复合纳米颗粒,研究其抗氧化活性及对急性炎症小鼠的抗炎作用。结果发现,经过体外消化后,经包埋的白藜芦醇复合纳米颗粒的抗氧化活性和抗炎作用比游离的白藜芦醇要高,具有护肝护肺的效果。
复合凝聚法(complex coacervation)是指两种带有相反电荷的分子通过分子间作用力而发生的相分离现象。在复合凝聚反应中,芯材和壁材的性质、相对分子质量、等电点等对纳米胶囊的形成非常重要[24]。壁材之间的结合力首先是静电作用,然后是疏水相互作用、分子间氢键等[25]。然而这几种结合力都不太稳定,非常容易被高温、机械压力或不适宜的pH值等不良环境条件所破坏,因此需要固化剂对微胶囊外壁进行加固[26]。固化剂是对蛋白质分子之间进行共价连接,这种共价连接比较牢固,最常用的固化剂有甲醛、转谷氨酰胺酶等[27]。
Bannikova等[8]以乳清蛋白浓缩物(whey protein concentrate,WPC)和麦芽糊精(maltodextrin,MD)为壁材,燕麦麸中提取出来的多酚和木寡糖为芯材,利用复合凝聚法制备了微胶囊。研究结果显示:当乳清蛋白浓缩物∶麦芽糊精为60∶40时,最高包封率为95.28%。在经过人体胃肠道2 h消化后,多酚的释放率为70%~83%,这说明复合凝聚法可以有效地包埋多酚。韩路等[28]以壳聚糖和明胶为壁材,制备了以苹果多酚为芯材的微胶囊,结果表明,利用此方法得到的微胶囊包埋率高,可提高苹果多酚的利用率。
喷雾干燥法(spray drying)是一种脱溶剂的过程[29],原理是将原料物质混合均匀,液体原料通过雾化器之后会形成很多小雾滴,小雾滴与干燥的热空气接触后,其中的溶剂会迅速蒸发形成干燥的纳米颗粒。现在已研究出了能够专门制备纳米胶囊的纳米喷雾干燥机,制备的纳米胶囊不仅具有良好的复溶性和分散性,而且具有较高的包埋率[30]。
张璇[31]以茶多酚(tea polyphenols,TP)和植酸(phytic acid,PA)为芯材,乙基纤维素(ethylcellulose,Ec)为壁材,采用喷雾干燥法制备了茶多酚/植酸复合微胶囊。由于微胶囊中芯材缓释作用的影响,在贮藏后期,包埋保鲜剂的微胶囊对鱼片的保鲜效果依然非常显著。Yang等[9]研究了3种不同添加顺序对乳铁蛋白(lactoferrin,LF)-姜黄素-燕麦 β-葡聚糖(oat β-glucan,OG)三元复合物结构的影响,对比了喷雾干燥前后三元复合物的流变特性和抗氧化特性,为开发新型姜黄素运载体系,扩展姜黄素在功能性食品领域的应用提供理论依据。研究发现,采用添加顺序姜黄素→燕麦β葡聚糖→乳铁蛋白制备的三元复合物的抗氧化能力最强,且喷雾干燥提高了乳铁蛋白-姜黄素-燕麦β葡聚糖三元复合物的弹性行为。
1.4.1 利用表面活性剂稳定的纳米乳液
纳米乳液通常由两种不混溶的液体(通常是油和水)组成。在乳液运载体系里,载体油溶解生物活性物质,随后与含有适当乳化剂(表面活性剂)的水相均质,形成水包油(O/W)溶液[32]。选择合适的载体油与乳化剂,使乳状液在胃肠道中消化,释放出生物活性物质,形成能够溶解并且能在体内运输的物质(混合胶束)[33]。纳米乳液的粒径通常在20 nm~200 nm之间,纳米级的粒径能很好地稳定体系,并且减弱因聚集或是重力引起的乳液失稳;而且在此粒度范围内的乳化液会更有效地促进多酚在消化道中的吸收,比起自组装或者由共价键形成的纳米载体,利用纳米乳液包载的营养物质经肠胃消化后生物吸收率会提高[34]。
古成[35]以乳清蛋白(whey protein isolate,WPI)为乳化剂,玉米油为载体油,制作运载姜黄素的纳米乳状液,加入魔芋甘露聚糖(konjac glucomannan,KGM)来达到稳定乳状液并且控制姜黄素释放的目的。研究表明,最佳制备条件为乳清蛋白乳化剂浓度1%,姜黄素在油相中的浓度0.6 g/L,魔芋甘露聚糖的最适添加浓度3%。乳状液在胃肠道中能够有效地保护姜黄素,只有20%的姜黄素在消化过程中发生分解。
1.4.2 使用固体颗粒稳定的Pickering乳液
Pickering乳液是一种由固体颗粒稳定的纳米乳液,其稳定机理是分散的固体颗粒吸附在油/水界面上,形成物理屏障,防止乳液液滴聚集。Pickering乳液近年来被作为天然活性物质的递送体系,受到了广大研究人员的青睐[36]。利用纳米颗粒荷载活性物质和稳定界面,构建功能性食品级Pickering乳液是目前食品领域的研究热点。
李梦帆[37]利用载姜黄素的麦醇溶蛋白-壳聚糖复合颗粒稳定界面制备了抗氧化Pickering乳液。结果表明,麦醇溶蛋白与壳聚糖的相互作用可以改善复合颗粒的表面润湿性,两者的相互作用提高了颗粒的界面吸附和有效堆积,形成的空间壁垒和三维网络结构有助于保持乳液良好的流变性和一定的抗氧化性且对姜黄素有良好的缓释效果。Shao等[36]制备了包埋茶多酚的芋头淀粉纳米颗粒,并将其用于稳定Pickering乳液,结果表明,芋头淀粉是良好的天然稳定剂,在茶多酚保留试验中,试验进行24 h后,茶多酚的保留率为67%。这证明了芋头淀粉纳米颗粒在稳定Pickering乳液和调控释放功能因子方面具有很大的应用潜力。
反溶剂沉淀法运送和包封营养物质制备纳米颗粒具有很大优势:可以在工业上大规模生产;具有很好的稳定性;可以在消化道停留较长时间;组织透过性强[38]。但是反溶剂沉淀法中需要用到大量乙醇,这可能会增加工业成本[39]。复合凝聚法制备简单、成本低、再现性好、对不良环境的抵抗力较强、释放芯材可控,且制备过程中所使用的壳体材料对芯材稳定性、工艺效率和活性成分的保护程度有显著影响[10]。而且复合凝聚法可以开发多核微胶囊,从而为生物功能化合物提供更好的保护,防止其在加工和存储过程中降解。这种技术已被成功地用于封装多种生物活性成分。复合凝聚法商业应用的主要限制因素是其对pH值和离子强度的敏感性。复合凝聚反应发生的pH值范围非常窄,通常低于参与凝聚反应的蛋白质的等电点,因此在包封过程中通常很难保护低pH值敏感材料。此外,少量盐的存在可能导致复杂的凝聚酸盐的分离,需要无盐的条件[40]。喷雾干燥工艺过程简单、干燥条件温和,适合大规模生产,为新型药物制剂的发展带来了契机。尽管喷雾干燥技术最近有了很大发展,但这一过程仍然未得到完全控制。干燥过程本身并不难,可以通过反复试验的方法进行优化,但在包封材料的选择以及对水/壁、水/芯、壁/芯等各种类型的分子相互作用的研究方面需要改进[41]。纳米乳液由于其种类多样、生物相容性好、可包裹亲脂性化合物,在食品研究中应用非常广泛。利用乳液运载多酚类物质具有稳定性高、生物利用率高、被运送物质的亲疏水性没有太大影响等优点。而Pickering乳液不但具有传统乳液的功能特性,更具有粒度分布可控、低毒性和不含表面活性剂等特点[36]。但是油水乳状液通常对环境压力比较敏感,如加热、冷却、极端pH值和盐浓度,所有这些都会导致其物理和化学不稳定性,导致乳析、絮凝、聚结、沉淀和奥氏熟化等现象出现。这会导致乳化剂的破坏甚至分解,从而降低多酚的物理和化学稳定性以及生物活性[42]。
粒径、电位和PDI是表征纳米粒子的重要参数。粒径在一定程度上可以分析纳米粒子的形成情况。zeta电势与粒子分散的稳定性密切相关,分子越小,zeta电势越高,系统越稳定。PDI反映的是粒子的均匀程度,PDI越低,表面系统分散得越好,团聚的倾向越小。
目前一般用纳米粒度电位仪和激光粒度仪(laser particle size,SLS)来测量纳米粒子的粒径。纳米粒度电位仪是利用动态光散射原理来测量粒径的。激光粒度仪是基于静态光散射原理来测量的。此外,纳米粒度电位仪也可以用来测电位和PDI。
Wei等[43]制备 zein 和鼠李糖酯(rhamnolipid,Rha)纳米粒子负载姜黄素,通过研究其粒径发现鼠李糖酯的加入会增大粒径,同时在玉米醇溶蛋白和鼠李糖脂比例不同时,纳米粒子粒径也不同,进而推断出现这一现象的原因是鼠李糖酯的加入以及浓度变化导致其与玉米醇溶蛋白和姜黄素之间相互作用的变化。电位的正负变化也可以从侧面解释粒径变化,这是因为在pH值为5.0(玉米醇溶蛋白的等电点是6.2)时,蛋白质带正电,鼠李糖酯带负电,他们的复合无疑会导致整个纳米粒子的电荷产生变化,进而影响静电力的变化,使得纳米粒子聚集或分散,最后粒径发生变化。
FTIR可以具体地分析出各物质含有的官能团,可研究构成纳米粒子的各种物质间的相互作用。XRD是利用X射线对物质进行分析,可判断各物质的结晶状态。Mohammadian等[6]研究阿拉伯胶(gum arabic,GA)和乳清蛋白纤维(whey protein nanofibrils,WPN)负载姜黄素,发现乳清蛋白纤维和阿拉伯胶的FTIR谱图有典型特征峰,这些峰在乳清蛋白纤维/阿拉伯胶络合物共凝聚物的光谱中也存在,但它们的位置发生了一些变化,表明静电驱动络合物的形成。姜黄素的红外光谱有许多强烈而尖锐的峰。然而,不含姜黄素的乳清蛋白纤维/阿拉伯胶复合物和含姜黄素的乳清蛋白纤维/阿拉伯胶复合物的光谱是相似的。这是由于姜黄素被包埋到配合物中限制了姜黄素的拉伸和弯曲振动,导致其特征峰消失。这些结果表明,姜黄素被包埋在复合物凝聚物的疏水核心中。Mohammadian等[6]还研究了复合物的XRD谱图,结果显示阿拉伯胶、乳清蛋白纤维和复合物都没有明显的峰,表明这3种物质此时是无定型状态;姜黄素存在着尖锐的峰。然而,这些显著的尖峰大部分在乳清蛋白纤维/阿拉伯胶复合物包封姜黄素后消失了。这表明姜黄素的结晶度由于负载到复合物中而降低或变为非晶态相。荧光是研究分子间相互作用的一种有效方法,因为荧光团的光物理特性对其周围环境的极性非常敏感。蛋白质和多酚的荧光猝灭是评估蛋白质和多酚络合的一种有效的方法。通过荧光光谱可以很好地反映蛋白质与其他化合物的相互作用。如Dai等[44]研究了玉米醇溶蛋白-果胶-姜黄素纳米复合物的荧光光谱图,发现当激发波长为420 nm时,纯姜黄素的光谱在550.6 nm处出现峰值。当姜黄素包裹在玉米醇溶蛋白纳米颗粒中时,荧光发射的最大峰蓝移(520.2 nm)且荧光强度显著增加,这证明了姜黄素结构的改变;加入果胶后,与纯姜黄素相比,姜黄素/果胶复合纳米颗粒的最大峰值显著蓝移,从 550.6 nm 降低到 528.6、523.2、520.0、515.4 nm和511.8 nm,与之对应的玉米醇溶蛋白与果胶的质量比分别为 5∶1,2∶1,1∶1,2∶3 和 1∶2。蓝移是复合物形成的标志,可能是由于在姜黄素、玉米醇溶蛋白和果胶的包裹和结合过程中,玉米醇溶蛋白、果胶和姜黄素三者之间的相互作用(如氢键、疏水相互作用和静电作用)造成的。
纳米粒子的微观形貌对于纳米粒子的表征至关重要,一般使用原子力显微镜(atomic force microscope,AFM)、透射电镜 (transmission electron microscope,TEM)、扫描电镜(scanning electron microscope,SEM)和冷冻扫描电镜(cryo scanning electron microscope,Cryo-SEM)来观察纳米粒子的微观形貌。负载姜黄素的玉米醇溶蛋白和多糖纳米颗粒呈球形,表面光滑。大多数颗粒的直径为100 nm~200 nm[45]。在冷冻扫描电镜下,大多数纳米粒子具有统一尺寸的球形形状,颗粒表面不规则的形状和粗糙度可能是由于扁桃胶被吸附在纳米颗粒的表面。因为样品在分析前是冻干样品然后用极少量的水溶解,有些扁桃胶分子没有很好的被水化,所以颗粒是聚集的[38]。透射电镜可以观察玉米醇溶蛋白、可溶性大豆多糖(SSPS)、玉米醇溶蛋白/可溶性大豆多糖和负载槲皮素的玉米醇溶蛋白/可溶性大豆多糖的不同。单一的玉米醇溶蛋白胶体纳米颗粒呈球形,表面光滑,直径为80 nm~100 nm;可溶性大豆多糖为单个分子松散关联的结构。此外,与玉米醇溶蛋白纳米粒相比,可溶性大豆多糖没有表现出规则的形状。玉米醇溶蛋白/可溶性大豆多糖复合纳米颗粒与普通玉米醇溶蛋白纳米颗粒有相似的球形结构和尺寸。负载槲皮素的玉米醇溶蛋白/可溶性大豆多糖呈球形,粒径更小。此外,在该蛋白质与多糖比例下形成的纳米粒子也比较稳定[7]。Pan等[46]利用原子力显微镜了解姜黄素包封过程中物理结构的变化。发现单一的可溶性大豆多糖比较分散,呈线性分子。在包埋姜黄素之后,与可溶性大豆多糖相比,颗粒结构更为致密。
一般用DSC研究纳米粒子的热性能进而来表征纳米粒子的形成。Chen等[5]用DSC分析玉米醇溶蛋白和透明质酸(hyaluronic acid,HA)复合物包埋槲皮素,纯玉米醇溶蛋白和透明质酸的吸热峰分别为95.81℃和99.03℃。然而,当二者以不同比例结合后,吸热峰从95.15℃到85.87℃,原因可能是玉米醇溶蛋白和透明质酸形成了紧密结构,同时槲皮素也对纳米粒子的吸热峰产生了影响。Wei等[43]制备了玉米醇溶蛋白-海藻酸丙二醇酯(propylene glycol alginate,PGA)-鼠李糖脂(Rha)-白藜芦醇(Res)复合物,在用 DSC 研究其热性能时发现单独的玉米醇溶蛋白的吸热峰为84.79℃,玉米醇溶蛋白-海藻酸丙二醇酯的吸热峰为86.41℃,这可以说明海藻酸丙二醇酯的加入提高了复合物的热性能;当白藜芦醇加入后,复合物的吸热峰降到81.58℃,说明白藜芦醇可以降低纳米粒子的热稳定性。此外,玉米醇溶蛋白-海藻酸丙二醇酯-鼠李糖脂-白藜芦醇复合物的热稳定性会随着鼠李糖脂浓度的变化而变化,浓度太低,热稳定性也低;鼠李糖脂过量则可能会结合相邻的纳米颗粒,并促进桥接絮凝以及结构变形,从而进一步降低复合材料的热稳定性。
蛋白质、多糖和多酚添加顺序不同,发生的反应不一样,纳米颗粒的结构特性就不一样。Yang等[11]研究了乳铁蛋白(LF)、果胶(pectin)和表没食子儿茶素没食子酸酯(epigallocatechin gallate,EGCG)3种物质的添加顺序(LF→pectin→EGCG、LF→EGCG→pectin、pectin→EGCG→LF)对纳米颗粒的粒径和电位的影响,结果表明,3种物质不同的添加顺序得到的纳米颗粒粒径不同,分别为500、1 000、1 320 nm;电位也不同,分别为-40、-32、-30 V。Yang 等[9]分别利用自组装法和喷雾干燥法在3种不同添加顺序(LF→OG→Cur、LF→Cur→OG、OG→Cur→LF)下制备乳铁蛋白、姜黄素和燕麦β葡聚糖(OG)三元复合物,并在光学显微镜下进行了观察,发现不同添加顺序得到的纳米粒子分散程度不同,但都呈球形。而且喷雾干燥得到的纳米复合物的粒径整体要比自组装得到的小,这主要是因为喷雾干燥过程温度更高,水分迁移更快。
蛋白质、多糖和多酚添加比例不同,代表着这三者的添加量不同。Liu等[47]研究了在制备乳铁蛋白-透明质酸-表没食子儿茶素没食子酸酯三元复合物中不同EGCG水平对复合物形成和性质的影响,研究表明,EGCG添加量不同,所形成的复合物粒径不同,但是电势却相差无几;随着EGCG浓度的增加,复合物的抗氧化性也增强,但是当LF∶EGCG为1∶10(质量比)时,复合物的抗氧化活性却不再增加。这可能是由于EGCG上的某些抗氧化基团与蛋白质或多糖结合,从而影响了其抗氧化能力。
由于蛋白质有等电点,所以利用蛋白质和多糖制备纳米复合物时体系的pH值会直接影响蛋白质所带电荷的正负,同样,溶液的酸碱也会影响多糖的可电离侧基。所以pH值对纳米复合物的形成是非常重要的。Dai等[48]采用zein和藻酸丙二醇酯二元复合物稳定Pickering乳液时,在pH值为2.5的条件下,乳液仍然可以保持稳定;在pH值为6.0条件下,乳液液滴尺寸略有增加,但体系仍保持均匀。
离子浓度会显著影响纳米粒子的粒径。在较低的NaCl浓度下,由于静电斥力的存在可以稳定纳米粒子,防止其聚集。但当NaCl浓度增加时,纳米粒子的电荷被中和,静电屏蔽减弱了静电斥力,从而导致纳米粒子聚集[21]。
利用蛋白质和多糖制备纳米粒子负载多酚,不仅克服了多酚水溶性差、生物利用度低和不稳定等缺点,而且还能实现多酚类物质的缓释。反溶剂沉淀法、复合凝聚法、喷雾干燥法和乳液法是目前制备纳米复合物的常用方法。粒径、浊度、电位、PDI、红外光谱、DSC、紫外光谱等都可以用来表征纳米粒子的形成。蛋白质、多糖和多酚添加顺序和比例的不同会影响纳米粒子的形成,同时纳米粒子也会受到pH值、离子强度等环境因素的影响。
虽然负载多酚的纳米复合物都是天然的食品原料,但是这并不代表纳米复合物没有毒性。近年来,利用纳米运载体系输送营养物质的研究越来越多,人们对纳米复合物生物相容性和安全性的担忧也在增加。纳米颗粒自身的消化特异性、对传统包埋载体吸收途径的改变以及高包封率的脂溶性营养物质都有可能产生毒性。未来纳米载体的研究重点和热点应该是构建一种载量合适、稳定性和生物利用率高,潜在生物学毒性小的纳米颗粒。
[1] 黄子林,孔祥珍,张丽娜,等.蛋白质与多酚相互作用研究进展[J].中国粮油学报,2021,36(3):195-202.HUANG Zilin,KONG Xiangzhen,ZHANG Lina,et al.Research progress in the interaction between proteins and polyphenol[J].Journal of the Chinese Cereals and Oils Association,2021,36(3):195-202.
[2] 翁蔚,张琴梅,李书魁,等.植物多酚抗病毒功效及机制研究进展[J].中华中医药杂志,2020,35(12):6236-6240.WENG Wei,ZHANG Qinmei,LI Shukui,et al.Research progress in antiviral effect and mechanism of plant polyphenols[J].China Journal of Traditional Chinese Medicine and Pharmacy,2020,35(12):6236-6240.
[3] WANG H,WANG C P,ZOU Y,et al.Natural polyphenols in drug delivery systems:Current status and future challenges[J].Giant,2020,3:100022.
[4] MILIN I D D,POPOVI D A,LEVI S M,et al.Application of polyphenol-loaded nanoparticles in food industry[J].Nanomaterials,2019,9(11):1629.
[5]CHEN S,HAN Y H,WANG Y Q,et al.Zein-hyaluronic acid binary complex as a delivery vehicle of quercetagetin:Fabrication,structural characterization,physicochemical stability and in vitro release property[J].Food Chemistry,2019,276:322-332.
[6]MOHAMMADIAN M,SALAMI M,ALAVI F,et al.Fabrication and characterization of curcumin-loaded complex coacervates made of gum Arabic and whey protein nanofibrils[J].Food Biophysics,2019,14(4):425-436.
[7] LI H,WANG D F,LIU C Z,et al.Fabrication of stable zein nanoparticles coated with soluble soybean polysaccharide for encapsulation of quercetin[J].Food Hydrocolloids,2019,87:342-351.
[8]BANNIKOVA A,ZYAINITDINOV D,EVTEEV A,et al.Microencapsulation of polyphenols and xylooligosaccharides from oat bran in whey protein-maltodextrin complex coacervates:In-vitro evaluation and controlled release[J].Bioactive Carbohydrates and Dietary Fibre,2020,23:100236.
[9]YANG W,LIANG X H,XU L S,et al.Structures,fabrication mechanisms,and emulsifying properties of self-assembled and spraydried ternary complexes based on lactoferrin,oat β-glucan and curcumin:a comparison study[J].Food Research International,2020,131:109048.
[10]DAI L,LI R R,WEI Y,et al.Fabrication of zein and rhamnolipid complex nanoparticles to enhance the stability and in vitro release of curcumin[J].Food Hydrocolloids,2018,77:617-628.
[11]YANG W,XU C Q,LIU F G,et al.Fabrication mechanism and structural characteristics of the ternary aggregates by lactoferrin,pectin,and(-)-epigallocatechin gallate using multispectroscopic methods[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry,2015,63(20):5046-5054.
[12]WANG M,FU Y Y,CHEN G W,et al.Fabrication and characterization of carboxymethyl chitosan and tea polyphenols coating on zein nanoparticles to encapsulate β-carotene by anti-solvent precipitation method[J].Food Hydrocolloids,2018,77:577-587.
[13]HASANKHAN S,TABIBIAZAR M,HOSSEINI S M,et al.Fabrication of curcumin-zein-ethyl cellulose composite nanoparticles using antisolvent co-precipitation method[J].International Journal of Biological Macromolecules,2020,163:1538-1545.
[14]SANDLER T J.Standard test methods for water vapor transmission of materials.E 96-95[M]//Annual Book of Astm Standards.West Conshohoehen:ASTM International,1995:95-96.
[15]BASTOS L P H,DE CARVALHO C W P,GARCIA-ROJAS E E.Formation and characterization of the complex coacervates obtained between lactoferrin and sodium alginate[J].International Journal of Biological Macromolecules,2018,120:332-338.
[16]ARPAGAUS C,COLLENBERG A,RÜTTI D,et al.Nano spray drying for encapsulation of pharmaceuticals[J].International Journal of Pharmaceutics,2018,546(1-2):194-214.
[17]HADIWINOTO G D,KWOK P C L,TONG H H Y,et al.Integrated continuous plug-flow crystallization and spray drying of pharmaceuticals for dry powder inhalation[J].Industrial&Engineering Chemistry Research,2019,58(36):16843-16857.
[18]MCCLEMENTS D J,JAFARI S M.Improving emulsion formation,stability and performance using mixed emulsifiers:A review[J].Advances in Colloid and Interface Science,2018,251:55-79.
[19]唐瑜婉,王启明,杨雅轩,等.玉米醇溶蛋白-多酚纳米颗粒对Pickering乳液稳定性的调控[J].食品与发酵工业,2019,45(11):280-285.TANG Yuwan,WANG Qiming,YANG Yaxuan,et al.Regulation of the stability of Pickering emulsion by zein-polyphenol nanoparticles:A review[J].Food and Fermentation Industries,2019,45(11):280-285.
[20]SOLTANI S,MADADLOU A.Two-step sequential cross-linking of sugar beet pectin for transforming zein nanoparticle-based Pickering emulsions to emulgels[J].Carbohydrate Polymers,2016,136:738-743.
[21]孙翠霞,宋镜如,方亚鹏.玉米醇溶蛋白-多糖纳米复合物的制备方法、结构表征及其功能特性研究进展[J].食品科学,2020,41(9):323-331.SUN Cuixia,SONG Jingru,FANG Yapeng.Progress in progress in preparation methods,structural characterization and functional properties of zein-polysaccharide nanocomposites[J].Food Science,2020,41(9):323-331.
[22]PAN K,ZHONG Q X.Organic nanoparticles in foods:fabrication,characterization,and utilization[J].Annual Review of Food Science and Technology,2016,7(1):245-266.
[23]刘烨,彭雅琦,邹艳,等.负载白藜芦醇的玉米醇溶蛋白-果胶纳米粒抗氧化活性及其对急性炎症小鼠的抗炎作用[J].现代食品科技,2020,36(5):7-13.LIU Ye,PENG Yaqi,ZOU Yan,et al.Antioxidant activity and Antiinflammatory effect on acute inflammatory mice of Resveratrol-loaded Zein-pectin nanoparticles[J].Modern Food Science and Technology,2020,36(5):7-13.
[24]TIMILSENA Y P,AKANBI T O,KHALID N,et al.Complex coacervation:Principles,mechanisms and applications in microencapsulation[J].International Journal of Biological Macromolecules,2019,121:1276-1286.
[25]HERNÁNDEZ-NAVA R,LÓPEZ-MALO A,PALOU E,et al.Encapsulation of oregano essential oil(Origanum vulgare)by complex coacervation between gelatin and chia mucilage and its properties after spray drying[J].Food Hydrocolloids,2020,109:106077.
[26]ZOU W J,MOURAD F K,ZHANG X Y,et al.Phase separation behavior and characterization of ovalbumin and propylene glycol alginate complex coacervates[J].Food Hydrocolloids,2020,108:105978.
[27]LAN Y,OHM J B,CHEN B C,et al.Phase behavior and complex coacervation of concentrated pea protein isolate-beet pectin solution[J].Food Chemistry,2020,307:125536.
[28]韩路,吕春茂,赵明慧,等.复凝聚法制备苹果多酚微胶囊[J].食品科学,2013,34(20):342-346.HAN Lu,LÜ Chunmao,ZHAO Minghui,et al.Microencapsulation of apple polyphenols by complex coacervation[J].Food Science,2013,34(20):342-346.
[29]GERANPOUR M,ASSADPOUR E,JAFARI S M.Recent advances in the spray drying encapsulation of essential fatty acids and functional oils[J].Trends in Food Science&Technology,2020,102:71-90.
[30]ASSADPOUR E,JAFARI S M.Advances in spray-drying encapsulation of food bioactive ingredients:From microcapsules to nanocapsules[J].Annual Review of Food Science and Technology,2019,10:103-131.
[31]张璇.茶多酚缓释体系的建立及其保鲜性能和抗菌机理研究[D].锦州:渤海大学,2019:1-25.ZHANG Xuan.Establishment of tea polyphenol sustained release system and its preservative properties and antibacterial mechanism[D].Jinzhou:Bohai University,2019:1-25.
[32]TAHA A,AHMED E,ISMAIEL A,et al.Ultrasonic emulsification:an overview on the preparation of different emulsifiers-stabilized emulsions[J].Trends in Food Science&Technology,2020,105:363-377.
[33]MAO L K,ROOS Y H,BILIADERIS C G,et al.Food emulsions as delivery systems for flavor compounds:A review[J].Critical Reviews in Food Science and Nutrition,2017,57(15):3173-3187.
[34]LU W,KELLY A L,MIAO S.Emulsion-based encapsulation and delivery systems for polyphenols[J].Trends in Food Science&Technology,2016,47:1-9.
[35]古成.魔芋甘露聚糖稳定姜黄素纳米乳状液及其缓释消化研究[D].哈尔滨:哈尔滨工业大学,2019:2-7.GU Cheng.Using konjac glucomannan stabilize curcumin nanoemulsion and slow down its nutrient release during in vitro digestion[D].Harbin:Harbin Institute of Technology,2019:2-7.
[36]SHAO P,ZHANG H Y,NIU B,et al.Physical stabilities of taro starch nanoparticles stabilized Pickering emulsions and the potential application of encapsulated tea polyphenols[J].International Journal of Biological Macromolecules,2018,118:2032-2039.
[37]李梦帆.醇溶蛋白-多糖复合颗粒的构建及其在Pickering乳液的应用研究[D].广州:广州大学,2019:3-5.LI Mengfan.Construction of glycolin-polysaccharide complex particles and their application in pickering emulsion[D].Guangzhou:Guangzhou University,2019:3-5.
[38]SEDAGHAT DOOST A,MUHAMMAD D R A,STEVENS C V,et al.Fabrication and characterization of quercetin loaded almond gumshellac nanoparticles prepared by antisolvent precipitation[J].Food Hydrocolloids,2018,83:190-201.
[39]RIEWE J,ERFLE P,MELZIG S,et al.Antisolvent precipitation of lipid nanoparticles in microfluidic systems-A comparative study[J].International Journal of Pharmaceutics,2020,579:119167.
[40]DUBIN P,STEWART R J.Complex coacervation[J].Soft Matter,2018,14(3):329-330.
[41]DI GIORGIO L,SALGADO P R,MAURI A N.Encapsulation of fish oil in soybean protein particles by emulsification and spray drying[J].Food Hydrocolloids,2019,87:891-901.
[42]MORAES-LOVISON M,MAROSTEGAN L F P,PERES M S,et al.Nanoemulsions encapsulating oregano essential oil:Production,stability,antibacterial activity and incorporation in chicken pâté[J].LWT-Food Science and Technology,2017,77:233-240.
[43]WEI Y,YU Z P,LIN K S,et al.Fabrication and characterization of resveratrol loaded zein-propylene glycol alginate-rhamnolipid composite nanoparticles:Physicochemical stability,formation mechanism and in vitro digestion[J].Food Hydrocolloids,2019,95:336-348.
[44]DAI L,SUN C X,LI R R,et al.Structural characterization,formation mechanism and stability of curcumin in zein-lecithin composite nanoparticles fabricated by antisolvent co-precipitation[J].Food Chemistry,2017,237:1163-1171.
[45]HUANG X X,HUANG X L,GONG Y S,et al.Enhancement of curcumin water dispersibility and antioxidant activity using core-shell protein-polysaccharide nanoparticles[J].Food Research International,2016,87:1-9.
[46]PAN K,CHEN H Q,BAEK S J,et al.Self-assembled curcumin-soluble soybean polysaccharide nanoparticles:Physicochemical properties and in vitro anti-proliferation activity against cancer cells[J].Food Chemistry,2018,246:82-89.
[47]LIU R H,YAN X J,LIU Z G,et al.Fabrication and characterization of functional protein-polysaccharide-polyphenol complexes assembled from lactoferrin,hyaluronic acid and(-)-epigallocatechin gallate[J].Food&Function,2019,10(2):1098-1108.
[48]DAI L,YANG S F,WEI Y,et al.Development of stable high internal phase emulsions by Pickering stabilization:Utilization of zeinpropylene glycol alginate-rhamnolipid complex particles as colloidal emulsifiers[J].Food Chemistry,2019,275:246-254.
Preparation and Structural Characterization of Polyphenol-loaded Nanocomposites
梁艳,蔡路昀,侯东园,等.负载多酚的纳米复合物制备方法及结构表征[J].食品研究与开发,2022,43(2):188-195.
LIANG Yan,CAI Luyun,HOU Dongyuan,et al.Preparation and Structural Characterization of Polyphenol-loaded Nanocomposites[J].Food Research and Development,2022,43(2):188-195.