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重要进展:包载生物活性化合物的纳米囊泡及其在食品中的应用

 海底丛林 2023-08-24 发布于河南

科研图文来源于食品加文献研习小组,欢迎投稿。

编辑:缪伊雯/  主编:张大川、蒋羽鸽/  学术顾问:寇兴然

重要进展:包载生物活性化合物的纳米囊泡及其在食品中的应用

Critical Reviews in Food Science and Nutrition(IF:11.208)

● 囊泡是包封生物活性物质的有效方法,可以提高其稳定性、溶解度、生物利用度。其次,研究人员通过定制其壁材、形状、表面功能使它们能够包封多种生物活性物质。食品工业中最常用的纳米囊泡载体(NVCs)包括脂质体、纳米小体、磷脂复合物和传递体。本综述探讨了负载生物活性化合物的囊泡的理化性质、释放效果、生物利用度以及应用于食品中的抗氧化能力和感官特性等。

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成果介绍

1. 纳米脂质体

脂质体由一个或多个磷脂双层构成,其磷脂又分为天然磷脂和合成磷脂,例如大豆油,玉米油等植物油。研究人员通常添加胆固醇来固定磷脂双层,减少水溶性活性物质的渗漏,并增强囊泡稳定性。脂质体可以包封水溶性或脂溶性活性物质,也因其降解性、生物相容性好而被广泛应用于医药和食品领域。纳米脂质体的制备方法分为常规法和新型方法,常规方法包括薄膜分散、超声、反相蒸发等;新型方法包括冷冻干燥,高压均质化,微流化,超临界流体法等。

纳米脂质体可以对功能性油起到包埋保护的作用,例如纳米脂质体鱼油提高了多不饱和脂肪酸含量,添加入酸奶中整体可接受度良好。研究人员利用微流化制备β-胡萝卜素脂质体,其在粒径、多分散指数、物理稳定性方面优于超声制备法。脂质体也被应用于包封精油类物质,最近林等人利用壳聚糖和果胶制备菊花精油脂质体并研究其在鸡肉保鲜中的应用效果。结果表明,其制备的三层脂质体优于单层脂质体,且可有效抑制鸡肉表面弯曲杆菌数量。来自植物提取物的酚类物质、类胡萝卜素、维生素、抗菌剂等都可以被脂质体包埋,制备形成多种囊泡,提高其稳定性和释放效率。其次,活性物质的联合使用可能具有双重效果,例如将乳酸链球菌素与其他抗菌剂联合,对病原菌有更强的抑制作用。

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图1. 脂质体、纳米小体、磷脂复合物和传递体之间的结构差异

2. 纳米小体(Niosome)

纳米小体是指由非离子表面活性剂包裹的水性核心组成的微观囊泡。用于制备的非离子表面活性剂Span 60、Tween 60、胆固醇、磷酸二乙酯。脂质体和纳米小体之间的区别:脂质体由磷脂组成,而纳米小体由非离子表面活性剂组成,通常具有一个疏水尾端。相比于脂质体,纳米小体具有如下优点:经济实惠、尺寸更小,无需特定的储存条件,理化性质稳定,毒性小,灵活性高。其制备方法有乙醚注射法、薄膜水合技术。目前,研究人员开发出无需加热和胆固醇的微流体技术,其中流速比是决定其组成和化合物浓度的关键。纳米小体可以对Omega-3脂肪酸、D-柠檬烯、酚类化合物、维生素D3、α-生育酚、生物活性肽等活性物质进行包埋保护。例如对稳定性较低的抗高血压肽进行包埋,提高其反应性和稳定性,降低其苦涩的口感。

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图2. 通过有机相和水相的混合制备纳米小体的微流化技术

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图3. 加热制备纳米小体的技术

3. 磷脂复合物

磷脂复合物是一种新型NVC,当存在磷脂和草药化合物的复合物时形成,作为一种新型生物活性物质的输送系统。其稳定性是依靠生物活性物质和磷脂酰胆碱分子之间的氢键。磷脂复合物可以提高活性物质的生物利用度,增强其在消化系统中的吸收以及抗菌和抗氧化活性。研究发现,磷脂复合物的包封效率比脂质体更高。这是由于磷脂复合物内部和外部区域都可以捕获活性物质,而脂质体只有中心区域。磷脂复合物可以对精油、酚类化合物、植物提取物进行包埋保护。最近研究人员制备白藜芦醇磷脂复合物,研究发现其可以保持长达60天的稳定,且具有优异的抗氧化性能。

4. 传递体

传递体包括非离子边缘激活剂以及磷脂酰胆碱。边缘激活剂具有两亲性,磷脂酰胆碱含有两条亲脂链和一个亲水性基团。膜成分和包封生物活性物质之间的相互作用对NVCs的稳定性具有决定性的影响。其次,传递体的优点在于其高变形性,它可以穿透比自身尺寸小的孔。研究人员将含有紫杉叶蛋白的传递体加入苹果汁中,在1个月的储存期内具有良好的理化稳定性。

创新性/用前景

本综述对四种NVCs的制备方法、优缺点以及适用范围进行详细的介绍,并阐述其在食品中的研究进展和应用范围。未来对于加入食品中的NVCs理化性质变化以及递送效率、消化特性、感官影响都应做进一步研究,以促进其在食品领域的进一步发展。

参考文献

Nano-vesicular carriers for bioactive compounds and their applications in food formulations

文章链接

http:///10.1080/10408398.2022.2156474

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