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      白藜蘆醇的生物活性及其運(yùn)載體系研究進(jìn)展

      2023-02-12 03:03:04田艷杰石愛民劉紅芝
      食品科學(xué) 2023年1期
      關(guān)鍵詞:白藜蘆醇脂質(zhì)體乳液

      田艷杰,石愛民,劉紅芝,*,代 蕾,劉 哲,王 強(qiáng),*

      (1.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所,農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)產(chǎn)品加工綜合性重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100193;2.青島農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院,山東 青島 266109)

      白藜蘆醇(C14H12O3)又稱芪三酚,是一種天然的有益于健康的非黃酮類多酚化合物,早期從毛葉藜蘆的根部分離提取分離[1],隨后研究人員在葡萄、花生、藍(lán)莓等100多種植物中均檢出了白藜蘆醇[2-4]。白藜蘆醇有順式和反式兩種異構(gòu)體,自然界中主要以反式構(gòu)型為主,在紫外線的照射下,反式白藜蘆醇異構(gòu)化生成順式白藜蘆醇[5]。白藜蘆醇的異構(gòu)化現(xiàn)象和水溶性差限制了其開發(fā)與利用,目前,食品、藥物領(lǐng)域已經(jīng)開展了許多將白藜蘆醇包埋于遞送系統(tǒng)的研究,這些運(yùn)載體系包括納米顆粒、乳液(納米乳液、多重乳液、Pickering乳液)、脂質(zhì)體、水凝膠、環(huán)糊精(cyclodextrin,CD)包合物等[6]。本文綜述近年來有關(guān)白藜蘆醇的生物活性及運(yùn)載體系,并總結(jié)現(xiàn)有運(yùn)載體系存在的問題,以期為白藜蘆醇運(yùn)載體系相關(guān)研究提供參考。

      1 白藜蘆醇理化性質(zhì)

      白藜蘆醇化學(xué)名稱為3,5,4’-三羥基苯二烯,熔點(diǎn)256~258 ℃,為無(wú)味、白色的針狀結(jié)晶,易溶于有機(jī)溶劑,難溶于水,化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定性,需在低溫避光的條件下保存,可與三氯化鐵-鐵氰化鉀、氨水發(fā)生顯色反應(yīng)。白藜蘆醇的存在形式主要有4 種:順、反式白藜蘆醇和順、反式白藜蘆醇苷,其中反式白藜蘆醇具有芳香環(huán)、酚羥基及雙鍵等官能團(tuán)[7],且具有相對(duì)較高的穩(wěn)定性。近年來白藜蘆醇的多種生物活性被廣泛研究,因此在食品、藥品及化妝品行業(yè)的需求不斷增加,但其在植物中的含量相對(duì)較少,因此,相關(guān)研究著重于提高植物中白藜蘆醇含量或人工合成白藜蘆醇。研究表明可通過物理方法,如超聲處理[8]、紫外線處理[9]等增加植物中白藜蘆醇的含量,此外,一些化學(xué)合成法及生物合成法也被用來合成白藜蘆醇。目前的化學(xué)合成法有Perkin縮合反應(yīng)法、Witting合成法、Heck合成法、Witting-Horner合成法[10],生物合成法主要集中在細(xì)胞、酶、基因方面,可以通過植物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)法[11]、芪合酶轉(zhuǎn)基因技術(shù)法[12]、微生物工程技術(shù)法[13]合成。

      2 白藜蘆醇生物活性

      白藜蘆醇作為一種植物抗毒素,在植物中發(fā)揮保護(hù)作用,具有抵御紫外線輻射、預(yù)防真菌感染的作用[14]。由于這些作用的存在,白藜蘆醇在促進(jìn)人體營(yíng)養(yǎng)健康中也發(fā)揮了優(yōu)異的功能活性,主要包括抗氧化、抗菌、抗炎、抗心血管、抗腫瘤等作用。

      2.1 抗氧化作用

      正常細(xì)胞代謝會(huì)通過谷胱甘肽、超氧化物歧化酶和過氧化氫酶等通過解毒產(chǎn)生過氧化氫、羥自由基等氧化中間體。正常生理?xiàng)l件下代謝是處在一種動(dòng)態(tài)平衡中,但是若發(fā)生氧化中間體的異常積累,會(huì)導(dǎo)致體內(nèi)氧化與抗氧化失衡,加速生物體的老化?;钚匝酰╮eactive oxygen species,ROS)在細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)控制體內(nèi)氧化/抗氧化中具有重要意義。白藜蘆醇具有抗氧化性,可清除自由基,抑制ROS的生成。Santos等[15]研究白藜蘆醇在不同年齡供體人單核細(xì)胞氧化應(yīng)激環(huán)境中的抗氧化作用,結(jié)果表明,白藜蘆醇通過調(diào)節(jié)信號(hào)通路能夠降低中年組和老年組的ROS水平,對(duì)比發(fā)現(xiàn)在中年組的抗氧化效果更好。此外,將白藜蘆醇添加至飼料中,可以增強(qiáng)肉雞肌肉的抗氧化能力同時(shí)刺激線粒體生物發(fā)生,從而改善雞肉的品質(zhì)[16];可以增加谷胱甘肽過氧化酶活性并上調(diào)肌球蛋白重鏈基因表達(dá),減少蛋白質(zhì)羰基和丙二醛含量,提高抗氧化能力與氧化纖維成分,從而提高豬肉品質(zhì)[17]。因此,白藜蘆醇可通過信號(hào)調(diào)節(jié)途徑或者增加機(jī)體谷胱甘肽過氧化物酶等活力,抑制ROS的產(chǎn)生,提高抗氧化能力。

      2.2 抗炎作用

      白藜蘆醇抗菌抗炎作用可在受真菌感染的葡萄植株中發(fā)現(xiàn)[14]。炎癥是機(jī)體在損傷刺激下產(chǎn)生的一種生理應(yīng)激反應(yīng),如果不能有效控制,就會(huì)引起慢性疾病或?qū)C(jī)體造成更大的損傷。研究表明,白藜蘆醇可抑制促炎細(xì)胞因子的表達(dá),減少炎癥的發(fā)生,同時(shí)促進(jìn)抗炎細(xì)胞因子的表達(dá)[18]。Ma Chunfang等[19]探究了白藜蘆醇對(duì)脂多糖誘導(dǎo)的炎癥反應(yīng)及其在RAW264.7鼠巨噬細(xì)胞中的潛在分子作用機(jī)制,結(jié)果表明白藜蘆醇可下調(diào)誘導(dǎo)型一氧化氮合酶和白細(xì)胞介素(interleukin,IL)-6的表達(dá),從而抑制脂多糖刺激RAW264.7細(xì)胞中一氧化氮的產(chǎn)生和IL-6的分泌。

      2.3 抗菌作用

      相比于白藜蘆醇的抗氧化及抗炎作用,白藜蘆醇的抗菌作用研究較少,但也是近年來的研究熱點(diǎn)。白藜蘆醇能夠抑制細(xì)菌和真菌生長(zhǎng),改變毒性因子的表達(dá),減少生物膜的形成,降低其運(yùn)動(dòng)性并影響細(xì)菌對(duì)各種常規(guī)抗生素的敏感性[20]。痤瘡是常見的皮膚病,由皮質(zhì)堵塞、金黃色葡萄球菌感染等多種因素引起,研究發(fā)現(xiàn)白藜蘆醇比抗菌藥物過氧化苯甲酰具有更好的抗痤瘡作用[21]。同時(shí),白藜蘆醇可用于治療皮膚癬菌病[22]。李峰等[23]發(fā)現(xiàn)質(zhì)量濃度15 μg/mL白藜蘆醇溶液能夠顯著抑制核桃細(xì)菌性黑斑病菌生物膜的形成。白藜蘆醇抗菌作用主要通過干擾細(xì)菌細(xì)胞壁的合成,干擾細(xì)菌的信號(hào)傳導(dǎo),從而影響其正常生長(zhǎng)[24]。

      2.4 抗心血管疾病作用

      據(jù)統(tǒng)計(jì),每年有1700多萬(wàn)人口死于心血管疾病,占全球人類的死因首位,死亡率約占總死亡人口的30%[25],其中動(dòng)脈粥樣硬化是造成心血管疾病的主要原因[26]。研究表明,白藜蘆醇可預(yù)防高水平的總膽固醇、甘油三酯、低密度脂蛋白膽固醇和高密度脂蛋白膽固醇,并減少高脂肪飲食和脂多糖誘導(dǎo)的動(dòng)脈粥樣硬化病變,說明其具有降脂和抗動(dòng)脈粥樣硬化的潛力[27]。白藜蘆醇可改善全心肌缺血和再灌注后的心臟功能,并減少單次和齊射心律失常、室性心動(dòng)過速、心室顫動(dòng)等情況[28]。另外,白藜蘆醇還能提高一氧化氮的生物利用度,促進(jìn)與血管舒張相關(guān)的信號(hào)調(diào)節(jié)與轉(zhuǎn)導(dǎo),影響離體人肺內(nèi)小動(dòng)脈血管的張力[29]。以上研究表明,白藜蘆醇可以舒張血管并改善動(dòng)脈粥樣硬化,具有廣泛的心血管保護(hù)作用,是一種很有潛力的生物活性成分。

      2.5 抗腫瘤作用

      在白藜蘆醇的多種生物活性中,以其抗腫瘤作用展開的研究相對(duì)較多。癌細(xì)胞的擴(kuò)散和轉(zhuǎn)移是惡性腫瘤的重要標(biāo)志,癌細(xì)胞會(huì)通過血液系統(tǒng)和淋巴系統(tǒng)擴(kuò)散到全身,從而形成新的腫瘤。研究表明,白藜蘆醇可通過多種機(jī)制和靶點(diǎn)抑制肺癌、肝癌、胰腺癌、結(jié)腸癌等腫瘤細(xì)胞增殖,促進(jìn)癌細(xì)胞凋亡。在抑制腫瘤細(xì)胞增殖方面,白藜蘆醇可以調(diào)控癌細(xì)胞的生長(zhǎng)周期,通過阻滯癌細(xì)胞增殖的S期抑制癌細(xì)胞DNA合成[30]。在體外和完整細(xì)胞中可抑制血清/糖皮質(zhì)激素調(diào)節(jié)激酶-1,抑制人肝癌細(xì)胞的增殖和存活[31]。近年來,越來越多的研究表明,白藜蘆醇可以通過調(diào)節(jié)各種癌癥中的上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)變來調(diào)節(jié)腫瘤細(xì)胞遷移和侵襲,例如結(jié)腸癌[32]、胰腺癌[33]、肺癌[34]等。另外,在促進(jìn)腫瘤細(xì)胞凋亡方面,白藜蘆醇可通過激活胱天蛋白酶3、胱天蛋白酶9、磷脂酰肌醇3激酶等多條通路來促進(jìn)腫瘤細(xì)胞凋亡[35]。還有研究證明,白藜蘆醇可通過下調(diào)Notch1/人第10號(hào)染色體缺失的磷酸酶及張力蛋白同源的基因、蛋白激酶B等信號(hào)傳導(dǎo)誘導(dǎo)人卵巢癌細(xì)胞凋亡[36],可以使基礎(chǔ)細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶失活,誘導(dǎo)宮頸癌細(xì)胞凋亡[37]。以上研究表明,白藜蘆醇的抗腫瘤作用主要是通過調(diào)節(jié)內(nèi)/外途徑、調(diào)控相關(guān)分子靶點(diǎn)抑制腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移和阻滯細(xì)胞周期誘導(dǎo)癌細(xì)胞凋亡。

      3 白藜蘆醇的食品運(yùn)載體系

      白藜蘆醇具有多種生物活性,可作為功能成分應(yīng)用于食品及保健品中,但在相關(guān)產(chǎn)品制備過程中通常需要進(jìn)行加工(溫度、壓力)與貯存(光照)。由于白藜蘆醇水溶性差、穩(wěn)定差以及見光易發(fā)生異構(gòu)化,其生物利用度較低,且食品加工工藝可能進(jìn)一步降低其生物利用度,從而限制了白藜蘆醇的應(yīng)用。通過納米顆粒、乳液、脂質(zhì)體、水凝膠、CD等運(yùn)載體系(圖1)將白藜蘆醇進(jìn)行包埋可以顯著改善其穩(wěn)定性及水溶性,從而提高白藜蘆醇的緩釋功效并增加其生物利用度。不同白藜蘆醇運(yùn)載體系的特性如表1所示。

      圖1 白藜蘆醇運(yùn)載體系Fig.1 Delivery systems for resveratrol

      表1 不同白藜蘆醇運(yùn)載體系的特性Table 1 Characteristics of different resveratrol delivery systems

      3.1 納米顆粒

      納米顆粒通過氫鍵和疏水相互作用包埋白藜蘆醇,增加其溶解度,減少其在胃腸道中的破壞,從而達(dá)到緩釋的目的。納米顆粒載體主要有蛋白質(zhì)納米顆粒、多糖納米顆粒和蛋白質(zhì)-多糖復(fù)合顆粒等[38-39]。此外,根據(jù)不同的造粒工藝,顆粒分為擠出顆粒和干燥顆粒。納米顆粒具有體積小、穩(wěn)定性高、負(fù)載率高等特點(diǎn),可減少活性成分在食品加工和貯藏中的損失[40]。

      Huang Xulin等[41]通過抗溶劑沉淀和靜電沉積制備成負(fù)載白藜蘆醇的納米顆粒,該顆粒以玉米醇溶蛋白納米顆粒為核,果膠涂層形成殼,制備成玉米醇溶蛋白/果膠核殼納米顆粒,研究表明此納米顆粒在pH 2~7時(shí)較穩(wěn)定;在pH 4時(shí),分別將納米顆粒進(jìn)行熱處理(80 ℃、1 h)以及鹽處理(NaCl濃度低于50 mmol/L)均可保持穩(wěn)定,且納米顆粒負(fù)載的白藜蘆醇生物可及性、體外及細(xì)胞抗氧化活性均高于游離白藜蘆醇。Liu Yuxuan等[42]研究了超聲處理制備的玉米醇溶蛋白-阿拉伯膠復(fù)合顆粒對(duì)白藜蘆醇包封的影響。與玉米醇溶蛋白包封白藜蘆醇相比,玉米醇溶蛋白-阿拉伯膠納米顆粒的包封率從26.19%顯著提高至55.85%,在超聲處理后復(fù)合顆粒的包封率進(jìn)一步提高至74.20%,其載藥量從2.79%上升至6.01%。Zhang Lingtuo等[43]以海藻酸鈉為殼,大豆分離蛋白為核制備包封白藜蘆醇的納米顆粒,其包封率約為91.9%,且具有更好的pH值穩(wěn)定性及離子穩(wěn)定性。在紫外光照射30 min后,帶殼納米顆粒中反式白藜蘆醇的異構(gòu)化率僅為15%,比無(wú)殼納米顆粒低約30%。納米顆粒運(yùn)載體系主要以天然大分子聚合物(蛋白、多糖)為載體對(duì)活性成分進(jìn)行包埋(表2),載體本身具有良好的生物相容性,同時(shí)還可以提高活性成分的穩(wěn)定性且包封率較高,因此具有廣泛的應(yīng)用前景。

      表2 白藜蘆醇納米顆粒的特性Table 2 Characteristics of resveratrol nanoparticles

      3.2 乳液

      傳統(tǒng)乳液是將油相和水相混合,添加乳化劑經(jīng)高壓均質(zhì)、超聲乳化、高壓微射流等形成的分散系,根據(jù)油-水兩相的相對(duì)分散性,可將其分為水包油(oil-in-water,O/W)型乳狀液和油包水(water-in-oil,W/O)乳狀液。乳液體系是熱力學(xué)不穩(wěn)定體系,在貯藏和加工過程中容易受到溫度、pH值、離子強(qiáng)度等因素影響,會(huì)出現(xiàn)分層、破乳等現(xiàn)象[49]。針對(duì)這些問題,研究人員以納米乳液、多重乳液、Pickering乳液等多種不同結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的乳液體系包埋白藜蘆醇,以提高其生物利用度。

      3.2.1 納米乳液

      納米乳液作為新型的載體體系,被認(rèn)為是使用最廣泛的運(yùn)載體系之一,越來越多地應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域及功能性食品開發(fā)領(lǐng)域。該體系主要是通過水相、油相、乳化劑按適當(dāng)比例在一定的外力作用混合形成熱力學(xué)不穩(wěn)定均相膠體分散體系。納米乳液的粒徑在50~200 nm之間,粒徑的大小與乳化劑的類型、油相中油的類型和濃度以及所采用的均質(zhì)方法有關(guān)。

      Xiong Yun等[50]將制備了牛至精油與白藜蘆醇的納米乳液,并將納米乳液加入到果膠基質(zhì)中,涂在新鮮的豬里脊肉上,研究其對(duì)鮮豬里脊肉的保鮮影響。研究表明,該涂層具有最好的保鮮性能,可最大限度地減少里脊肉的pH值及顏色變化,延緩脂質(zhì)和蛋白質(zhì)氧化,延長(zhǎng)里脊肉的保質(zhì)期。研究人員使用自發(fā)乳化法制備負(fù)載白藜蘆醇的低能納米乳液,以橙油與葡萄籽油為油相封裝白藜蘆醇,將納米乳液在紫外光下暴露1 h,白藜蘆醇的保留率為88%,可有效防止白藜蘆醇降解[51]。Zhu Peipei等[52]使用玉米醇溶蛋白-聚甘油穩(wěn)定的O/W納米乳液來包封白藜蘆醇,其包封率超過90%,研究表明該體系顯著提高了白藜蘆醇的抗氧化活性,并且可以在34 d內(nèi)保持良好的物理化學(xué)穩(wěn)定性。Tsai等[53]發(fā)現(xiàn)負(fù)載白藜蘆醇的納米乳液在小鼠皮膚上應(yīng)用24 h后,與白藜蘆醇飽和溶液處理組相比,其透皮量增加約896.2 倍,皮膚內(nèi)的沉積量增加約10.2 倍[53]。與傳統(tǒng)乳液相比,該乳液體系具有粒徑小、貯藏穩(wěn)定性高等特點(diǎn)。納米乳液運(yùn)載體系可以改善活性成分的穩(wěn)定性和抗氧化活性,但受自身熱力學(xué)不穩(wěn)定性質(zhì)的影響且制備過程中需要加入表面活性劑,存在一定的安全風(fēng)險(xiǎn),因此納米乳液的應(yīng)用受到限制。

      3.2.2 多重乳液

      傳統(tǒng)乳液對(duì)功能成分進(jìn)行包埋時(shí)往往出現(xiàn)泄漏問題,導(dǎo)致活性成分封裝效率低,因此可利用聚電解質(zhì)、蛋白質(zhì)等物質(zhì)通過氫鍵、靜電和疏水相互作用對(duì)乳液進(jìn)行多層修飾,這種乳液被稱為多重乳液[54]。多重乳液具有更復(fù)雜的乳液體系,因此被稱為“乳液中的乳液”,乳液的分散相液滴中還分散著互不相容的液滴。由于多重乳液具有兩個(gè)或兩個(gè)以上油-水界面,可以更好地保護(hù)活性成分,降低外界環(huán)境對(duì)包埋物的影響。

      Wang Jun等[55]通過高壓均質(zhì)法制備了白藜蘆醇的水包油包水(water-in-oil-in-water,W/O/W)乳液,與內(nèi)水相為去離子水相比,內(nèi)水相為乙醇時(shí)白藜蘆醇的包封率(99.97%)更高。Shi Aimin等[56]發(fā)現(xiàn)包埋白藜蘆醇的W/O/W多重乳液可在pH 2~8、溫度25~70 ℃條件下保持穩(wěn)定,可穩(wěn)定貯存77 d,而且該體系對(duì)腸蠕動(dòng)和消化液的具有良好的抵抗力,對(duì)白藜蘆醇有更好地保護(hù)與緩釋作用。Díaz-Ruíz等[57]研究表明,與體積比40∶60的W1/O相比,采用體積比30∶70的W1/O所制備W1/O/W2乳液具有更長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定性。以體積比80∶20的W1/O∶W2和體積比為30∶70的W1/O制備W1/O/W2多重乳液具有更好的膠體穩(wěn)定性及流變特性,且白藜蘆醇的包封率及質(zhì)量濃度都較高,更適合用作藥品或食品成分。同樣,Matos等[58]通過兩步機(jī)械乳化工藝制備包埋白藜蘆醇的濃縮W1/O/W2雙乳液,最佳配方下的濃縮W1/O/W2雙乳液中,白藜蘆醇質(zhì)量濃度為6.2 mg/L,且具有較高的包封率、穩(wěn)定性及流變特性。

      3.2.3 Pickering乳液

      相比于以表面活性劑穩(wěn)定的傳統(tǒng)乳液,Pickering乳液中的固體顆粒充當(dāng)乳化劑[59],吸附在乳液水-油界面上的固體顆粒一般發(fā)生不可逆吸附,從而賦予Pickering乳液更好的穩(wěn)定性。乳液的類型與固體顆粒在油-水中的接觸角(θ)有關(guān),若θ<90°,則顆粒親水,可形成O/W乳液,若θ>90°,則顆粒疏水,可形成W/O乳液。近年來植物蛋白憑借綠色、天然、生物相容性好等特點(diǎn)被應(yīng)用于食品領(lǐng)域[60],因此以植物蛋白[61-63]制備的食品級(jí)固體顆粒穩(wěn)定的Pickering乳液的報(bào)道不斷增多,且逐步深入到食品領(lǐng)域。鑒于Pickering乳液高穩(wěn)定性、高安全性的特點(diǎn),可以用來保護(hù)和遞送白藜蘆醇,拓寬白藜蘆醇在食品領(lǐng)域的應(yīng)用范圍。

      Wu Bi等[64]通過辛烯基琥珀酸淀粉酸酐(octenyl succinic anhydride,OSA)改性淀粉制備新型淀粉基Pickering乳液,用于包封白藜蘆醇。該體系可以對(duì)白藜蘆醇起到很好的緩釋作用,顯著改善白藜蘆醇皮膚滲透的能力,促進(jìn)白藜蘆醇在皮膚中的分布,且在4 ℃和25 ℃下可保持穩(wěn)定60 d,具有良好的離心和稀釋穩(wěn)定性。Sharkawy等[65]制備殼聚糖/阿拉伯樹膠納米粒子穩(wěn)定的Pickering乳液作為反式白藜蘆醇局部給藥的載體,發(fā)現(xiàn)Pickering乳液具有更高的皮膚保留率和更低的白藜蘆醇滲透率,并且可以增加反式白藜蘆醇光穩(wěn)定性。有學(xué)者利用OSA改性藜麥淀粉顆粒穩(wěn)定的Pickering乳液包埋白藜蘆醇,向乳液的分散相中添加一定比例的橙油時(shí)體系更穩(wěn)定,此時(shí)白藜蘆醇包封率高達(dá)98%,是表面活性劑穩(wěn)定體系中包封率的兩倍以上[66]。Zhang Yali等[67]以玉米醇溶蛋白/殼聚糖顆粒穩(wěn)定的Pickering乳液包埋白藜蘆醇,實(shí)驗(yàn)證明該乳液體系白藜蘆醇的穩(wěn)定性和緩釋性均優(yōu)于同一研究中納米乳液包埋的白藜蘆醇。Pickering乳液是由固體顆粒穩(wěn)定的乳液,具有穩(wěn)定性強(qiáng)、安全性好、可有效抑制液滴凝聚、抵抗奧式熟化等優(yōu)點(diǎn),同時(shí)具有良好的生物相容性及可食用性,可以應(yīng)用于食品領(lǐng)域中。

      不同白藜蘆醇乳液的制備方法及特性如表3所示。

      表3 白藜蘆醇乳液特性Table 3 Characteristics of resveratrol emulsions

      3.3 脂質(zhì)體

      脂質(zhì)體是一種由磷脂雙分子層結(jié)構(gòu)組成的球形囊泡,具有疏水尾部和親水頭部,因此可以同時(shí)運(yùn)載親水性物質(zhì)和親脂性物質(zhì)。脂質(zhì)體可將親水分子封裝在內(nèi)部水性內(nèi)腔中,而親脂性分子主要分布在脂質(zhì)雙層內(nèi),其粒徑在幾十納米到幾微米之間,具有生物相容性好的特點(diǎn),可實(shí)現(xiàn)跨細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)[38]。制備方法主要有薄膜分散法、逆向蒸發(fā)法、乙醇注入法、凍融法、復(fù)乳法等。目前,脂質(zhì)體已被美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局認(rèn)定為安全和可生物降解的載體。許多研究表明,脂質(zhì)體可以通過疏水相互作用,氫鍵及靜電相互作用將白藜蘆醇裝在疏水的雙分子層中,提高其溶解性及穩(wěn)定性。但脂質(zhì)體具有半衰期短、穩(wěn)定性差等缺點(diǎn),容易導(dǎo)致負(fù)載物的泄漏,因此研究人員常對(duì)脂質(zhì)體進(jìn)行修飾改性,增強(qiáng)體系的穩(wěn)定性以及提高其適用性。

      通過薄膜水合法結(jié)合超聲處理制備了聚乙二醇2000修飾的白藜蘆醇脂質(zhì)體,修飾的脂質(zhì)體包封率為85.5%左右,且貯藏6 d沒有發(fā)生顯著聚集現(xiàn)象,修飾后脂質(zhì)體穩(wěn)定性更高[68]。Feng Simin等[69]將白藜蘆醇與表沒食子兒茶素共同包封在涂有低甲氧基果膠的脂質(zhì)體中,經(jīng)過涂層包被的脂質(zhì)體穩(wěn)定性更高,巴氏殺菌后仍具有較大的抗氧化性。和其他運(yùn)載體系相比,脂質(zhì)體具有很好的生物相容性,可以提高活性成分的吸收與利用,同時(shí)該體系可以實(shí)現(xiàn)親疏水活性成分的共同運(yùn)載。

      3.4 水凝膠

      水凝膠是通過物理或化學(xué)交聯(lián)制成的能夠在水介質(zhì)中膨脹的三維網(wǎng)絡(luò)狀聚合物體系,不同材料能夠組合形成不同功能和性狀的水凝膠。水凝膠具有高封裝效率、可靠的化學(xué)穩(wěn)定性以及理想的微環(huán)境,并通過響應(yīng)不同的環(huán)境條件來實(shí)現(xiàn)靶向釋放,被認(rèn)為是一種有良好應(yīng)用前景的遞送系統(tǒng)[70]。交聯(lián)空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)賦予水凝膠優(yōu)異的溶脹以及持水能力,使其成為封裝生物活性成分的理想遞送系統(tǒng),同時(shí)可以保護(hù)活性成分免受胃腸道疾病侵害。

      Wang Peng等[71]通過離子交聯(lián)成功制備氧化結(jié)冷膠(oxidized gellan gum,OGG)和抗性淀粉(resistant starch,RS)組成的水凝膠,并對(duì)白藜蘆醇進(jìn)行包埋。通過對(duì)比發(fā)現(xiàn),RS的加入明顯影響了水凝膠的形態(tài)結(jié)構(gòu)和溶脹能力,該凝膠具有pH值敏感性且對(duì)白藜蘆醇包封率在84.95%~90.73%。體外實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,OGG/RS水凝膠珠在模擬胃液中表現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性,在模擬腸液中持續(xù)釋放白藜蘆醇。Zhao Chenchen等[72]將白藜蘆醇負(fù)載到肽水凝膠上形成傷口敷料。體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該水凝膠沒有細(xì)胞毒性,可以抑制巨噬細(xì)胞促炎細(xì)胞因子的產(chǎn)生,所制備敷料可以加速傷口愈合,促進(jìn)膠原蛋白有序沉積,減輕炎癥并最終防止疤痕形成。

      3.5 環(huán)糊精包合物

      CD是由葡萄糖單體(吡喃葡萄糖)通過α-1,4-糖苷鍵連接形成的天然環(huán)狀低聚糖[73]。根據(jù)葡萄糖的數(shù)量,可分為α-CD、β-CD和γ-CD,其分別由6、7、8 個(gè)葡萄糖單體構(gòu)成。CD是1 個(gè)中空的圓錐形三維結(jié)構(gòu),具有0.79 nm的錐形腔深,而頂部和底部的直徑都隨著葡萄糖單位的數(shù)量而增加。親脂性的亞甲基和醚鍵位于CD空腔內(nèi)側(cè),親水性的羥基位于外側(cè),從而形成了“內(nèi)疏水、外親水”的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)[74]。目前α-CD、β-CD和γ-CD已獲得美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局的安全認(rèn)定,并且可以商業(yè)化生產(chǎn)。相比較其他幾種CD,β-CD具有成本低、應(yīng)用范圍廣的特點(diǎn),因此被人們廣泛研究。

      Silva等[75]將游離的白藜蘆醇與γ-CD-白藜蘆醇加入到檸檬汁中作為功能成分,對(duì)比發(fā)現(xiàn)γ-CD-白藜蘆醇-檸檬汁中的白藜蘆醇含量約為白藜蘆醇-檸檬汁的9 倍,說明γ-CD包合增加了白藜蘆醇的溶解度,將兩種果汁在黑暗條件下室溫或4 ℃下貯藏28 d后,白藜蘆醇含量差異仍然十分顯著。Haley等[76]的研究表明通過CD聚合物包封白藜蘆醇,可將白藜蘆醇的釋放時(shí)間延長(zhǎng)至100 d,且可以使其穩(wěn)定的自由基清除活性維持60 d[76]。Wang Xuechun等[77]將白藜蘆醇與磺基丁基醚-β-CD絡(luò)合并裝載于聚合物納米顆粒中,該包合物使白藜蘆醇的水溶性提高了約66 倍。

      4 結(jié)語(yǔ)

      白藜蘆醇是一種具有抗氧化、抗炎、抗菌、抗心血管疾病、抗腫瘤等多種生物活性的酚類物質(zhì),在食品中具有廣闊的應(yīng)用前景,但水溶性差、穩(wěn)定性差等因素導(dǎo)致其生物利用度低,限制了其在食品中的開發(fā)與利用。為此,研究者們?cè)O(shè)計(jì)出各種白藜蘆醇食品運(yùn)載體系,這些運(yùn)載體系可以增加白藜蘆醇的溶解性、穩(wěn)定性及生物利用度,但目前的研究中還存在一些不足:1)在制備納米乳液、多重乳液運(yùn)載體系時(shí),需要加入表面活性劑,常見表面活性劑具有一定的毒副作用,如對(duì)黏膜的刺激性、對(duì)皮膚的致敏性、致癌致畸性等,因此,運(yùn)載體系缺乏天然、無(wú)毒、安全的乳化劑;2)納米顆粒遞送系統(tǒng)比復(fù)合物運(yùn)載體系更穩(wěn)定,但單一蛋白顆粒對(duì)環(huán)境變化比較敏感,容易受到pH值、溫度等因素影響;3)目前關(guān)于白藜蘆醇在運(yùn)載體系研究主要集中在體外模擬方面,且多為初級(jí)研究,而對(duì)代謝及消化吸收機(jī)制的研究相對(duì)較少;4)運(yùn)載體系制備過程較復(fù)雜,生產(chǎn)成本較高,因此制備方法仍處于實(shí)驗(yàn)室研究階段,不適合工業(yè)化生產(chǎn);5)對(duì)運(yùn)載體系運(yùn)載白藜蘆醇的靶向性研究不足,較難實(shí)現(xiàn)白藜蘆醇的靶向釋放,因此白藜蘆醇的生物利用度不高,生物活性不明顯。

      針對(duì)上述問題,可以重點(diǎn)研究以下方面:1)大力開發(fā)安全、無(wú)毒的表面活性劑(蛋白質(zhì)、多糖),以提高運(yùn)載體系的安全性;2)深入研究多糖與蛋白質(zhì)結(jié)合制備,兩者可通過共價(jià)結(jié)合或非共價(jià)結(jié)合增強(qiáng)納米顆粒的穩(wěn)定性;3)加強(qiáng)對(duì)白藜蘆醇代謝消化機(jī)制的研究,開展動(dòng)物實(shí)驗(yàn)以確定其代謝途徑、毒性等;4)研究適合產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的制備工藝,深入并拓寬運(yùn)載體系在食品領(lǐng)域(如功能飲料、奶茶、保健食品、3D打印等)的應(yīng)用;5)對(duì)運(yùn)載體系進(jìn)行修飾改性或者將多種運(yùn)載體系結(jié)合,更好地實(shí)現(xiàn)白藜蘆醇的靶向緩釋,進(jìn)一步提高白藜蘆醇的生物利用度。

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