舒 心，郭 擎，高彥祥

（中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營(yíng)養(yǎng)工程學(xué)院，北京 100083）

槲皮素是一類(lèi)存在于刺山柑、野櫻莓、洋蔥、生菜等食物中的生物類(lèi)黃酮物質(zhì)[1]。作為一種活性成分，槲皮素具有良好的抗氧化、抗炎癥、抗腫瘤以及預(yù)防心血管疾病等功效，其在食品、醫(yī)藥等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景[2-5]。但在食品加工和貯藏過(guò)程中，槲皮素及其衍生物易發(fā)生分解[6]。其穩(wěn)定性還易受pH值、溫度、金屬離子的影響[7-8]。因此，槲皮素在實(shí)際應(yīng)用中仍有諸多限制。為了打破這些限制，遞送體系如納米顆粒、脂質(zhì)體、乳液等通常被設(shè)計(jì)用于包埋槲皮素，以減緩其在食品加工貯存過(guò)程中因受外界因素影響而發(fā)生降解的速率，同時(shí)使其在消化過(guò)程中具有緩釋效果。為此，本文主要闡述了槲皮素的結(jié)構(gòu)、理化與功能特性和體內(nèi)代謝過(guò)程，重點(diǎn)圍繞著槲皮素遞送體系展開(kāi)分類(lèi)綜述，同時(shí)對(duì)槲皮素的安全性進(jìn)行探討，并對(duì)其遞送體系的應(yīng)用前景進(jìn)行展望。

1 槲皮素概述

1.1 槲皮素及其衍生物的結(jié)構(gòu)與理化性質(zhì)

槲皮素（3,5,7-三羥基-2-(3,4-二羥基苯基)-4H-苯并吡喃-4-酮）具有典型的類(lèi)黃酮結(jié)構(gòu)[9]。在植物體中，槲皮素分子中的羥基常被其他基團(tuán)取代，與糖、醚或酚酸等物質(zhì)結(jié)合[10]，槲皮素及其常見(jiàn)衍生物的化學(xué)結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1[10]。

圖1 槲皮素及其衍生物的化學(xué)結(jié)構(gòu)式[10]Fig. 1 Chemical structures of quercetin and its derivatives[10]

槲皮素為平面型分子，堆砌較緊密，分子間引力較大，不易被溶劑或溶質(zhì)分散，因此槲皮素在水中的溶解度極低[11]。槲皮素衍生物的脂性/親水性取決于分子中取代基的類(lèi)型，例如槲皮素羥基被甲基取代則親脂性增加，而糖基化則會(huì)增加其親水性[10]。槲皮素及其衍生物的理化性質(zhì)見(jiàn)表1[12]。

表1 槲皮素及其衍生物的理化性質(zhì)[12]Table 1 Physicochemical properties of quercetin and its derivatives[12]

1.2 槲皮素的生物活性

1.2.1 抗氧化

作為一種黃酮類(lèi)物質(zhì)，槲皮素的抗氧化作用主要通過(guò)清除活性氧自由基、鰲合金屬離子以及抑制低密度脂蛋白氧化損傷等方式實(shí)現(xiàn)[13]。槲皮素的抗氧化活性可能與其特殊的結(jié)構(gòu)相關(guān)，特殊結(jié)構(gòu)包括：1）B環(huán)中的鄰苯二酚基團(tuán)；2）C環(huán)上與4-氧代基共軛的2,3-雙鍵；3）雜環(huán)中C3、C5位的羥基[14]。Kalantari等[15]研究發(fā)現(xiàn)槲皮素對(duì)急性肝損傷的保護(hù)作用可能與其較強(qiáng)的清除自由基能力、抑制脂質(zhì)過(guò)氧化效果和較強(qiáng)的抗氧化酶活性相關(guān)。Li Xiaohe等[16]將槲皮素包埋在納米纖維素基質(zhì)中以提高槲皮素的抗氧化活性以及其在模擬體內(nèi)消化過(guò)程中的穩(wěn)定性。Manca等[17]以吐溫-80和泊洛沙姆188為穩(wěn)定劑，采用濕介質(zhì)研磨法獲得了槲皮素納米懸浮制劑，以提高槲皮素的溶解度和溶解速率，進(jìn)而促進(jìn)其在皮膚層的積累。體外實(shí)驗(yàn)表明，納米懸浮液具有很高的生物相容性，槲皮素能有效抵抗過(guò)氧化氫對(duì)角質(zhì)形成細(xì)胞的氧化，具有治療皮膚疾病的應(yīng)用潛力。

1.2.2 抗炎癥

炎癥是機(jī)體對(duì)各類(lèi)型病理刺激和組織損傷的反應(yīng)，也是造成肥胖、2型糖尿病等慢性疾病的主要原因之一[18]。槲皮素能通過(guò)抑制炎癥細(xì)胞因子表達(dá)和炎癥酶活性，起到抗炎癥效果。例如，槲皮素能提高巨噬細(xì)胞的吞噬功能、抑制細(xì)胞因子白細(xì)胞介素（interleukin，IL）-1β和炎癥介質(zhì)環(huán)氧化酶（cyclooxygenase，COX）-2的分泌，發(fā)揮抗炎作用[19]。COX的異常表達(dá)通常都是由炎癥引起的，而槲皮素能通過(guò)阻斷磷脂酰肌醇-3激酶（phosphatidylinositol 3-kinase，PI3K）信號(hào)通路來(lái)抑制大鼠肝上皮細(xì)胞中COX-2的表達(dá)和前列腺素（prostaglandin，PG）E2的分泌[20]。在正常外周血單核細(xì)胞（peripheral blood mononuclear cell，PBMC）中，槲皮素能上調(diào)Th-1源性干擾素（interferon，IFN）-γ、下調(diào)Th-2源性IL-4基因的表達(dá)和蛋白分泌，以實(shí)現(xiàn)免疫刺激反應(yīng)[21]。Yu Weihan等[22]在研究中將海藻酸鈉/生物玻璃水凝膠與具有熱響應(yīng)性質(zhì)的海藻酸鈉/瓊脂糖/槲皮素水凝膠混合，獲得了可注射型槲皮素-生物玻璃水凝膠。水凝膠可維持正常軟骨細(xì)胞表型，還能通過(guò)下調(diào)誘導(dǎo)型一氧化氮合酶（inducible nitric oxide synthase，iNOS）、基質(zhì)金屬蛋白酶（matrix metalloproteinase，MMP）-13、MMP-1在退化軟骨細(xì)胞中的表達(dá)，促進(jìn)巨噬細(xì)胞M2極化，減輕炎癥反應(yīng)，減緩軟骨細(xì)胞外基質(zhì)（extracellular matrix，ECM）降解，對(duì)促進(jìn)軟骨組織再生和軟骨修復(fù)有重要意義。

1.2.3 抗腫瘤

槲皮素還具有很強(qiáng)的促細(xì)胞凋亡、抑制轉(zhuǎn)移、調(diào)節(jié)細(xì)胞周期和抑制腫瘤血管生成的作用。例如，槲皮素能通過(guò)調(diào)節(jié)凋亡蛋白在A375SM黑色素瘤細(xì)胞中的表達(dá)來(lái)誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡[23]。此外，槲皮素能通過(guò)調(diào)節(jié)MMPs和組織金屬蛋白酶抑制劑（tissue inhibitors of matrix metalloproteinases，TIMPs）的表達(dá)，抑制CT26細(xì)胞的遷移和侵襲能力，降低CT26細(xì)胞在體內(nèi)模型中的肺轉(zhuǎn)移[24]。通過(guò)抑制信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活因子3（signal transducer and activator of transcription 3，STAT3）信號(hào)通路，槲皮素可抑制肺腺癌A549細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲能力[25]。槲皮素能調(diào)節(jié)人骨肉瘤細(xì)胞的細(xì)胞周期，使其阻滯在G1/S階段，并促使caspase-3激活、聚腺苷二磷酸-核糖聚合酶（poly ADP-ribose polymerase，PARP）裂解，最終導(dǎo)致細(xì)胞凋亡[26]。槲皮素-納米金顆粒通過(guò)靶向表皮生長(zhǎng)因子受體（epidermal growth factor receptor，EGFR）/血管內(nèi)皮細(xì)胞生長(zhǎng)因子受體2（vascular endothelial growth factor receptor 2，VEGFR-2）信號(hào)通路，抑制乳腺癌細(xì)胞的上皮質(zhì)間轉(zhuǎn)化以及血管生成和轉(zhuǎn)移，發(fā)揮抗腫瘤效果[27]。Pedro等[28]以pH響應(yīng)型兩親性殼聚糖納米顆粒包封槲皮素，細(xì)胞毒性評(píng)估表明納米顆粒無(wú)細(xì)胞毒性，體外紅細(xì)胞誘導(dǎo)溶血表明納米顆粒具有良好的血液相容性，負(fù)載槲皮素的納米顆粒可以抑制MCF-7細(xì)胞的生長(zhǎng)。

1.2.4 預(yù)防心血管疾病

槲皮素還能起到抗動(dòng)脈粥樣硬化、防止心肌缺血再灌注損傷、激活氧化應(yīng)激、減少炎癥標(biāo)記物、擴(kuò)張血管等效果，以預(yù)防心血管疾病的發(fā)生[29-30]。槲皮素能有效抑制高脂誘導(dǎo)小鼠主動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的面積，降低斑塊內(nèi)巨噬細(xì)胞（macrophage-3，Mac-3）和氧化低密度脂蛋白（oxidation low lipoprotein，ox-LDL）的陽(yáng)性表達(dá)，緩解動(dòng)脈粥樣硬化癥狀[31]。周秀等[32]研究表明，槲皮素可顯著降低自發(fā)性高血壓大鼠（spontaneously hypertensive rats，SHR）血壓值，通過(guò)改善心肌纖維化程度，降低血清Toll樣受體4（toll like receptor 4，TLR4）、核因子（nuclear factor，NF）-κB p65以及心肌組織TLR4蛋白和mRNA的表達(dá)，進(jìn)而改善自發(fā)性高血壓大鼠的心室重構(gòu)。槲皮素還能通過(guò)上調(diào)沉默信息調(diào)控因子1（silent information regulator 1，SIRT1）的表達(dá)發(fā)揮降低心肌缺血/再灌注后微血管通透性的作用[33]。此外槲皮素還能通過(guò)上調(diào)抗氧化酶血紅素加氧酶-1（heme oxygenase 1，HMOX1）的表達(dá)，激活細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶（extracellular-signal-regulated kinase，ERK）/核因子E2相關(guān)因子2（nuclear factor erythroid 2-related factor 2，Nrf2）/HMOX1通路來(lái)減輕氧化應(yīng)激誘導(dǎo)的內(nèi)皮細(xì)胞損傷，對(duì)心血管起到保護(hù)效果[34]。通過(guò)抑制NOD樣受體家族含PYRIN結(jié)構(gòu)域蛋白3（NOD-like receptor family pyrin domain-containing protein 3，NLRP3）炎癥小體蛋白（NLRP3、凋亡相關(guān)斑點(diǎn)樣蛋白（apoptosis-associated speck-like protein containing a CARD，ASC）和caspase-1）及IL-1β的表達(dá)，槲皮素還能顯著降低糖尿病心肌病大鼠的炎癥水平，進(jìn)而減輕了心肌細(xì)胞的損傷[35]。

1.3 槲皮素的穩(wěn)定性

槲皮素的穩(wěn)定性受氧濃度、pH值、溫度、抗氧化劑以及金屬離子等因素的影響。研究發(fā)現(xiàn)，槲皮素在堿性條件下降解速率更快[36]，其在pH 13溶液中降解率高達(dá)50%，而通過(guò)將其包埋在不同類(lèi)型精油（薄荷油、丁香油和迷迭香油）微乳液中后，槲皮素在pH 13下的保留率分別提高至57%、91%、88%[7]。溫度對(duì)槲皮素的穩(wěn)定性也有顯著影響，常壓（100 ℃、50 min）或高壓熱處理（121 ℃、10 min）可造成菜豆中槲皮素的破壞，損失率可達(dá)70%[37]。Borghetti等[38]發(fā)現(xiàn)槲皮素在固體狀態(tài)下的熱穩(wěn)定性依賴(lài)于其水化程度，這是槲皮素晶格水化程度不同、其晶體結(jié)構(gòu)間的差異造成的。槲皮素還能與金屬離子反應(yīng)形成槲皮素-金屬配合物，對(duì)其活性產(chǎn)生影響。Ravichandran等[39]發(fā)現(xiàn)Cd2+主要與槲皮素C環(huán)中第3位上的羥基和羰基發(fā)生相互作用，形成金屬螯合物，進(jìn)而使槲皮素的抗氧化活性降低。Cu2+、Ni2+、Co2+、Fe2+、Zn2+等金屬離子也會(huì)對(duì)槲皮素的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響[40]。此外，槲皮素能氧化形成各種槲皮素醌類(lèi)的氧化產(chǎn)物，而抗壞血酸、兒茶素、山柰酚等抗氧化劑也會(huì)影響槲皮素的活性及穩(wěn)定性[41-44]。

2 槲皮素的吸收、代謝及其生物利用率

2.1 吸收與代謝

槲皮素的體內(nèi)吸收和代謝過(guò)程如圖2所示。在口腔中，槲皮素能與唾液蛋白相互作用，形成可溶性槲皮素-蛋白質(zhì)二元聚集體[45]。在胃部強(qiáng)酸性環(huán)境中，槲皮素骨架結(jié)構(gòu)被破壞可分解為酚酸等物質(zhì)[46]。小腸是槲皮素吸收的主要部位，槲皮素糖苷在小腸內(nèi)經(jīng)β-糖苷酶水解成苷元后被小腸上皮細(xì)胞吸收[47]。槲皮素及其衍生物的吸收效果受糖苷類(lèi)型、所在食品基質(zhì)環(huán)境等因素的影響[48-49]。經(jīng)吸收后，槲皮素在小腸、結(jié)腸、肝臟和腎臟等器官中經(jīng)生物轉(zhuǎn)化酶（如尿苷二磷酸葡萄糖醛酸轉(zhuǎn)移酶、兒茶酚-O-甲基轉(zhuǎn)移酶、磺酸轉(zhuǎn)移酶等）生成葡萄糖醛酸化、O-甲基化、硫酸鹽等形式的代謝產(chǎn)物[50]。在小腸中，槲皮素經(jīng)糖醛酸化、O-甲基化后，經(jīng)肝門(mén)靜脈轉(zhuǎn)運(yùn)至肝臟。在肝臟中，槲皮素進(jìn)一步代謝，產(chǎn)生的槲皮素衍生物和未代謝的槲皮素通過(guò)肝臟門(mén)靜脈釋放到血液循環(huán)中[12,51]。在腸道中，槲皮素在微生物和腸道黏膜上皮細(xì)胞酶類(lèi)的作用下可發(fā)生環(huán)裂變，其結(jié)構(gòu)骨架被破壞，形成酚酸等物質(zhì)，隨后被吸收、轉(zhuǎn)化或排出[52]。3-羥基苯乙酸、苯甲酸和馬尿酸等槲皮素的主要代謝產(chǎn)物最終經(jīng)糞便、尿液、呼吸等途徑從體內(nèi)排出[53-55]。

圖2 槲皮素體內(nèi)吸收代謝過(guò)程Fig. 2 Human absorption and metabolism of quercetin in vivo

2.2 生物利用率

槲皮素在血液中的代謝速度快，半衰期短。槲皮素?cái)z入30 min后血漿中可檢測(cè)到其代謝產(chǎn)物，但在24 h內(nèi)會(huì)大量排出[56]。人體在短時(shí)內(nèi)食用富含槲皮素的食物后，槲皮素及其代謝物在血漿中總濃度約72～193 nmol/L[57-59]。槲皮素反復(fù)攝入可顯著提高其生物利用率。Moon等[60]測(cè)定了周期性攝入洋蔥后槲皮素偶聯(lián)物在人血漿中的積累情況。結(jié)果表明，參與者每日從洋蔥片中攝入槲皮素93.6 mg，一周后空腹血漿中槲皮素的葡萄糖醛酸和硫酸鹽形式代謝物濃度由0.04 μmol/L升高至0.63 μmol/L（P＜0.05）。Guo Yi等[61]研究發(fā)現(xiàn)，連續(xù)3 d每日攝入槲皮素1 095 mg后血漿槲皮素總濃度可達(dá)1 430 nmol/L。此外，食品基質(zhì)對(duì)槲皮素的生物利用率也起著重要作用。將槲皮素（10 mg/70 kgmb）溶解在蔬菜勻漿、葡萄汁和酒中，實(shí)驗(yàn)對(duì)象口服0.5 h后血清槲皮素質(zhì)量濃度分別為10.8、25.3 ng/L和12.7 ng/L[62]。服用含22 mg槲皮素二水合物明膠膠囊后，槲皮素在人體血漿中最高濃度為109 nmol/L[57]。

3 槲皮素遞送體系

食品膠體遞送體系能有效地對(duì)生物活性物質(zhì)進(jìn)行包埋，在改善功能因子分散狀態(tài)、穩(wěn)定性，提高生物利用率等方面極具應(yīng)用潛力。根據(jù)體系主成分的不同，槲皮素遞送體系可分為表面活性劑基、乳液基、生物聚合物基遞送體系3 類(lèi)，常見(jiàn)類(lèi)型有膠束、脂質(zhì)體、乳液、固體脂質(zhì)顆粒、生物聚合物納米顆粒等（圖3）[63-64]。

圖3 槲皮素遞送體系示意圖[63-64]Fig. 3 Different types of delivery systems for quercetin[63-64]

3.1 表面活性劑基遞送體系

表面活性分子的功能取決于其親水端和疏水端的性質(zhì)及其所在環(huán)境條件。因此，利用不同類(lèi)型的表面活性分子可以制備出多種結(jié)構(gòu)和功能特性遞送體系。表面活性劑遞送體系的主要類(lèi)型有膠束、微乳液、脂質(zhì)體等[65-67]。

3.1.1 膠束和微乳液

在合適的環(huán)境條件下，表面活性劑和其他組分在水溶液中會(huì)自發(fā)形成一種熱力學(xué)穩(wěn)定的膠束或乳液體系[68-69]。膠束通常只由表面活性劑構(gòu)成，而微乳液中還含有油相。在水溶劑中，膠束（d＜20 nm）和微乳液（d＜100 nm）通常以小球狀顆粒的形式存在，疏水性核由非極性表面活性劑尾和油相組成，而表面活性劑的極性頭與環(huán)境水分子接觸形成親水外殼[64]。膠束或微乳液可將脂溶性的槲皮素包埋在其疏水核中，起到很好的保護(hù)效果。Shen Feng等[70]以硫辛酸（alpha lipoic acid，ALA）和殼聚糖（chitosan，CS）為原料，合成了CS-ALA接枝聚合物，當(dāng)CS-ALA在水中的質(zhì)量濃度超過(guò)臨界膠束質(zhì)量濃度（0.007 6 mg/mL）時(shí)可自組裝成球形納米膠束并將槲皮素包埋在內(nèi)部，膠束能顯著提高槲皮素的水分散性、光熱穩(wěn)定性和抗氧化活性。Rogerio等[71]以大豆卵磷脂、蓖麻油、12-羥基硬脂酸-聚乙二醇共聚物為原料，制備了負(fù)載槲皮素的水包油型微乳液，微乳液的攝入可有效抑制小鼠體內(nèi)NF-κB活性、P-selectin的表達(dá)和肺部黏液的產(chǎn)生，具有良好的抗炎癥效果。

3.1.2 脂質(zhì)體

脂質(zhì)體是由單層或多層脂質(zhì)雙分子膜以同心圓的形式包封組成的類(lèi)球形囊泡體系[72]。通過(guò)選擇合適的原料（如磷脂、膽固醇、磷脂酰膽堿、吐溫等）、采用不同的制備方法（如溶劑蒸發(fā)法、反溶劑沉淀法、微射流法），可以獲得不同結(jié)構(gòu)尺寸和功能特性的脂質(zhì)體[73-74]。由于不同區(qū)域極性存在差異，脂質(zhì)體可以實(shí)現(xiàn)親水性和疏水性物質(zhì)的同時(shí)裝載。Toniazzo等[75]以磷脂為原料，采用乙醇注入法制備了負(fù)載槲皮素的脂質(zhì)體，并以蔗糖作為保護(hù)劑，槲皮素包封在凍干脂質(zhì)體中經(jīng)100 d貯藏未發(fā)生降解。

脂質(zhì)體作為一種載體，具有細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)，且生物相容性高、免疫原性低，可保護(hù)活性物質(zhì)、延緩釋放。但脂質(zhì)體也易受高溫、強(qiáng)酸/堿性和離子強(qiáng)度的影響，其穩(wěn)定性較差、結(jié)構(gòu)易發(fā)生崩潰[76]，而通過(guò)生物聚合物涂層、加入穩(wěn)定劑（如膽固醇或甘油）或陽(yáng)/陰離子物質(zhì)可提高其結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性[77-78]。Caddeo等[79]將槲皮素和白藜蘆醇共荷載于由磷脂和油酸構(gòu)成的脂質(zhì)體中，并以琥珀酰化的殼聚糖對(duì)其加以保護(hù)，最終獲得了球形、單泡、雙層膜結(jié)構(gòu)的琥珀酰殼聚糖-脂質(zhì)體（平均粒度（81.6±3.0）nm、Zeta-電位（41.4±6.8）mV）。脂質(zhì)體中槲皮素、白藜蘆醇的包埋率分別為（78.0±3.3）%、（70.0±5.5）%。琥珀酰殼聚糖的加入不僅提高了脂質(zhì)體的物理穩(wěn)定性，多酚類(lèi)物質(zhì)在模擬腸道環(huán)境中的釋放程度也有所提高。

3.2 乳液基遞送體系

為提高乳液在加工貯藏過(guò)程的穩(wěn)定性和對(duì)脂溶性活性物質(zhì)的保護(hù)效果，人們開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)了不同結(jié)構(gòu)類(lèi)型的乳液基遞送體系，如乳液/納米乳液、多重乳液、固體脂質(zhì)顆粒/納米脂質(zhì)載體等。

3.2.1 乳液/納米乳液

乳液由兩種及以上不混溶的液體（通常是油和水）組成，根據(jù)尺寸的不同又可進(jìn)一步分為乳液（100 nm～100 μm）和納米乳液（＜100 nm）[72,80]。乳液和納米乳液是熱力學(xué)不穩(wěn)定體系，在貯存過(guò)程中易發(fā)生絮凝、聚結(jié)、乳析等現(xiàn)象[81]。因此，乳液中通常會(huì)加入乳化劑，其吸附在油-水界面上可降低不相溶液體間的界面張力，進(jìn)而使得乳液在一定時(shí)間內(nèi)保持動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定，防止貯存過(guò)程中液滴的聚集[80]。乳液/納米乳液的制備方法可分為高能耗法和低能耗法兩大類(lèi)。高能耗法通過(guò)設(shè)備（高壓均質(zhì)器、微射流器和超聲儀）產(chǎn)生的強(qiáng)大能量使油水兩相充分混合[82]。低能耗法主要依靠乳化劑、油和水三者在特定條件下（如相轉(zhuǎn)變?nèi)榛⒆园l(fā)乳化等）自發(fā)形成乳液[83]。常用的食品乳化劑類(lèi)型有蛋白、多糖、磷脂、小分子表面活性劑等。大量研究表明，乳液/納米乳液可用作槲皮素及其他疏水性活性物質(zhì)的遞送體系，活性成分的穩(wěn)定性及生物利用率顯著提高（表2）。

表2 乳液在槲皮素遞送體系中的應(yīng)用Table 2 Application of emulsions in delivery systems for quercetin

3.2.2 多重乳液

多重乳液是指在有限空間內(nèi)，分散液滴中包含有更細(xì)小分散液滴所形成的多相分隔型乳液[91]。根據(jù)連續(xù)相存在順序的不同，多重乳液又可分為水包油包水（waterin-oil-in-water，W/O/W）或油包水包油（oil-in-waterin-oil，O/W/O）兩種類(lèi)型[92]。相比于傳統(tǒng)乳液，多重乳液遞送體系可將疏水和親水物質(zhì)分別包埋在油、水兩相中，實(shí)現(xiàn)多活性組分的同時(shí)遞送。對(duì)于多重乳液而言，其結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜（圖3）。因此，選擇合適的油水相和乳化劑類(lèi)型、濃度以及乳液制備方法對(duì)提高多重乳液的穩(wěn)定性和功能特性而言尤為重要。

Chouaibi等[93]采用兩步法制備了W/O/W型多重乳液，并探究了不同油相（橄欖油、辣椒籽和葵花籽油）對(duì)多重乳液中槲皮素釋放效果的影響。受油相組成和性質(zhì)的影響，辣椒籽油對(duì)槲皮素的包封效果最好；同時(shí)稠度較高的油相可延遲內(nèi)部水相的擴(kuò)散排出，因此在貯藏過(guò)程中（5 ℃、30 d），紅辣椒籽油中的槲皮素釋放率（5.89%）比葵花籽油（8.64%）和橄欖油（7.85%）中的更低。Silva等[94]將橄欖油、亞麻籽油和魚(yú)油作為混合油相（70∶20∶10，V/V），以聚甘油聚蓖麻酸酯（polyglycerol ester of polyricinoleic acid，PGPR）和酪蛋白酸鈉作為親油親水乳化劑，采用兩步法制備了W1/O/W2多重乳液，并分別將沒(méi)食子酸和槲皮素分別封裝于內(nèi)部水相（W1）和外部水相（W2）中，結(jié)果表明雙重乳液在貯存條件下（4 ℃、28 d）具有良好的物理穩(wěn)定性，槲皮素和沒(méi)食子酸的加入也使雙重乳液的氧化穩(wěn)定性顯著提高。

3.2.3 固體脂質(zhì)顆粒/納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體

固體脂質(zhì)納米顆粒（solid lipid nanoparticles，SLNs）與O/W型納米乳液的結(jié)構(gòu)非常相似，其與納米乳液的區(qū)別主要在于SLNs中的脂相為結(jié)晶/部分結(jié)晶的固體而非液態(tài)[76]。SLNs通常指脂相完全結(jié)晶的體系，而納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體（nanostructured lipid carriers，NLCs）通常指脂相部分結(jié)晶或非晶態(tài)的體系[95]。作為疏水活性物質(zhì)的遞送體系，SLNs和NLCs具有生物相容性好、生物利用度高、可控釋等優(yōu)點(diǎn)[96-97]。Li Houli等[98]以單硬脂酸甘油酯、大豆卵磷脂、吐溫-80、聚乙二醇400為原料，采用乳化-低溫固化法制備了包埋有槲皮素的固體脂質(zhì)顆粒（quercetin-loaded solid lipid nanoparticles，QT-SLNs）。在透射電子顯微鏡下觀察到QT-SLNs呈球形，平均直徑為155.3 nm，槲皮素包埋率為91.1%。與槲皮素混懸液相比，QT-SLNs在大鼠體內(nèi)的相對(duì)生物利用度提高了5.7 倍。Bose等[99]采用超聲探針技術(shù)，制備了一種以甘油二山崳酸酯為固體脂質(zhì)的SLNs用于槲皮素的局部給藥。SLNs在2～8 ℃下貯存8周后仍保持良好的物理穩(wěn)定性，并對(duì)槲皮素起到了緩釋的效果。

通常，在SLNs中包埋活性物質(zhì)是通過(guò)將其溶解在液體脂質(zhì)中，再經(jīng)均質(zhì)、冷卻實(shí)現(xiàn)的。然而在冷卻的過(guò)程中，由于脂質(zhì)晶型的轉(zhuǎn)變，生物活性物質(zhì)可能會(huì)從固體脂質(zhì)中排出，造成其穩(wěn)定性的降低[95]。通過(guò)制備具有不同熔點(diǎn)的脂質(zhì)混合物或使用在冷卻后形成非晶態(tài)凝固相的NLCs可解決這一問(wèn)題。因NLCs脂質(zhì)核心無(wú)法形成高度有序的晶體結(jié)構(gòu)，活性物質(zhì)仍能有效地包埋在脂質(zhì)相中[100]。為探究脂質(zhì)物理狀態(tài)和組成對(duì)脂基納米載體形成和性能的影響，Aditya等[101]以固體脂質(zhì)（Imwitor 900 K）和液體脂質(zhì)（如MCT）為原料制備獲得了SLN、NLC和脂質(zhì)納米乳液（lipid nanoemulsions，LNE）3種不同類(lèi)型的脂質(zhì)遞送體系。負(fù)載槲皮素后，SLN、NLC、LNE的粒徑分別為（127±10）、（34±6）、（82±9）nm，負(fù)載率均達(dá)90%以上。體外模擬消化實(shí)驗(yàn)表明，遞送體系對(duì)槲皮素的消化起到了一定的控釋效果。SLN、NLC、LNE中槲皮素的生物利用度分別為39.7%、52.7%和58.4%，顯著高于游離槲皮素對(duì)照組（7%）。Huang Juan等[102]以亞麻籽油和單硬脂酸甘油酯作為油相，將槲皮素包埋在其中，獲得了平均粒徑小于100 nm的球形NLCs。X射線(xiàn)衍射結(jié)果顯示，NLCs的脂質(zhì)核中晶體排列更無(wú)序，槲皮素在NLCs中為非晶態(tài)。加速氧化實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，與傳統(tǒng)的亞麻籽油乳液相比，槲皮素使NLCs中脂質(zhì)氧化水平顯著降低。此外，NLCs對(duì)槲皮素起到了緩釋的效果，槲皮素的貯藏穩(wěn)定性（25 ℃、3個(gè)月）也顯著提高。

3.3 生物聚合物基遞送體系

膠體遞送體系的構(gòu)建也可選用蛋白、多糖等食品級(jí)生物聚合物，通過(guò)分子內(nèi)的自主裝或分子間的共組裝，形成一定的空間結(jié)構(gòu)的遞送體系，用于疏水性生物活性物質(zhì)的包埋遞送。常見(jiàn)的遞送體系類(lèi)型包括納米顆粒、微凝膠等[103]。

3.3.1 生物聚合物納米顆粒

生物聚合物的類(lèi)型非常廣泛，食品級(jí)納米顆粒遞送體系制備時(shí)通常可選用蛋白質(zhì)（酪蛋白、乳球蛋白、明膠、大豆球蛋白、卵清蛋白）、多糖（果膠、卡拉膠、殼聚糖、海藻酸鈉、黃原膠）等物質(zhì)[104]。納米顆粒的制備根據(jù)所使用的方法可劃分為自上而下法和自下而上法[104]。自上而下法是指大顆粒（固體或液體）在剪切、撞擊等力的作用下產(chǎn)生破碎，得到合適尺寸小顆粒的一類(lèi)方法，主要包括高速剪切、研磨、均質(zhì)、微射流法等[104-105]。自下而上法則是通過(guò)環(huán)境因子誘導(dǎo)（如pH值、離子強(qiáng)度、溶劑極性），使生物聚合物分子間實(shí)現(xiàn)自組裝或共組裝，進(jìn)而形成遞送體系的一系列方法的統(tǒng)稱(chēng)，常見(jiàn)的有反溶劑沉淀法、復(fù)凝聚法、噴霧干燥法等[104-105]。大量的實(shí)驗(yàn)研究表明，蛋白質(zhì)、多糖及其復(fù)合物等均可用于槲皮素包埋（表3），納米顆粒遞送體系構(gòu)建時(shí)所選擇的原料、制備方法不同，會(huì)對(duì)納米顆粒的形成、遞送體系的理化性質(zhì)、功能特性、穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。

表3 生物聚合物納米顆粒在槲皮素遞送體系中的應(yīng)用Table 3 Application of biopolymer nanoparticles in delivery systems for quercetin

3.3.2 生物聚合物微凝膠

在共價(jià)/非共價(jià)力（靜電相互作用、疏水相互作用、氫鍵等）的作用下，顆粒間可交聯(lián)形成具有一定三維網(wǎng)絡(luò)空間結(jié)構(gòu)的微凝膠體系[112-113]。為能實(shí)現(xiàn)疏水性生物活性的包埋負(fù)載，微凝膠的制備需先將疏水物質(zhì)與其載體（如生物聚合物納米顆粒、脂滴、乳液、脂質(zhì)體等）復(fù)合，再通過(guò)改變?nèi)芤夯颦h(huán)境條件使顆粒間產(chǎn)生交聯(lián)形成微凝膠[114]。

Liu Kang等[115]以WPI和蓮藕支鏈淀粉（lotus root amylopectin，LRA）為原料，制備了負(fù)載有槲皮素的水凝膠（WPI-槲皮素-LRA）。結(jié)果表明，在pH 7.0、WPI與LRA質(zhì)量比為1∶2的條件下可形成穩(wěn)定的微凝膠顆粒（平均尺寸179.5 nm、Zeta電位－18.6 mV），槲皮素包埋效率高達(dá)92.4%；WPI-LRA水凝膠能顯著提高槲皮素的貯存穩(wěn)定性、光化學(xué)穩(wěn)定性與生物利用度。Li Dan等[116]以部分酶解后獲得的兩親性溶菌酶（lysozyme，Lys）為原料，對(duì)槲皮素進(jìn)行封裝，獲得了具有類(lèi)膠束結(jié)構(gòu)的納米顆粒（lys-nanoparticles，LNP）。在靜電相互作用下，槲皮素/LNP吸附到氧化淀粉（oxidized starch microgels，OSM）上，形成了pH響應(yīng)型槲皮素/LNP/OSM復(fù)合凝膠體系。OSM外殼可保護(hù)槲皮素/LNP不受胃部強(qiáng)酸環(huán)境的破壞，且其在腸道中展現(xiàn)了良好的黏附特性，槲皮素/LNP在腸道中的滯留時(shí)間延長(zhǎng)。槲皮素在腸道環(huán)境下實(shí)現(xiàn)持續(xù)釋放，其吸收效果也得到了顯著的改善。

4 槲皮素及其遞送體系的安全性評(píng)價(jià)

隨著研究的不斷深入，槲皮素及其遞送體系在食品領(lǐng)域的應(yīng)用也在不斷拓展，其使用的安全性也成為了人們關(guān)注的重點(diǎn)。據(jù)估計(jì)，人們?nèi)粘ｏ嬍持虚纹に刈罡邤z入量約為250 mg/d，而在膳食補(bǔ)充劑中，槲皮素苷元的日服用推薦劑量在1 000 mg（通常為500 mg）內(nèi)[117]。慢性毒性實(shí)驗(yàn)研究表明，給予實(shí)驗(yàn)大鼠0.1%、1%和4%的槲皮素兩年后（相當(dāng)于40、400、1 900 mg/kgmb·d），雄性鼠中觀察到腎小管局灶性上皮增生，慢性腎病的發(fā)病率隨槲皮素?cái)z入量的增加而略有增加，1%和4%槲皮素劑量會(huì)增加腎腺瘤的發(fā)病率[118]。此外，其他實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明，大鼠攝入槲皮素后出現(xiàn)了體質(zhì)量減輕、盲腸非腫瘤性息肉增生發(fā)生率增加、雄性鼠甲狀旁腺增生、尿液中檢測(cè)出草酸鈣晶體等癥狀[117,119]。槲皮素在多種細(xì)胞和組織中有良好的抗氧化效果，但其自身被氧化后可轉(zhuǎn)化為O-半醌、O-醌等反應(yīng)性氧化產(chǎn)物，可能與硫醇發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致蛋白功能喪失和細(xì)胞毒性作用[120]。槲皮素抗氧化或促氧化作用的發(fā)生可能取決于槲皮素的劑量、暴露時(shí)間和細(xì)胞氧化還原狀態(tài)。在攝入相對(duì)低劑量的槲皮素（150 mg/d）6周后，超重或肥胖個(gè)體的肝腎功能指標(biāo)、血清指標(biāo)參數(shù)等均在正常范圍內(nèi)[121]。王濤[122]通過(guò)小鼠體質(zhì)量、臟器指數(shù)、血生化指標(biāo)以及主要臟器形態(tài)學(xué)等指標(biāo)來(lái)綜合評(píng)價(jià)以銀杏納米淀粉作為口服槲皮素載體的體內(nèi)安全性，均未見(jiàn)顯著異常，表明無(wú)毒副作用。

體外實(shí)驗(yàn)研究表明，槲皮素可引起細(xì)胞突變、染色體畸變、DNA單鏈斷裂[117]。這可能是因?yàn)殚纹に乜裳趸癁猷忰王籽趸然钚源x物并與DNA形成加合物[123-124]。相比之下，槲皮素的體外基因毒性作用無(wú)法在體內(nèi)實(shí)驗(yàn)中得到證實(shí)。研究認(rèn)為，由于槲皮素氧化產(chǎn)物與DNA形成加合物的化學(xué)穩(wěn)定性差，因此槲皮素在體內(nèi)引發(fā)基因毒性的可能性較低，也就是說(shuō)缺乏基因毒性[123-124]。馮香安等[125]對(duì)槲皮素作為飼料添加劑的安全性進(jìn)行了評(píng)價(jià)，結(jié)果表明，槲皮素半致死劑量大于10 g/kgmb，小鼠骨髓細(xì)胞微核實(shí)驗(yàn)結(jié)果為陰性，槲皮素各劑量組動(dòng)物未見(jiàn)細(xì)胞毒性作用，小鼠精子畸形實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明槲皮素劑量組與陰性對(duì)照組相比小鼠精子畸形率無(wú)顯著差異（P＞0.05），是一種安全的飼料添加劑。另一項(xiàng)體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)證明，采用卵磷脂-殼聚糖對(duì)槲皮素進(jìn)行負(fù)載的納米顆粒不僅能改善槲皮素的水溶性和穩(wěn)定性，且對(duì)小鼠成纖維細(xì)胞L-929和人外周血單核細(xì)胞PBMC無(wú)毒性，不影響細(xì)胞的正常代謝[110]。

5 結(jié) 語(yǔ)

槲皮素及其衍生物是一類(lèi)廣泛存在于葡萄、蘋(píng)果等天然食品中的類(lèi)黃酮物質(zhì)。大量的實(shí)驗(yàn)研究表明槲皮素具有廣泛的生物學(xué)效應(yīng)（抗氧化、抗炎癥、抗腫瘤等），但同時(shí)其又具有水溶性差，穩(wěn)定性易受氧濃度、pH值、溫度、抗氧化劑以及金屬離子等因素影響的特點(diǎn)，其在功能食品中的應(yīng)用也因此受到了很大限制。通過(guò)構(gòu)建食品膠體遞送體系，能顯著改善槲皮素的水溶性，對(duì)其起到很好的保護(hù)穩(wěn)定效果，提高其生物利用率。常見(jiàn)的遞送體系類(lèi)型有乳液、生物聚合物顆粒、膠束、脂質(zhì)體等。每種類(lèi)型遞送體系的組成結(jié)構(gòu)、功能特性、應(yīng)用范圍各不相同，各具其優(yōu)缺點(diǎn)。對(duì)于復(fù)雜的食品基質(zhì)，需根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求選擇合適的遞送體系。因此，新型遞送體系的開(kāi)發(fā)仍將是該領(lǐng)域的研究重點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上，遞送體系加入食品基質(zhì)后能否保持對(duì)槲皮素的保護(hù)效果、是否會(huì)對(duì)終產(chǎn)品性質(zhì)產(chǎn)生不良影響仍有待明晰。此外，能將槲皮素遞送體系應(yīng)用于工業(yè)化生產(chǎn)的技術(shù)仍不夠成熟。相信隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，以槲皮素作為功能因子的遞送體系將得到更多的研究與應(yīng)用。