馬小強(qiáng)，白衛(wèi)濱，陳嘉莉，孫建霞,*

（1.廣東工業(yè)大學(xué)輕工化工學(xué)院，廣東省植物資源生物煉制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東 廣州 510006；2.暨南大學(xué)理工學(xué)院，食品安全與營(yíng)養(yǎng)研究院，廣東 廣州 510632）

花色苷作為植物中常見(jiàn)的功能色素物質(zhì)[1-4]，具有廣泛的生理功能，如抗氧化[5]、抗癌[6]、抗肥胖[7]、預(yù)防心血管疾病[8]等。然而研究發(fā)現(xiàn)，花色苷穩(wěn)定性較差，加工過(guò)程中容易受到溫度、光照、pH值等環(huán)境因素的影響，發(fā)生不同程度的降解[9-10]。此外，有研究表明花色苷進(jìn)入人體后的生物利用度較低[11-14]?；ㄉ盏纳锢枚热Q于食物基質(zhì)、其他食物成分以及花色苷的結(jié)構(gòu)。其中，花色苷結(jié)構(gòu)是生物利用度的決定性因素，如以3-羥基花色苷為基礎(chǔ)的花色苷比B環(huán)上有更多取代基的花色苷更容易被吸收[15]，而親水性基團(tuán)較多的花色苷比羥基數(shù)量較少、親水性較低的花色苷有更高的生物利用度[16]；酰化作用能夠提高花色苷的穩(wěn)定性，但同時(shí)會(huì)顯著降低其生物利用度[17]?；ㄉ毡蝗梭w攝入時(shí)，通常會(huì)與不同的食物基質(zhì)結(jié)合，從而影響人體對(duì)花色苷的吸收[18-19]。

花色苷消化吸收過(guò)程如圖1所示，從口腔開(kāi)始，一部分花色苷在中性/弱堿性pH值條件下轉(zhuǎn)化為查耳酮形式，并且口腔內(nèi)的微生物也可以將花色苷裂解為小分子化合物，目前原兒茶酚酸和間苯三酚醛已被證實(shí)是其主要的降解產(chǎn)物[20]。由于食物很快被送到胃中，口腔對(duì)花色苷的降解作用可以忽略不計(jì)。當(dāng)食物到達(dá)胃時(shí)，花色苷在胃中的狀態(tài)是相對(duì)穩(wěn)定的[21]。雖然花色苷會(huì)被部分降解，但是隨著食物的攝入，花色苷含量也在增加，降解作用會(huì)被抵消，且花色苷在胃中是可以被吸收的。研究表明，花色苷可以通過(guò)不同的胃細(xì)胞模型轉(zhuǎn)運(yùn)，并且其吸收速率與孵育培養(yǎng)時(shí)間、pH值、花色苷結(jié)構(gòu)以及相對(duì)分子質(zhì)量有關(guān)[22]。在胃細(xì)胞模型中，隨著接觸時(shí)間的延長(zhǎng)和花色苷濃度的提升，花色苷的吸收增加[23]。據(jù)報(bào)道，單體花色苷可能比其衍生物具有更高的吸收速率[22,24]。食物從胃部到達(dá)腸道后，未被胃吸收的花色苷進(jìn)入小腸的堿性環(huán)境中，主要以甲醇假堿形式存在?；ㄉ湛赏ㄟ^(guò)被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)和主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)的形式被腸上皮細(xì)胞吸收。小腸上皮細(xì)胞對(duì)花色苷的吸收受花色苷分子大小和結(jié)構(gòu)影響，但糖苷部分對(duì)矢車(chē)菊素型花色苷的吸收沒(méi)有影響。此外，花色苷代謝迅速，除了進(jìn)入血液循環(huán)以外，還會(huì)以完整或者代謝產(chǎn)物的形式進(jìn)入到膽汁中[25]。進(jìn)入膽汁的花色苷及降解產(chǎn)物其中一部分被小腸重吸收，由門(mén)靜脈重新回到肝臟，另一部分則進(jìn)入大腸，隨糞便排出。

圖1 花色苷在人體內(nèi)的消化過(guò)程示意圖Fig. 1 Schematic diagram of anthocyanins passing through the human digestive system

如何穩(wěn)定花色苷結(jié)構(gòu)、降低花色苷在胃腸道的降解速率、提高細(xì)胞的吸收率，成為花色苷進(jìn)一步應(yīng)用于食品、藥品等行業(yè)亟待解決的問(wèn)題。迄今為止，許多研究表明利用遞送系統(tǒng)給藥是一種有效提高花色苷穩(wěn)定性和生物利用度的方法[26-27]。

遞送系統(tǒng)是一類(lèi)應(yīng)用前景廣闊的定向、定位、控釋給藥載體系統(tǒng)。它是將功效物質(zhì)吸附、包埋或直接連接于載體，利用載體的理化性質(zhì)和選擇性分布特點(diǎn)，從而解決藥物在遞送過(guò)程中存在的溶解度低、穩(wěn)定性差和吸收受限等問(wèn)題，除此之外，遞送系統(tǒng)還能夠增加藥物的溶出速率和吸收速率，提高生物利用度?？偟膩?lái)說(shuō)，遞送系統(tǒng)在藥物輸送方面具有許多優(yōu)越性：1）控制藥物釋放、延長(zhǎng)作用時(shí)間；2）靶向藥物遞送；3）在保證藥物作用的前提下，減少用藥劑量，減輕或避免不良反應(yīng)；4）提高藥物的穩(wěn)定性及生物利用度[28-29]。遞送系統(tǒng)為改善藥物的穩(wěn)定性等問(wèn)題提供了較理想的給藥手段。

近年來(lái)，研究發(fā)現(xiàn)利用蛋白質(zhì)、多糖等天然生物大分子以及脂質(zhì)等作為制備微囊、納米顆粒、乳液、脂質(zhì)體等的遞送載體，具有優(yōu)良的生物相容性、安全、無(wú)毒等優(yōu)點(diǎn)[30]，可用于食品功能因子的遞送，對(duì)于改善功能活性物質(zhì)的穩(wěn)定性具有十分重要的實(shí)用價(jià)值。

常見(jiàn)的花色苷遞送系統(tǒng)包括：1）蛋白質(zhì)-花色苷遞送系統(tǒng)；2）多糖-花色苷遞送系統(tǒng)；3）脂質(zhì)體-花色苷遞送系統(tǒng)；4）復(fù)乳體系遞送系統(tǒng)；5）復(fù)合遞送系統(tǒng)?；ㄉ盏木忈寣?duì)于所負(fù)載生物活性物質(zhì)的潛在生物活性和生物利用度至關(guān)重要，以下針對(duì)5種主要的花色苷遞送系統(tǒng)進(jìn)行介紹，以期為花色苷在食品及其他行業(yè)中的進(jìn)一步應(yīng)用提供參考。

1 蛋白質(zhì)-花色苷遞送系統(tǒng)

常見(jiàn)的蛋白質(zhì)類(lèi)載體材料包括動(dòng)物來(lái)源的乳清蛋白、酪蛋白、明膠等，以及植物來(lái)源的大豆蛋白和玉米醇溶蛋白等。動(dòng)物源性蛋白質(zhì)具有良好的成膜性、較好的生物相容性等特點(diǎn)[31]，可以迅速分散形成穩(wěn)定的乳化液。植物源性蛋白因其來(lái)源豐富，所以加工成本低，并且具有較好的成膜性和一定的抗氧化性。

乳清蛋白和酪蛋白是天然乳蛋白中的主要成分，常作為壁材保護(hù)生物活性物質(zhì)。乳清蛋白是一種具有較高親水性的致密球狀蛋白，酪蛋白含有較多的親水基團(tuán)和疏水基團(tuán)，常以球狀膠束的形式存在[32]。Liao Minjie等[33]利用酪蛋白和乳清蛋白，通過(guò)噴霧干燥技術(shù)制備了負(fù)載花色苷的微粒?；ㄉ蘸偷鞍踪|(zhì)主要多肽鏈中的C、N和O通過(guò)氫鍵結(jié)合，形成的酪蛋白和乳清蛋白微粒的包埋率分別為（49.73±0.68）%和（59.99±0.49）%。同時(shí)花色苷和蛋白質(zhì)通過(guò)非共價(jià)結(jié)合改變了蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)，使內(nèi)源性疏水氨基酸更具親水性。通過(guò)體外胃腸消化模擬，負(fù)載花色苷的酪蛋白和乳清蛋白在胃液中表現(xiàn)出穩(wěn)定的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，有利于維持微粒的結(jié)構(gòu)和保留花色苷，胃消化結(jié)束時(shí)，兩種微粒的釋放量遠(yuǎn)低于單體花色苷，花色苷在微粒進(jìn)入腸液后得到釋放。在小腸環(huán)境中，兩種微粒的釋放時(shí)間從180 min延長(zhǎng)到300 min，最終釋放率分別為52%和40%。Wu Yue等[34]研究了不同載體材料在體外模擬胃腸消化和結(jié)腸發(fā)酵過(guò)程中對(duì)花色苷釋放和降解以及腸道菌群調(diào)節(jié)的影響。其中，大豆分離蛋白可以通過(guò)疏水作用和靜態(tài)猝滅與花色苷發(fā)生相互作用，從而增強(qiáng)花色苷的穩(wěn)定性，包埋率可以達(dá)到（91.89±1.71）%。并且在體外消化2.5 h后，經(jīng)大豆分離蛋白包裹的花色苷微囊中花色苷的釋放率最低，為27.1%。其次為明膠包裹的微囊，包埋率為（89.45±1.47）%，在體外消化中花色苷的釋放率為28.7%；而未微囊化的花色苷釋放率為70.9%，大豆分離蛋白和明膠顯著降低了花色苷在體外模擬胃腸消化中的釋放率，對(duì)花色苷起到了較好的保護(hù)作用。且實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明微囊化增強(qiáng)了花色苷的結(jié)腸可及性，使花色苷更容易到達(dá)結(jié)腸，并利于腸道微生物的利用。

目前對(duì)花色苷遞送系統(tǒng)的研究主要基于體外胃腸模擬，而關(guān)于體內(nèi)吸收率和生物利用度的研究甚少。Mueller等[35]通過(guò)讓志愿者攝入負(fù)載花色苷的乳清蛋白微粒，研究其尿液、血漿和腸道流出物中的花色苷及其降解產(chǎn)物，并與攝入花色苷志愿者的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。結(jié)果表明，與攝入花色苷相比，攝入乳清蛋白微粒會(huì)導(dǎo)致尿液中花色苷及其降解產(chǎn)物濃度升高，可能會(huì)增加花色苷在體內(nèi)的濃度和短期的生物利用度。但是，其實(shí)驗(yàn)結(jié)果并未表明乳清蛋白微?？梢栽谀c道環(huán)境中穩(wěn)定花色苷，尿液中花色苷及其降解產(chǎn)物含量高的一個(gè)原因可能是通過(guò)乳清蛋白延長(zhǎng)花色苷在胃中的停留時(shí)間實(shí)現(xiàn)的。除了傳統(tǒng)的蛋白質(zhì)類(lèi)壁材，Liu Yuqian等[36]對(duì)廣泛分布于植物、動(dòng)物、細(xì)菌和真菌中的鐵蛋白進(jìn)行了綜述，發(fā)現(xiàn)鐵蛋白具有納米級(jí)的殼狀結(jié)構(gòu)和可逆的自組裝特性，可以達(dá)到穩(wěn)定、溶解和靶向遞送的目的。同時(shí)，可以利用鐵蛋白的電荷特性和可被修飾的外表面從而提高鐵蛋白的穩(wěn)定性和花色苷的生物利用度。但其包埋率較低，并且由于鐵蛋白在胃腸道中不穩(wěn)定，需要利用共價(jià)作用以及非共價(jià)作用對(duì)鐵蛋白外表面進(jìn)行有效的修飾，從而抑制其在胃腸中的降解。Zhang Tuo等[37]利用鐵蛋白的可逆解離和重組對(duì)花色苷分子進(jìn)行包埋，花色苷分子與鐵蛋白內(nèi)表面的氨基酸殘基之間有著強(qiáng)相互作用，一個(gè)鐵蛋白殼層中負(fù)載了（37.5±4.5）個(gè)花色苷分子。這種包裹作用使花色苷分子的熱穩(wěn)定性和光穩(wěn)定性提高了約2 倍，并且與游離花色苷相比，包裹在載鐵蛋白納米籠中的花色苷分子被Caco-2細(xì)胞吸收的速率更高，具有更高的轉(zhuǎn)運(yùn)效率。

2 多糖-花色苷遞送系統(tǒng)

多糖是單糖的聚合物，可獲得性廣、價(jià)格低廉，并且容易進(jìn)行化學(xué)修飾，此外還具有生物可降解性，因此被廣泛應(yīng)用于微載體藥物遞送系統(tǒng)[38]。瓊脂、海藻酸鹽、卡拉膠、殼聚糖、纖維素、瓜爾豆膠、果膠、淀粉和黃原膠等多糖的分子結(jié)構(gòu)和功能性在很大程度上取決于它們的生物來(lái)源、提取方法和后續(xù)加工方式[39]。

殼聚糖是一種聚陽(yáng)離子多糖，由天然甲殼素經(jīng)堿性脫乙?；桑瑹o(wú)毒并且具有較好的生物相容性和生物降解性[40]。殼聚糖已被開(kāi)發(fā)出各種納米結(jié)構(gòu)，如納米顆粒、納米水凝膠、納米纖維和納米復(fù)合材料，這些納米結(jié)構(gòu)已成功應(yīng)用于各種生物活性化合物的遞送[41]。Sun Jianxia等[42]將殼聚糖、殼寡糖、羧甲基殼聚糖與離子交聯(lián)劑γ-聚谷氨酸或氯化鈣復(fù)合，制備了殼聚糖納米粒子。與其他幾種殼聚糖納米粒子相比，花色苷-羧甲基殼聚糖-氯化鈣納米粒子具有最高的包埋率（53.88%）和載藥率（5.11%），并且具有較好的粒徑（最小粒徑可以達(dá)到180 nm）、良好的穩(wěn)定性和血液相容性。這是因?yàn)榘衤适懿牧系臉O性和花色苷作用影響。羧甲基殼聚糖是帶負(fù)電荷的多糖，相比帶有正電荷的殼聚糖，更容易與帶有正電荷的花色苷發(fā)生作用，花色苷的羥基也會(huì)與羧甲基殼聚糖的羧基和氨基發(fā)生作用。該研究還表明花色苷-羧甲基殼聚糖-氯化鈣納米粒子是溶酶體環(huán)境中最適合調(diào)節(jié)細(xì)胞凋亡的遞送系統(tǒng)，釋放率可以高達(dá)75%。

盡管殼聚糖可以提高花色苷的穩(wěn)定性，但是其在酸性條件下易發(fā)生解離，導(dǎo)致在胃環(huán)境中藥物的快速釋放，這限制了殼聚糖在口服遞送系統(tǒng)中的應(yīng)用[43]。因此，殼聚糖常和其他壁材一起用于提高整個(gè)遞送系統(tǒng)的穩(wěn)定性。Tan Chen等[44]以接骨木提取物為花色苷來(lái)源，利用殼聚糖和硫酸軟骨素通過(guò)靜電作用絡(luò)合形成花色苷聚電解質(zhì)復(fù)合物，其包埋率最高可達(dá)88%，粒徑約為350 nm。多糖基聚電解質(zhì)復(fù)合物的結(jié)構(gòu)受pH值和多糖濃度的影響，由于花色苷在強(qiáng)酸性條件下更穩(wěn)定，所以多糖溶液均調(diào)節(jié)到pH值為3。在此pH值條件下，硫酸軟骨素中的磺酸基處于部分電離狀態(tài)，并與殼聚糖中完全電離的氨基發(fā)生強(qiáng)烈的相互作用，形成穩(wěn)定、均一的聚電解質(zhì)復(fù)合物。研究還表明，與單獨(dú)的花色苷相比，花色苷聚電解質(zhì)復(fù)合物能夠改善花色苷抗氧化活性和穩(wěn)定性。Zhao Xue等[45]為了提高花色苷的穩(wěn)定性，以帶正電荷的殼聚糖和帶負(fù)電荷的果膠為原料，采用靜電自組裝的方法構(gòu)建花色苷納米載體（圖2）。結(jié)果表明，殼聚糖/果膠/花色苷的質(zhì)量比為1∶1∶3時(shí)，納米載體為粒徑在100～300 nm之間分散良好的球形?；ㄉ盏陌衤蕿?6.68%。體外消化實(shí)驗(yàn)表明，包埋后的花色苷在胃酸環(huán)境中較穩(wěn)定，在腸環(huán)境中得到緩慢釋放。在體外細(xì)胞模型中，通過(guò)細(xì)胞存活率和細(xì)胞凋亡實(shí)驗(yàn)證明了納米載體對(duì)丙烯酰胺誘導(dǎo)的細(xì)胞損傷有保護(hù)作用。運(yùn)用秀麗隱桿線(xiàn)蟲(chóng)模型進(jìn)行研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，花色苷納米載體可以延長(zhǎng)線(xiàn)蟲(chóng)的壽命，增強(qiáng)線(xiàn)蟲(chóng)對(duì)氧化應(yīng)激、熱休克、紫外線(xiàn)輻射和老化等不良反應(yīng)的抵抗能力。這些結(jié)果表明殼聚糖-果膠納米顆?？梢宰鳛檩d體來(lái)提高功能性因子花色苷的穩(wěn)定性和生物利用度。

圖2 果膠-殼聚糖納米粒負(fù)載花色苷的示意圖[45]Fig. 2 Schematic diagram of pectin-chitosan nanoparticles loaded with anthocyanins[45]

海藻酸鹽也是一種常見(jiàn)的多糖類(lèi)壁材，其來(lái)源豐富、無(wú)毒、可生物降解。Zou Chao等[46]的研究表明，帶正電荷的花色苷和帶負(fù)電荷海藻酸鈉的羧基之間存在靜電相互作用，同時(shí)花色苷上的羥基氫原子可以通過(guò)氫鍵與海藻酸鈉上的氧原子成鍵，使得花色苷和海藻酸鈉形成絡(luò)合物，在模擬腸道消化中的穩(wěn)定性顯著提高。在模擬腸條件下30 min，花色苷的生物可及性只有大約64.2%，花色苷的生物可及性在90 min（生物可及性74.2%）和120 min（生物可及性69.5%）保持較高水平。通過(guò)小鼠模型進(jìn)一步驗(yàn)證了海藻酸鈉對(duì)花色苷的吸收促進(jìn)作用。小鼠灌胃給藥1 h后，測(cè)定血清和糞便中的花色苷含量。結(jié)果表明，海藻酸鈉的結(jié)合作用使花色苷血藥濃度提高27.40%。相反，糞便中花色苷的含量顯著降低。通過(guò)其他天然聚合物與海藻酸鹽結(jié)合，可以獲得在酸性條件下更穩(wěn)定、更好的遞送系統(tǒng)，從而特異地在腸道中釋放，并提高降解率和藥物包封率。Kanokpanont等[47]制備了海藻酸鈉-殼聚糖復(fù)合微粒以提高花色苷的穩(wěn)定性和生物利用度。海藻酸鹽與殼聚糖通過(guò)靜電作用形成復(fù)合微粒，粒徑大約為500 μm。結(jié)果表明，海藻酸鹽微粒在質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.05%殼聚糖溶液中反應(yīng)而成的海藻酸鹽-殼聚糖微囊體系是適合包埋花色苷的體系，能夠包埋較多的花色苷，并且在模擬胃液條件下具有較高的穩(wěn)定性，在模擬腸液中能實(shí)現(xiàn)花色苷的緩釋。

卡拉膠是一種天然紅藻多糖衍生物，具有形成親水膠體、增稠、穩(wěn)定分散等特點(diǎn)[48]。由于卡拉膠具有帶負(fù)電荷的磺酸基團(tuán)，可以與具有相反電荷的花色苷通過(guò)靜電相互作用形成聚電解質(zhì)復(fù)合物，有助于實(shí)現(xiàn)藥物的控制釋放，從而提高藥物的生物利用度[49]。疏水相互作用和分子間堆積在復(fù)合物的形成中也起著重要作用。Jeong等[50]用殼聚糖和卡拉膠作為壁材負(fù)載含有花色苷的濃縮果蔬汁，并研究了其在體外胃腸模擬體系中的穩(wěn)定性以及氧自由基吸收能力。殼聚糖的氨基與卡拉膠的磺酸基之間在胃的酸性條件下表現(xiàn)出強(qiáng)烈的離子相互作用，然而在腸道條件下，氨基被中和，導(dǎo)致兩個(gè)官能團(tuán)之間的離子相互作用減弱，從而使納米顆粒膨脹，粒徑增大，實(shí)現(xiàn)芯材的釋放。與未經(jīng)包埋的游離果蔬汁在腸條件下的抗氧化穩(wěn)定性迅速下降相比，納米微粒中的芯材在緩釋過(guò)程中受到壁材的保護(hù)，具有相對(duì)較強(qiáng)的抗氧化穩(wěn)定性。

3 脂質(zhì)體-花色苷遞送系統(tǒng)

脂質(zhì)體遞送系統(tǒng)已被認(rèn)為是一種用來(lái)改善藥物在體內(nèi)遞送局限性的方法，具有良好的生物利用度和治療效果[51]。脂質(zhì)體是由磷脂或合成的兩親化合物組成的雙層微球形囊泡，具有疏水和親水性區(qū)域[52]。它們是由疏水相互作用作為主要驅(qū)動(dòng)力和其他分子間作用力共同作用形成[53]，可以用于遞送各種親水性和疏水性物質(zhì)。由于無(wú)毒、無(wú)免疫原性、生物相容性、可生物降解性和兩親性，脂質(zhì)體在遞送藥物和食物等方面具有廣闊的應(yīng)用前景。

Quan Zhao等[54]通過(guò)乙醇注射法利用磷脂酰膽堿和膽固醇制備花色苷脂質(zhì)體，制備的微球粒徑和包埋率分別為（234.00±9.35）nm和（75.000±0.001）%。并且該學(xué)者以總抗氧化能力和丙二醛含量為指標(biāo)評(píng)價(jià)花色苷脂質(zhì)體的抗氧化活性，結(jié)果表明，花色苷脂質(zhì)體能明顯提高總抗氧化能力，降低丙二醛含量，通過(guò)激活相關(guān)的抗氧化途徑保護(hù)人GES-1細(xì)胞免受H2O2誘導(dǎo)的胃黏膜損傷，具有良好的抗氧化和調(diào)節(jié)細(xì)胞生物活性的作用。Zhao Lisha等[55]利用超臨界二氧化碳法制備了花色苷脂質(zhì)體，其粒徑為（159.0±0.2）nm，包埋率為50.6%?；ㄉ蘸土字牧姿峄鶊F(tuán)之間存在靜電相互作用，同時(shí)花色苷和磷脂的羥基之間形成氫鍵，且隨著花色苷的濃度增加顆粒的均勻性降低。脂質(zhì)體中的花色苷在模擬胃液中釋放緩慢，在模擬腸液中釋放較快，這主要是胰蛋白酶對(duì)囊泡的降解所致。有研究通過(guò)體外體內(nèi)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，脂質(zhì)體形式花色苷的抗糖基化活性?xún)?yōu)于游離花色苷形式，可用于糖尿病的治療[56]。

雖然傳統(tǒng)的脂質(zhì)體在遞送中有著廣泛的應(yīng)用，但是也存在局限性，如雙層膜與血液中的循環(huán)蛋白發(fā)生相互作用，并被網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)的某些巨噬細(xì)胞攝取，從而導(dǎo)致血液循環(huán)時(shí)間短，并迅速?gòu)难褐信懦鯷51]。研究人員開(kāi)發(fā)出固體脂質(zhì)納米粒來(lái)改善傳統(tǒng)脂質(zhì)體的局限性。固體脂質(zhì)納米粒是由固體脂質(zhì)在乳化劑的作用下穩(wěn)定在水分散體中，將藥物包裹于固體脂質(zhì)中，減少了藥物與水分散相及外界環(huán)境的接觸，提高了藥物的穩(wěn)定性（圖3）。固體脂質(zhì)納米?？梢杂行У剡f送各種分子，包括親脂和親水分子。此外，固體脂質(zhì)納米粒還具有較好的生物相容性、可擴(kuò)展性等優(yōu)點(diǎn)。Ravanfar等[57]將此技術(shù)運(yùn)用于花色苷遞送，將花色苷負(fù)載到納米球形顆粒中，包埋率為（89.2±0.3）%，平均粒徑為（455±2）nm。此外，該學(xué)者還研究了花色苷納米顆粒在不同pH值磷酸鹽緩沖液中的體外釋放情況，以及不同溫度下，在pH 7.4磷酸鈉-檸檬酸鈉緩沖液中的短期穩(wěn)定性。結(jié)果表明，固體脂質(zhì)納米顆?？梢蕴岣呋ㄉ赵趐H值和溫度較高情況下的短期穩(wěn)定性。關(guān)于固體脂質(zhì)納米粒應(yīng)用于花色苷遞送中還需要通過(guò)體外模擬體系和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證。

圖3 傳統(tǒng)脂質(zhì)體和固體脂質(zhì)納米粒示意圖Fig. 3 Schematic diagram of traditional liposomes and solid lipid nanoparticles

4 復(fù)乳體系遞送系統(tǒng)

復(fù)乳也稱(chēng)為二級(jí)乳，是在單乳基礎(chǔ)上進(jìn)一步乳化而形成的具有雙層或多層乳化結(jié)構(gòu)的復(fù)合體系[29]。指將簡(jiǎn)單乳液包裹于另外一種連續(xù)相中，簡(jiǎn)單地可以分為將水包油型單層乳液分散于油相中（O/W/O）、將油包水型單層乳液分散于水相中（W/O/W）、將固體分散于油相中再分散于連續(xù)的水相中（S/O/W），其中W/O/W型乳液是比較常見(jiàn)的類(lèi)型。復(fù)乳作為載體能夠保護(hù)內(nèi)水相或油相物質(zhì)不受外界影響，具有緩釋、靶向釋放、減少某些食品配料用量等優(yōu)點(diǎn)[58]。雖然復(fù)乳體系具有巨大的應(yīng)用潛力，但是因?yàn)槠涔逃械臒崃W(xué)和動(dòng)力學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定性，使其在食品上的應(yīng)用受到限制[59]。所以研究新型復(fù)乳體系提高其穩(wěn)定性是非常必要的。Teixé-Roig等[60]利用羧甲基纖維素鈉提高含花色苷W/O/W型乳液的穩(wěn)定性和生物可及性，并對(duì)其在模擬胃腸道條件下的行為進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，乳化劑中加入羧甲基纖維素鈉后，包埋率可達(dá)90%以上，粒徑小于10 μm。與花色苷提取物的水溶液相比，負(fù)載花色苷乳液的生物可及性顯著提高，加入羧甲基纖維素鈉穩(wěn)定的W/O/W型乳液中生物可及性為（31.08±1.73）%，這可能是由于油滴在模擬胃腸液中更穩(wěn)定，羧甲基纖維素鈉的加入減緩了游離脂肪酸的釋放，延長(zhǎng)了對(duì)花色苷的保護(hù)時(shí)間。也有研究將酪蛋白鈉溶液作為外水相制備W/O/W型乳液用來(lái)保護(hù)花色苷，結(jié)果表明在模擬胃液中花色苷得到了有效的保護(hù)，經(jīng)過(guò)胃腸液消化后，抗氧化活性明顯提高[61]。

近年來(lái)為了提高復(fù)乳體系穩(wěn)定性，皮克林粒子常被用作穩(wěn)定劑。它使用固體粒子代替表面活性劑，能夠抑制液滴凝聚，利用顆粒在油滴表面的吸附來(lái)實(shí)現(xiàn)體系穩(wěn)定的乳狀液，具有較高的穩(wěn)定性[58]。乳狀液的穩(wěn)定主要通過(guò)增加空間位阻和改變連續(xù)相的界面性質(zhì)或流變性來(lái)實(shí)現(xiàn)，內(nèi)相包裹敏感活性物質(zhì)以提高穩(wěn)定性和控制在胃腸中釋放。與傳統(tǒng)的W/O型乳液相比，皮克林乳液的脂肪和鹽含量更低，符合現(xiàn)代人類(lèi)飲食的趨勢(shì)。Lin Xiaoying等[62]利用含辛烯基琥珀酸藜麥淀粉的去離子水作為外水相，含聚甘油蓖麻醇酸酯的大豆油作為油相制備了負(fù)載花色苷的雙重皮克林乳液（圖4）。皮克林粒子替換了部分的表面活性劑以穩(wěn)定乳液界面，界面上的固體顆粒在毛細(xì)管力或范德華力的作用下抵抗聚結(jié)和奧斯特瓦爾德熟化。負(fù)載花色苷的雙重皮克林乳液包埋率最高可以達(dá)到95.8%，平均粒徑可以達(dá)到30 μm，并且在模擬胃液中消化時(shí)能保持花色苷結(jié)構(gòu)的完整性和較高的包埋率。而在模擬腸液中消化后，由于淀粉水解和乳液的破壞，大部分花色苷被釋放出來(lái)，從而實(shí)現(xiàn)腸道精準(zhǔn)靶向遞送。

圖4 辛烯基琥珀酸藜麥淀粉穩(wěn)定的雙重皮克林乳液示意圖[62]Fig. 4 Schematic diagram of double Pickering emulsion stabilized by octenylsuccinate quinoa starch[62]

5 復(fù)合遞送系統(tǒng)

單一的壁材并不能具備所有必需的特性，所以很多研究通過(guò)復(fù)合不同壁材之間的比例來(lái)改善包埋效果。Chotiko等[63]制備了4種不同花色苷的膠囊：包括果膠膠囊（1）；覆蓋玉米醇溶蛋白涂層的果膠膠囊（2）；果膠-乳清分離蛋白復(fù)合膠囊（3）；涂有玉米醇溶蛋白的果膠-乳清分離蛋白復(fù)合膠囊（4）。研究選用具有結(jié)腸特異性的并且?guī)ж?fù)電的果膠與帶正電的乳清分離蛋白之間形成復(fù)合物以改善果膠高孔隙率的情況，并在果膠膠囊上用玉米醇溶蛋白包裹整個(gè)膠囊，結(jié)果表明，與對(duì)照相比，復(fù)合壁材（2）～（4）均提高了果膠膠囊的包埋率，其中，復(fù)合壁材（4）的包埋率最高，為（68.77±3.46）%。當(dāng)膠囊暴露在胃腸模擬體系中，復(fù)合膠囊有利于保護(hù)花色苷并實(shí)現(xiàn)其在腸道中的緩釋?zhuān)⑽窗l(fā)現(xiàn)玉米醇溶蛋白對(duì)其的影響。Wang Shuo等[64]以殼聚糖鹽酸鹽、羧甲基殼聚糖和乳清分離蛋白為載體，將花色苷包埋在納米復(fù)合物中，該納米復(fù)合物具有較理想的粒徑（332.20 nm）和zeta電位（+23.65 mV）以及較高的包埋率（60.70%）。經(jīng)過(guò)包埋的花色苷抗氧化能力強(qiáng)于未經(jīng)包埋的花色苷。在模擬體外消化過(guò)程中，由乳清蛋白和殼聚糖衍生物交聯(lián)形成的雙層涂層和花色苷之間的結(jié)合提高了花色苷在pH值較高環(huán)境下的穩(wěn)定性，防止了腸道消化過(guò)程中的降解。將納米復(fù)合物引入到咖啡飲料中，對(duì)功能飲料熱處理后，保留了較高的花色苷含量，與不含花色苷的咖啡相比，該咖啡具有更高的抗氧化活性。

除了運(yùn)用微載體遞送系統(tǒng)進(jìn)行遞送以外，有研究者將輔色作用和微載體遞送系統(tǒng)復(fù)合使用從而改善花色苷的穩(wěn)定性。由于蛋白質(zhì)-多糖壁材的眾多活性基團(tuán)（如巰基、氨基和羧基）在聲空化過(guò)程中能夠形成殼層交聯(lián)的納米膠囊包裹水相，隨后通過(guò)改變pH值可以使非交聯(lián)蛋白直接沉積回壁材交聯(lián)表面從而形成額外的殼層，基于此，Tan Chen等[65]利用牛血清白蛋白和硫酸軟骨素開(kāi)發(fā)了一種穩(wěn)定、高效、多功能的核-殼-殼納米結(jié)構(gòu)用于遞送花色苷。雙納米殼層水核納米膠囊的形成是由共價(jià)鍵和靜電相互作用通過(guò)連續(xù)的交聯(lián)和界面絡(luò)合來(lái)驅(qū)動(dòng)的，硫酸軟骨素與牛血清白蛋白通過(guò)蛋白質(zhì)間二硫鍵和酰胺鍵形成較強(qiáng)的交聯(lián)，增強(qiáng)了交聯(lián)殼層對(duì)花色苷的包埋。將輔色作用和包埋同時(shí)使用可以提高整個(gè)體系的穩(wěn)定性。如圖5所示，通過(guò)將花色苷與沒(méi)食子酸乙酯以及硫酸軟骨素輔色作用形成分子間絡(luò)合物，與單獨(dú)包埋花色苷的包埋率（（47.4±1.6）%）相比，運(yùn)用輔色作用以后包埋率可以達(dá)到（54.6±1.4）%，粒徑為（147.0±0.4）nm，和單獨(dú)包埋花色苷的粒徑（（149.4±1.2）nm）相差不大。并且這個(gè)體系對(duì)外界刺激（如pH值和氧化還原響應(yīng)性釋放）有很強(qiáng)的響應(yīng)能力。

6 各種遞送系統(tǒng)優(yōu)劣勢(shì)比較

花色苷作為天然著色劑，目前最大的應(yīng)用瓶頸在于其穩(wěn)定性。本文綜述了目前研究較多的花色苷的幾種遞送系統(tǒng)，并對(duì)各種系統(tǒng)進(jìn)行了描述和對(duì)比。各遞送系統(tǒng)優(yōu)劣勢(shì)的比較如表1所示。以脂質(zhì)、多糖和蛋白質(zhì)等為材料制備的遞送系統(tǒng)在提高花色苷口服過(guò)程中的穩(wěn)定性和生物利用度方面效果顯著，但仍存在一些問(wèn)題。從已有文獻(xiàn)報(bào)道可知，單一的多糖由于自身的局限性并不能實(shí)現(xiàn)很好的包埋，如殼聚糖易受到體系pH值的影響，不能在相對(duì)酸性的環(huán)境下存在，而海藻酸鈉在堿性條件下穩(wěn)定性較差，使負(fù)載藥物易從顆?？紫吨行孤６嗵切枰推渌牧先缍嗵?、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)體復(fù)合使用從而提高負(fù)載藥物的穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)在胃腸道中的緩釋。蛋白質(zhì)雖然具有一定的抗氧化性，但是由于表面電荷和疏水性的作用，其對(duì)某些環(huán)境因素（pH值、離子強(qiáng)度、溫度）的變化十分敏感[66-67]。傳統(tǒng)的脂質(zhì)體由于自身的局限，穩(wěn)定性較差，長(zhǎng)期貯存易發(fā)生聚集、磷脂氧化、藥物泄漏等現(xiàn)象，開(kāi)發(fā)新型的脂質(zhì)體系統(tǒng)是很有必要的。復(fù)乳體系中皮克林乳液因包埋率較高，能起到緩釋的作用，并且符合現(xiàn)代人類(lèi)飲食的趨勢(shì)，越來(lái)越受到人們的青睞，但熱力學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，會(huì)由于奧斯瓦爾德熟化、絮凝、聚集或重力作用而導(dǎo)致粒徑粗化，需要尋找合適的固體粒子來(lái)穩(wěn)定界面。

表1 各種遞送系統(tǒng)優(yōu)劣勢(shì)比較Table 1 Comparison of advantages and disadvantages of various delivery systems

圖5 花色苷共色納米復(fù)合物形成的示意圖[65]Fig. 5 Schematic diagram describing the formation of anthocyanin copigmentation nanocomplexes[65]

7 結(jié) 語(yǔ)

花色苷的精準(zhǔn)靶向遞送是實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)營(yíng)養(yǎng)干預(yù)的關(guān)鍵。未來(lái)，選擇包埋率更高、成本更低、綠色安全環(huán)保的遞送原料將成為產(chǎn)業(yè)追求的目標(biāo)。篩選不同壁材或結(jié)合使用多種物理和化學(xué)方法提高花色苷穩(wěn)定性將會(huì)是未來(lái)關(guān)注的重點(diǎn)。納米技術(shù)的發(fā)展也為花色苷遞送的研究提供了新的策略。值得注意的是，目前對(duì)于不同壁材構(gòu)成的遞送系統(tǒng)與花色苷之間的構(gòu)效關(guān)系、花色苷與壁材的結(jié)合位點(diǎn)等研究較少，而對(duì)于花色苷遞送系統(tǒng)的評(píng)價(jià)目前也主要基于體外胃腸模擬體系，未來(lái)需要進(jìn)一步開(kāi)展動(dòng)物和人體實(shí)驗(yàn)，研究包埋后花色苷在體內(nèi)的藥代動(dòng)力學(xué)，明確各種遞送系統(tǒng)的吸收率和生物利用度，為花色苷的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。