常 雨，鄭逸梅，羅碧英，滕 慧，陳 雷

（廣東海洋大學食品科技學院，廣東湛江 524088）

近年來，隨著人類生活水平的提高和食品科學的進步，生物活性物質(zhì)因能改善多種慢性疾?。ㄈ缣悄虿?、肥胖癥、心血管?。粡V泛應(yīng)用和研究[1]。然而，大多數(shù)生物活性物質(zhì)在水中溶解性差，易降解，此外，其口服途徑受到pH、胃腸液、黏液層等多種因素限制[2]。為了提高生物活性物質(zhì)的生物利用度和穩(wěn)定性，人們研究了乳液、納米粒子、納米凝膠、微膠囊作為遞送體系，控制生物活性物質(zhì)在人體消化系統(tǒng)不同部位（如口腔、胃和小腸）的消化速率[3]，從而提高生物利用度。

蛋白質(zhì)、多糖、多酚是食品中的重要組成成分。蛋白質(zhì)和多糖能夠穩(wěn)定乳液和泡沫、增稠溶液和形成凝膠，植物多酚具有有益的生理功能，如抗腫瘤、抗氧化劑、抗菌和抗病毒特性。蛋白質(zhì)、多糖、多酚之間可以通過化學和酶的方法形成二元或三元的復合物，其所形成的復合物具有較好的乳化性和穩(wěn)定性，且能夠作為載體將生物活性物質(zhì)傳遞至特定位點，提高生物活性物質(zhì)的生物利用度。He 等[4]制備了大豆分離蛋白（SPI）-葡聚糖復合物，并包裹姜黃素以形成納米顆粒，結(jié)果表明，共軛姜黃素納米顆粒的抗氧化能力是單獨姜黃素的兩倍多。Fan 等[5]研究指出咖啡酸-牛血清蛋白/玉米蛋白復合物制備的納米顆粒對白藜蘆醇的降解有明顯的保護作用，且顯著提高白藜蘆醇的熱穩(wěn)定性、紫外光穩(wěn)定性和抗氧化活性，此外，納米顆粒膜也可以提高口服型藥劑的穩(wěn)定性。總之，蛋白質(zhì)、多糖、多酚所制備的二元或三元的共價復合物能夠作為遞送生物活性物質(zhì)的較好的載體，進而促進在食品工業(yè)中的發(fā)展。

本文主要概述了蛋白質(zhì)、多糖、多酚之間形成共價復合物的方法、表征方法和功能性質(zhì)的變化，同時對復合物構(gòu)建的食品級遞送體系及其應(yīng)用進行了綜述，討論遞送體系與人體胃腸道之間的相互作用，為更好理解蛋白質(zhì)-多糖-多酚復合物在生物活性物質(zhì)遞送體系中的應(yīng)用提供了視角。

1 蛋白質(zhì)-多糖-多酚復合物的共軛方法

通過控制所使用的組分和制備條件，可以制備出具有不同分子和物理化學特性的食品級共價復合物。一般來說，食品級復合物的形成可以分為非酶法和酶法。非酶方法包括美拉德反應(yīng)、自由基接枝、堿性處理和碳二酰亞胺介導的偶聯(lián)反應(yīng)。酶法是基于利用特定的交聯(lián)酶，如轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶、漆酶、酪氨酸酶、脂氧合酶、多酚氧化酶和過氧化物酶[6]。

1.1 蛋白質(zhì)-多糖復合物共軛方法

蛋白質(zhì)-多糖復合物共軛方法最常見的方法是在控制時間、溫度、pH 和水分的條件下進行美拉德反應(yīng)[7]。美拉德反應(yīng)可分為三個階段：早期、中期和后期（圖1）。研究表明晚期終產(chǎn)物與糖尿病、慢性腎衰竭、心血管、神經(jīng)性疾病的病理過程密切相關(guān)[7]。因此，應(yīng)該控制美拉德反應(yīng)條件，避免進入后期階段產(chǎn)生有害物質(zhì)。美拉德反應(yīng)可以在干熱、濕熱的條件下進行[8]。干加熱是指在干燥狀態(tài)下，在一定溫度和相對濕度下加熱生物聚合物的混合物，此方法要徹底混合生物聚合物，以確保糖基化的有效發(fā)生。目前常用的方法是先將蛋白質(zhì)和多糖單獨溶解在水性介質(zhì)中，然后混合溶液，最后凍干混合溶液。但操作時間需要幾十小時甚至幾周，具體取決于生物聚合物的類型和反應(yīng)條件[9]。濕熱法一般是將一定比例的蛋白質(zhì)與多糖的溶液采用水浴或油浴加熱下反應(yīng)一定時間，然后經(jīng)過冰浴冷卻后制得蛋白質(zhì)-多糖復合物。與干熱法相比，濕熱法反應(yīng)較為劇烈[10]，反應(yīng)時間較短，反應(yīng)溫度較高，肽鏈結(jié)構(gòu)易發(fā)生變化，接枝物的顏色較深。此外，還可以使用輔助技術(shù)，如超聲波、高壓和脈沖電場。無論采用何種制備方法，主要影響因素是蛋白質(zhì)和多糖的固有特性（如分子量、氨基酸組成和還原基團數(shù)量）、生物聚合物的質(zhì)量比、相對濕度以及反應(yīng)溫度和時間。在控制的反應(yīng)條件下，蛋白質(zhì)-多糖結(jié)合物可以形成增強的功能屬性，如良好的乳化性能、熱穩(wěn)定性、抗氧化活性和抗菌活性。

圖1 美拉德反應(yīng)路線圖[8]Fig.1 Maillard reaction roadmap[8]

蛋白質(zhì)-多糖復合物還可以通過靜電相互作用以復凝聚的形式形成，復凝聚反應(yīng)是指膠體溶液中的兩種帶不同電荷的聚電解質(zhì)通過靜電相互作用發(fā)生相分離而產(chǎn)生沉淀的一種現(xiàn)象，由于參與復凝聚反應(yīng)的聚電解質(zhì)來源廣泛，安全性高，可生物降解，反應(yīng)可控性強，而且所得復合物有望獲得新的功能性質(zhì)，因此蛋白質(zhì)多糖復凝聚反應(yīng)在食品領(lǐng)域也具有極其廣闊的應(yīng)用前景[11]。表1 列出了一些制備蛋白質(zhì)-多糖復合物的方法、表征技術(shù)及功能性質(zhì)。

表1 具有代表性的蛋白質(zhì)-多糖復合物的形成方法、表征及性質(zhì)Table 1 Formation method,characterization and properties of representative protein-polysaccharide complexes

1.2 多糖-多酚復合物的共軛方法

自由基接枝是最常用的形成多糖-多酚復合物的方法之一，自由基接枝是化合物的共價鍵發(fā)生均裂形成自由基，然后自由基反應(yīng)形成復合物[21]。多糖和多酚主要是通過氧化還原使組分（如抗壞血酸/過氧化氫）相互作用產(chǎn)生羥基自由基攻擊多糖分子中的殘基，產(chǎn)生自由基，然后，這些自由基與多酚反應(yīng)，促進多糖-多酚共價鍵的形成，這種方法快速且不使用有機溶劑或有毒自由基引發(fā)劑[8]。

多糖-多酚復合物也可以通過碳二亞胺介導的偶聯(lián)形成，該方法主要是含氨基的分子與含羧基的分子之間形成酰胺鍵[22?22]。碳二亞胺介導的偶聯(lián)法高效、方便，是一種較好的將多糖物質(zhì)偶聯(lián)于多酚上的化學方法。多糖-多酚復合物也可以使用各種類型的酶形成，如多酚氧化酶和過氧化物酶以及脂肪酶、磷酸化酶和轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶[23]，酶法往往具有更環(huán)保的優(yōu)勢。表2 列出了一些制備多糖-多酚復合物的方法、表征技術(shù)及功能性質(zhì)。許多研究表明，多糖可以與多酚結(jié)合，可以獲得新的或改善功能的物質(zhì)成分。

表2 具有代表性的多糖-多酚復合物的形成方法、表征及性質(zhì)Table 2 Formation method,characterization and properties of representative polysaccharide-polyphenol complexes

1.3 蛋白質(zhì)-多酚復合物的共軛方法

最常用方法的是在非酶條件下進行，如在氧氣存在下，蛋白質(zhì)與多酚在堿性溶液中結(jié)合。在這些條件下，多酚首先被氧化成醌類化合物，然后再與蛋白質(zhì)中的游離氨基、賴氨酸、半胱氨酸和色氨酸基團等親核物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，從而形成交聯(lián)蛋白聚合物[31?32]。多酚的二酚部分很容易氧化成鄰醌，然后在副反應(yīng)中形成聚合物，或者與蛋白質(zhì)上的氨基或巰基反應(yīng)形成共價C-N 或C-S 鍵酚環(huán)，導致對苯二酚的再生。該加成產(chǎn)物進一步氧化形成其醌后，可能會發(fā)生第二次加成，從而形成交聯(lián)的蛋白質(zhì)聚合物[33]。

多酚的酶促氧化主要使用多酚氧化酶，如兒茶素氧化酶和漆酶進行催化反應(yīng)[34?35]。在氧的存在下，處于鄰位的芳香羥基的鄰苯二酚基團可以形成鄰醌，進而與蛋白質(zhì)參與親核加成反應(yīng)。蛋白質(zhì)-多酚共軛物的研究結(jié)果如表3 所示。從這些研究中可以清楚地看出，蛋白質(zhì)與多酚的共價反應(yīng)會影響它們的理化特性（如溶解度、熱穩(wěn)定性、表面活性、凝膠特性和抗氧化活性）以及它們的營養(yǎng)特性（如消化率、生物利用度和必需氨基酸含量）。

表3 具有代表性的蛋白質(zhì)-多酚復合物的形成方法、表征及性質(zhì)Table 3 Formation method,characterization and properties of representative protein-polyphenol complexes

1.4 蛋白質(zhì)-多糖-多酚復合物共軛方法

根據(jù)所需的不同功能性質(zhì)，形成蛋白質(zhì)-多糖-多酚復合物的方法主要有以下三種類型。第一種方法是先合成蛋白質(zhì)-多糖復合物，然后由多酚修飾。當?shù)鞍踪|(zhì)-多糖復合物由美拉德反應(yīng)形成時，蛋白質(zhì)中存在一些的氨基、半胱氨酸和酪氨酸以及多糖中的羧酸基團可與多酚反應(yīng)。但這種方法所形成的復合物容易影響蛋白質(zhì)的活性，所以，要注意選擇的反應(yīng)條件。第二種方法是先形成蛋白質(zhì)-多酚復合物，其結(jié)合物所暴露的反應(yīng)基團再與多糖形成三元復合物。第三種方法是先形成多糖-多酚復合物，然后再與蛋白質(zhì)反應(yīng)形成三元復合物。后兩種方法在產(chǎn)品純化方面具有優(yōu)勢，因為小分子（多酚）、未反應(yīng)的單體和催化劑更容易去除?；谶@些策略，可以實現(xiàn)多種化學功能[41]。表4 給出了使用不同共軛方法的一些例子。

表4 具有代表性的蛋白質(zhì)-多糖-多酚復合物的形成方法、表征及性質(zhì)Table 4 Formation method,characterization and properties of representative protein-polysaccharide-polyphenol complexes

2 共價復合物結(jié)構(gòu)特性的表征

2.1 電泳

電泳是應(yīng)用最為廣泛的共軛表征技術(shù)之一，主要根據(jù)其分子量、分子構(gòu)象或等電點的差異在外加電場中分離帶電分子[46]。十二烷基硫酸鈉聚丙烯酰胺凝膠電泳（Twelve sodium sulfate polyacrylamide gel electrophoresis，SDS-PAGE）可用作蛋白質(zhì)純度的鑒定、證實蛋白質(zhì)中的胺基與多糖中的羰基之間的共價鍵結(jié)合或蛋白質(zhì)和多酚的結(jié)合。SDS-PAGE同時具有電荷效應(yīng)和分子篩選效應(yīng)，可以將分子大小相同而帶有不同數(shù)量電荷的物質(zhì)分開，并且可以將帶有相同數(shù)量電荷而分子大小不同的物質(zhì)分開。該技術(shù)分辨率極高，可用于區(qū)分純蛋白和蛋白質(zhì)-多糖或蛋白質(zhì)-多酚復合物。另外，SDS-PAGE 還被應(yīng)用于自由基和堿性方法研究卵轉(zhuǎn)鐵蛋白和兒茶素的結(jié)合中。毛細管電泳（Capillary electrophoresis，CE）是表征食品復合物物的另一種強大的分析工具。CE 方法已被用于區(qū)分游離蛋白和蛋白質(zhì)-多酚結(jié)合物。結(jié)合色譜法，CE 也可以用來表征富含多酚的食品和飲料中的復合物[47]。

Ma 等[48]利用SDS-PAGE 分析大豆分離蛋白與果膠的復合結(jié)構(gòu)，結(jié)果顯示，復合物顯示出較暗的大豆分離蛋白新帶和較淺的特征帶，表明大豆分離蛋白與果膠發(fā)生了復合，且顯著增加了復合物表面疏水性和乳化特性。Liu 等[38]通過SDS-PAGE 證實了堿性條件下乳鐵蛋白-EGCG 或乳鐵蛋白-綠原酸復合物的形成，同時使用圓二色譜和內(nèi)在熒光分析監(jiān)測多酚結(jié)合后蛋白質(zhì)二級和三級結(jié)構(gòu)的變化。SDS-PAGE以方便、快速、廉價的特點，在分析蛋白質(zhì)和多糖或蛋白質(zhì)和多酚的結(jié)合中應(yīng)用較為廣泛。

2.2 質(zhì)譜（Mass spectrometry，MS）

質(zhì)譜法即用電場和磁場將運動的離子按它們的質(zhì)荷比分離后進行檢測的方法。可用于確定分子的電荷比，從而能夠確定共軛物的化學計量和結(jié)構(gòu)[49]。在最近的研究中，常使用基質(zhì)輔助激光解吸電離質(zhì)譜（Matrix assisted laser desorption ionization mass spectrometry，MALDI-MS）和電噴霧電離質(zhì)譜（Electrospray ionization mass spectrometry，ESI-MS）對蛋白質(zhì)結(jié)合物的結(jié)構(gòu)進行表征。MALDI-MS 是一種軟電離質(zhì)譜技術(shù)，可以提供關(guān)于生物聚合物平均分子質(zhì)量和分子質(zhì)量分布的定量信息。ESI-MS 能直接分析溶液樣品[50]。

Liu 等[51]用MS 對乳鐵蛋白、乳鐵蛋白-綠原酸共軛物、綠原酸-乳鐵蛋白-葡聚糖復合物進行了表征，根據(jù)結(jié)果所提供的分子量，表明堿誘導多酚和蛋白質(zhì)分子的共軛和美拉德誘導的蛋白質(zhì)和多糖分子的共軛可以實現(xiàn)乳鐵蛋白（Lactoferrin，LF）、綠原酸（Chlorogenic acid，CA）和葡聚糖（Glucan，Dex）的聚合。Yi 等[52]制備α-乳清蛋白-兒茶素復合物作為一種新型乳化劑，通過自由基方法改善納米乳劑中β-胡蘿卜素的保留，根據(jù)ESI-MS 結(jié)果，觀察到兩者發(fā)生共價結(jié)合，并且至少有一個兒茶素分子與α-乳清蛋白結(jié)合。質(zhì)譜主要識別和定位食品蛋白質(zhì)上的糖基化復合物，理解糖結(jié)合物的結(jié)構(gòu)-功能關(guān)系。此外，質(zhì)譜還被用來檢測多酚和蛋白質(zhì)的結(jié)合情況[53]。

2.3 傅立葉透射紅外光譜（Fourier transform infrared spectroscopy，F(xiàn)TIR）

FTIR 用于基于氫鍵力反映蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)變化，提供關(guān)于多糖、蛋白質(zhì)、多酚的結(jié)構(gòu)和相互作用的信息。

Dai 等[54]制備了玉米醇溶蛋白-鼠李糖脂復合納米顆粒以遞送姜黃素，通過FTIR 和熒光光譜結(jié)果表明，靜電引力、氫鍵和疏水作用是形成復合納米粒子的主要驅(qū)動力。Wang 等[55]對乳清分離蛋白-菊粉復合物進行表征，結(jié)果表明，結(jié)合物的FT-IR 中的N 鍵證實了乳清分離蛋白與菊粉之間共價鍵的形成。另外，Wen 等[56]通過FTIR 對大豆分離蛋白-香菇多糖復合物進行了表征，結(jié)果表明大豆分離蛋白的結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，分析由于香菇多糖與其發(fā)生美拉德反應(yīng)的結(jié)果。FTIR 因其信噪比高、重現(xiàn)性好、掃描速度快等特點，被廣泛的應(yīng)用于食品級復合物結(jié)構(gòu)特性分析的研究中。

2.4 其他

許多其他技術(shù)也可以用于共軛表征。如尺寸排斥色譜（Size exclusion chromatography，SEC）可以根據(jù)樣品的分子大小將其分離，獲取生物聚合物的摩爾質(zhì)量平均值和摩爾質(zhì)量分布的信息；激光共聚焦顯微鏡[57]可以直觀地顯示乳液的粒徑，分散度和穩(wěn)定性；紫外可見光譜[58]可以用來計算每個蛋白質(zhì)-多酚結(jié)合物的多酚結(jié)合量。此外，當?shù)鞍踪|(zhì)或多糖與多酚結(jié)合時，差示掃描量熱儀[55]可用于測定它們的熱穩(wěn)定性的變化?？傊?，根據(jù)其所需要研究的食品共價復合物的結(jié)構(gòu)特性，選擇適宜的表征方法。

3 共價復合物的功能性質(zhì)

3.1 乳化性

共軛方法已被廣泛用于改善食品生物聚合物的乳化性能。表面疏水性和親水性平衡是決定乳化性質(zhì)的重要因素，提高乳化性質(zhì)可以通過增加生物聚合物吸附到油水界面的趨勢來實現(xiàn)，也可以通過提高生物聚合物包覆液滴聚集的穩(wěn)定性來實現(xiàn)。

Arima 等[59]利用柑橘果膠和蘋果果膠對大豆分離蛋白進行修飾，結(jié)果表明，通過超聲處理和美拉德反應(yīng)后形成蛋白質(zhì)-碳水化合物結(jié)合物可以提高乳液穩(wěn)定性。Wei 等[60]使用蛋白質(zhì)多酚結(jié)合物形成的β-胡蘿卜素乳液比單獨由蛋白質(zhì)形成的乳液更物理和化學穩(wěn)定。Yan 等[44]使用堿處理制備牛血清白蛋白（Bovine serum albumin，BSA）-綠原酸（Chlorogenic acid，CA）復合物24 h 后，使用干加熱方法制備BSACA-葡聚糖三元復合物。進一步制備負載葉黃素的納米乳液。結(jié)果表明，由BSA-CA-葡聚糖偶聯(lián)物穩(wěn)定的負載葉黃素的納米乳劑在4 或15 d 的儲存中始終保持在220 nm 左右的粒徑和3～8 的pH 范圍內(nèi)的相對穩(wěn)定的粒徑分布。Jung[61]等制備了甜菜果膠（Sweet beet pectin，SBP）-殼聚糖復合物，研究表明，用SBP-殼聚糖共軛復合物制備的乳液具有顯著更小的點位直徑和均勻的液滴尺寸，從而提高了乳液的穩(wěn)定性。

蛋白質(zhì)、多糖、多酚相互作用所形成的復合物由于具有更強排斥性相互作用的較小液滴或液滴表面存在抗氧化多酚，有利于利用它們制備遞送系統(tǒng)，從而降低了生物活性物質(zhì)在胃腸道中的降解，提高了生物利用度。

3.2 溶解度

生物聚合物的溶解度與溶劑-溶劑、生物聚合物-生物聚合物和生物聚合物-溶劑之間相互作用的平衡有關(guān)，這取決于生物聚合物的結(jié)構(gòu)、電荷和疏水性[62]。通常，高電荷密度和低平均疏水性導致生物聚合物具有良好的溶解度。蛋白質(zhì)和多酚的共價附著將改變蛋白質(zhì)的特性，并改變它們的溶解度。非極性多酚的共價結(jié)合會增加蛋白質(zhì)的表面疏水性，這不僅可能增加它們的表面活性，而且降低其水溶性。多酚與蛋白質(zhì)的反應(yīng)可促進蛋白質(zhì)的交聯(lián)，這可能也會導致其水溶性的改變[63]，所有此類相互作用會影響復合物的溶解度。

Qu 等[64]通過接枝反應(yīng)制備油菜分離蛋白和葡聚糖復合物，研究其功能性質(zhì)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)共軛物大大提高了蛋白質(zhì)的pH 穩(wěn)定性，溶解度也得到了顯著提高，這一現(xiàn)象可歸因于右旋糖酐的加入，增加了共軛物結(jié)構(gòu)公式中親水性基團-OH 的數(shù)量。Khalifa 等[65]制備了乳清蛋白和桑樹多酚的復合物可提高其溶解性、聚集穩(wěn)定性和質(zhì)構(gòu)特性，并降低其形成晚期糖基化終產(chǎn)物的趨勢。良好的水溶性是許多功能性成分應(yīng)用的關(guān)鍵條件，如用于強化水、運動飲料和營養(yǎng)飲料等產(chǎn)品中的成分。

3.3 抗氧化性

抗氧化性是多酚與蛋白質(zhì)或多糖結(jié)合后評價其活性的最重要的指標之一。蛋白質(zhì)與多糖共軛復合物，由于蛋白質(zhì)暴露的巰基可以很好地清除自由基，從而改善抗氧化活性。許多多酚具有較強的抗氧化活性，即具有保護生物分子抗氧化、清除自由基和延緩活性氧生成的能力。Nasrollahzadeh 等[66]研究了牛血清白蛋白-麥芽糖糊精不同加熱方法（微波和水浴加熱）對美拉德反應(yīng)的影響，結(jié)果表明，微波下處理的蛋白質(zhì)-多糖復合物顯示出顯著的功能性和抗氧化活性。Fan 等[67]用牛血清白蛋白（Bovine serum albumin，BSA）-葡聚糖（Glucan，Dex）結(jié)合物負載有姜黃素制作成納米顆粒，結(jié)果表明，BSA-Dex 納米顆粒中的姜黃素具有更好的穩(wěn)定性。另外，BSA-Dex 納米顆?？梢愿纳平S素在CaCO-2 細胞中的細胞抗氧化活性。

多酚和多糖之間的反應(yīng)也能產(chǎn)生抗氧化結(jié)合物。Lee 等[68]研究了不同接枝率的殼聚糖-咖啡酸、殼聚糖-阿魏酸和殼聚糖-芥子酸偶聯(lián)物的抗氧化和抗菌活性，結(jié)果表明，所有共軛物具有更強的抗氧化活性，證實了殼聚糖在共軛后的抗氧化能力有所提高。Ahmed 等[69]通過在不同pH 條件下使用交聯(lián)劑化學將β-乳球蛋白與咖啡酸共價復合，制備多功能酚類乳化劑，結(jié)果表明β-乳球蛋白與咖啡酸復合物可作為有效的抗氧化乳化劑和穩(wěn)定劑，可用于食品和化妝品行業(yè)。

4 共價復合物作為傳遞系統(tǒng)的類型

由于食品功能成分蛋白質(zhì)-多糖的共軛體系具有較高的乳化能力、溶解性和抗氧化能力，現(xiàn)已被應(yīng)用于輸送具有生物活性的食品成分，以提高它們的分散性、穩(wěn)定性或活性。然而，這些傳遞系統(tǒng)不應(yīng)對其加入的食品成分的特性產(chǎn)生不利影響，并且保證它們應(yīng)能夠?qū)⒒钚曰衔飩鬟f到所需的作用位點[70]。目前有四種主要類型的膠體傳遞系統(tǒng)利用食品級共軛物，分別是：乳液、納米粒子、納米凝膠和微膠囊。

4.1 乳狀液

水包油（O/W）乳液和納米乳液是輸送系統(tǒng)的主要平臺，用于將疏水活性物質(zhì)包埋在乳液油滴中，這兩種體系由分散在水中的乳化劑包埋的油滴組成，但只有納米乳液中較小的液滴才能提高其在水溶液中的穩(wěn)定性和溶解度[71]。O/W 乳劑已被廣泛應(yīng)用于水不溶生物活性化合物的傳遞中，然而，由于酸性pH、溫度、離子強度、消化酶以及其他表面活性劑的影響，這種穩(wěn)定的乳液容易聚結(jié)、裂解和相互分離。此外，一些基于脂質(zhì)的傳遞系統(tǒng)，特別是納米乳液有時在熱力學上也不穩(wěn)定，為了提高這種乳液的性能，可將蛋白質(zhì)、多糖、多酚進行結(jié)合，形成二元或三元復合物作為載體輸送生物活性物質(zhì)。

Gumus 等[72]使用酪蛋白或酪蛋白-葡聚糖復合物作為乳化劑制備水包油乳液。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，酪蛋白-葡聚糖共價復合物可以提高富含葉黃素的乳液的物理穩(wěn)定性，并且可以提高對生物活性劑的生物可及性。Hu 等[73]在可控濕加熱條件下，用美拉德反應(yīng)制備了大豆分離蛋白（Soy protein isolate，SPI）-杏鮑菇多糖（Pleurotus eryngii polysaccharide，PEP）復合物。將β-胡蘿卜素封裝在SPI-PEP 結(jié)合物穩(wěn)定的乳液中，評估其胃腸道行為和抗氧化活性，結(jié)果表明，SPI-PEP 共軛物穩(wěn)定乳液的消化和混合膠束的形成，從而提高了β-胡蘿卜素的生物利用度。這種改善有助于β-胡蘿卜素通過減少活性氧細胞的產(chǎn)生和增強抗氧化酶活性，緩解叔-丁基過氧化氫誘導的氧化應(yīng)激。

因此，通過蛋白質(zhì)、多糖、多酚制備的共價復合物為乳化劑的乳狀液穩(wěn)定性較好，使O/W 乳液對環(huán)境應(yīng)力（pH、離子強度、溫度和酶）有更好的物理穩(wěn)定性和抗氧化能力。水包油乳劑（d＞100 nm）和納米乳劑（d＜100 nm）可以廣泛用于封裝食品中的疏水性生物活性化合物。

4.2 納米粒子

基于納米粒子的藥物傳遞系統(tǒng)已被廣泛用于改善口服中生物活性化合物的吸收，這是由于納米粒子通過小腸上皮細胞進行滲透。食品級納米粒子或微?？梢杂傻鞍踪|(zhì)和多糖制成[74]，其具有逃避網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)和靶腫瘤組織攝取的能力，避免細胞內(nèi)溶酶體等的破壞而導致的藥物釋放[75]。

Jin 等[76]通過二氧化鈦光催化制備了SPI-葡聚糖復合物納米顆粒。簡而言之，將4 mL 氯化鈣逐滴添加到SPI-葡聚糖偶聯(lián)物水溶液中以促進納米顆粒的形成，結(jié)果表明，這些負載茶堿的納米粒子顯示出較高的包封和負載效率。用葡聚糖結(jié)合的納米粒合成的設(shè)計和特征是蛋白質(zhì)異構(gòu)物（SPI），并在模擬胃腸介質(zhì)中評估其包封容量和釋放輪廓。Guo 等[77]合成了一種新型聚合物半乳糖基鄰羧甲基殼聚糖接枝硬脂酸（Grafting stearic acid onto galactosyl O-carboxymethyl chitosan，Gal-OCMC-g-SA）。研究發(fā)現(xiàn)，Gal-OCMC-g-SA 納米粒子具有持續(xù)的pH 依賴性釋藥方式。此外，溶血試驗證明Gal-OCMC-g-SA 在血液接觸應(yīng)用中具有良好的安全性。這些結(jié)果表明Gal-OCMC-g-SA 納米顆粒在腫瘤治療中具有很高的應(yīng)用潛力。Meng 等[78]制備了酪蛋白-葡聚糖復合物后，將兩種復合物的水溶液pH 調(diào)節(jié)至4.6，形成酪蛋白-葡聚糖納米顆粒。然后通過將姜黃素乙醇溶液添加到納米顆粒溶液中，從而制備負載姜黃素的酪蛋白-葡聚糖納米顆粒，結(jié)果表明，制備的納米顆粒提高了姜黃素的穩(wěn)定性和釋放性，并且表現(xiàn)可以作為一種潛在的載體，將疏水性活性成分封裝到腸道中。

因此，食品級納米顆?；蛭⒘？梢杂傻鞍踪|(zhì)和/或多糖制成。這些膠體顆?？捎糜诜庋b、保護和輸送活性食品成分，在功能性食品和藥物中具有潛在應(yīng)用，也可以使用復合物設(shè)計制備具有改善的物理化學穩(wěn)定性及保護胃腸道的生物聚合物顆粒。

4.3 納米凝膠

納米凝膠的三維網(wǎng)絡(luò)通常是通過天然或合成的蛋白質(zhì)和多糖交聯(lián)形成的。納米凝膠能夠包裹大量的水，而不溶于水[79]。雖然熱誘導凝膠方法已被經(jīng)常用于從蛋白質(zhì)中制備納米凝膠，但所獲得的納米顆粒在相當高的鹽濃度和某些接近pI 的pH 下容易聚集。因此，共軛方法所形成的復合物在較大的pH 范圍和離子強度下具有高分散性和穩(wěn)定[80]。要注意的是，許多食品級水凝膠顆粒在較高的溫度下會發(fā)生解離。

Feng 等[15]在熱凝膠化工藝下制備了卵清蛋通白-葡聚糖納米凝膠，經(jīng)過對其表征，結(jié)果表明，納米凝膠具有極好的pH 穩(wěn)定性，儲存穩(wěn)定性和再分散性的球形結(jié)構(gòu)，另外，納米凝膠包封可以改善姜黃素粉的口服生物利用度。Liang 等[81]等基于透明質(zhì)酸-沒食子兒茶素（Hyaluronic acid gallcatechin，HA-EGCG）、線性聚乙烯亞胺（Linear polyethyleneimine，PEI）和顆粒酶B（Granzyme B，GzmB）開發(fā)了一種新型三元納米凝膠，用于GzmB 的向靶細胞內(nèi)遞送。研究表明，相比之下，GzmB 包裹的HA-EGCG 納米凝膠對CD44 缺陷細胞幾乎沒有細胞毒性作用。這項研究強調(diào)了HA-EGCG 作為有效的細胞內(nèi)蛋白載體在腫瘤治療中的潛在應(yīng)用。

因此，水凝膠顆?？捎墒称芳壋煞郑ㄈ绲鞍踪|(zhì)、多糖和多酚）制備，水凝膠顆粒的組成和特性可以作為在儲存期間保護封裝的成分，然后隨特定的環(huán)境因素（例如pH、離子強度、溫度或酶活性）而釋放。

4.4 微膠囊技術(shù)

一些微膠囊化技術(shù)，如復合凝聚、噴霧干燥和擠壓，通常用于多不飽和脂肪酸的包封，延緩氧化并提高穩(wěn)定性。在這些方法中，復合凝聚由于較高的封裝效率受到廣泛關(guān)注[82]。復合凝聚可以在溫和的條件下進行，而不使用任何有毒溶劑，所獲得的凝聚復合物比蛋白質(zhì)和多糖單獨具有更高的表面活性。因此，在食品乳劑中可以用復合凝聚劑作為有效的乳化和穩(wěn)定劑。值得注意的是，這種技術(shù)是由非共價相互作用觸發(fā)的，需要一些交聯(lián)劑如戊二醛或甲醛（硬化劑）用于穩(wěn)定壁材，并提高其熱穩(wěn)定性和機械穩(wěn)定性[83]。然而，這些交聯(lián)劑存在毒性問題，食品工業(yè)迫切需要找到更安全的交聯(lián)劑來取代它們，但是需要較長的處理時間，而現(xiàn)階段不是生產(chǎn)的適當選擇。因此，共軛方法穩(wěn)定凝聚劑被廣泛應(yīng)用。

Yuan 等[84]研究了大豆蛋白分離物（Soybean protein isolate，SPI）與殼聚糖（Chitosan，CS）的復合凝聚，以及使用SPI-CS 凝聚微囊化藻油的方法。結(jié)果表明，通過微囊化工藝，SPI 和CS 之間的復合凝聚層可以顯著提高藻油的包封率及氧化穩(wěn)定性，可以防止其在食品加工過程中施加的不穩(wěn)定應(yīng)力。Jia 等[85]通過制備了乳清分離蛋白-低聚木糖復合物，并使用微膠囊技術(shù)對番茄紅素進行了包埋，結(jié)果表明該復合物可用于包裹番茄紅素或其他生物活性物質(zhì)，改善其性能。Lee 等[86]使用微膠囊技術(shù)制造含有從瑪咖葉中提取的多酚-麥芽糊精/中性多糖，結(jié)果表明，從瑪咖葉中提取的多酚成功微囊化在芽糊精/中性多糖涂層中，且提高了儲存穩(wěn)定性。由此可見，以蛋白質(zhì)、多糖、多酚為壁材的微膠囊所包埋的生物活性物質(zhì)具有較高的穩(wěn)定性。

5 傳遞系統(tǒng)與人體胃腸道的相互作用

人類胃腸道口是由口腔食道、胃、小腸和大腸組成的高度復雜的器官。當人體攝入食物并通過胃腸道時，許多疏水營養(yǎng)物質(zhì)由于其化學穩(wěn)定性低、水溶性低和口服生物利用度低，對身體并沒有起到促進作用。因此，了解胃腸道內(nèi)的物理化學和生理條件對設(shè)計共軛的傳遞系統(tǒng)是至關(guān)重要的，要預(yù)測控制、保留和最終釋放營養(yǎng)物，保證結(jié)構(gòu)設(shè)計的食品基質(zhì)有能力通過提高生物可獲得性和改善吸收來提高胃腸道中營養(yǎng)物質(zhì)的生物利用度[87]。

5.1 口腔

食物乳化消化從口腔開始，當與口腔中的唾液接觸時，由于受到各種消化酶（舌脂酶、淀粉酶、蛋白酶）的影響，會發(fā)生一系列的物理化學和生理變化，如唾液稀釋、與電解質(zhì)的相互作用、pH、離子強度、溫度等的變化[88]。另外，粘蛋白與舌頭之間的摩擦產(chǎn)生的復雜的力能夠誘導膠體顆粒和油滴的聚結(jié)和絮凝，因此，食物與唾液的相互作用機制對于理解食品乳劑的口腔加工具有重要意義。

Wang 等[89]等設(shè)計并合成了一種兩親性羧甲基殼聚糖（Amphiphilic carboxymethyl chitosan，PMs）-槲皮素（Chitosan-quercetin，CQ）復合物，通過增加其水溶性來提高紫杉醇（Paclitaxel，PTX）的口服生物利用度，研究表明，負載紫杉醇的CQ-PMs 顯著增強了PTX 的口服生物利用度，從而產(chǎn)生了對腫瘤異種移植模型具有更安全性的強抗腫瘤功效。Chang 等[90]報道了單獨用蛋白質(zhì)與人工唾液穩(wěn)定的乳液的孵育，表明乳液的平均粒徑增加以及Zeta 電位降低。液滴尺寸的增加主要歸因于唾液粘蛋白或無機鹽引起的絮凝，而Zeta 電位的降低則歸因于與唾液中鹽離子的存在相關(guān)的靜電篩選效應(yīng)。但在乳液中加入多糖，其平均粒徑和Zeta 電位沒有明顯變化。這一效應(yīng)可歸因于在口腔階段，多糖和脂滴都是帶負電荷的。因此，推測多糖不會被靜電吸附在液滴表面[91]。而蛋白質(zhì)、多糖、多酚的共軛結(jié)合所形成的復合物可以提高唾液引發(fā)的絮凝的穩(wěn)定性，從而減少了生物遞送系統(tǒng)中生物利用度的降低。

5.2 胃

在口腔中停留短時間后，通過食道進入胃中，食物在高酸性條件、相對離子強度較高的環(huán)境下，經(jīng)歷胃蠕動，與含有礦物離子、蛋白水解酶和脂解酶以及胃粘蛋白、和其他成分的胃液進行混合。在胃中，由于胃蛋白酶與界面蛋白的相互作用以及低pH 和離子強度對液滴電荷的影響，乳液發(fā)生了一系列的物理化學和結(jié)構(gòu)變化[92]。

Lesmes 等[93]制備了乳球蛋白-葡聚糖復合物，將其作為乳化劑研究對O/W 乳狀液的影響，結(jié)果表明，在模擬胃液條件下，復合物為乳化劑的乳液具有較高的穩(wěn)定性。Davidov 等[94]制備了由酪蛋白酸鈉-葡聚糖美拉德復合物包被的納米顆粒，并將白藜蘆醇包裹在其中，在模擬胃液條件下，不含復合物的納米顆粒懸浮液的粒徑大大增加，而復合物納米顆粒懸浮液的粒徑增加較小，這表明美拉德復合物制備的納米顆粒在胃液環(huán)境下穩(wěn)定性較高。Yi 等[95]通過美拉德反應(yīng)制得包埋β-胡蘿卜素的β-乳球蛋白-葡聚糖納米顆粒，在pH 為2.0 且存在胃蛋白酶的條件下，2 h內(nèi)只有5.4%的β-胡蘿卜素被釋放。由此可見，由美拉德制備的蛋白質(zhì)-多糖共價復合物可以抵抗胃蛋白酶的水解，提高包埋的生物活性物質(zhì)在人體胃腸道消化中的穩(wěn)定性。這主要歸因于復合物在油滴周圍提供了的厚實而完整的界面層，通過強烈的空間排斥阻止了油滴的絮凝。

5.3 小腸

通常，食物乳液在胃和小腸中開始被消化吸收，但是并不是所有食物都可以被完全消化和吸收，用于穩(wěn)定和制造乳液的一些不可消化的化合物可以到達結(jié)腸，隨后進行消化[96]。

Hu 等[73]用濕法加熱法制備大豆分離蛋白-杏鮑菇多糖（Soy protein isolate-Pleurotus eryngiipolysaccharide conjugates，SPI-PEP）共軛物，將其作為載體制備β-胡蘿卜素-SPI-PEP 共軛物乳液，測試β-胡蘿卜素結(jié)合乳劑的胃腸行為，結(jié)果表明，采用SPI-PEP共軛穩(wěn)定乳劑結(jié)構(gòu)，能夠提高β胡蘿卜素在模擬小腸中的生物利用度，這種改善有助于β胡蘿卜素減輕對CaCO-2 細胞的氧化應(yīng)激反應(yīng)。Zhong 等[58]模擬小腸消化后，與未添加燕麥分離蛋白-平菇β-葡聚糖共價復合物的乳液相比，添加復合物的乳狀液平均粒徑較小，這表明其包裹的β-胡蘿卜素大多被消化吸收，提高了β-胡蘿卜素的口服利用度。

6 結(jié)論與展望

本文綜述了蛋白質(zhì)、多糖、多酚復合物的共軛方法，以及它們的功能性質(zhì)（乳化性、溶解性、抗氧化性）和遞送系統(tǒng)體系的主要類型（乳液、納米粒子、納米凝膠、微膠囊），并說明了遞送系統(tǒng)與人體胃腸道的相互作用。結(jié)論與展望如下：

食品級復合物可以由蛋白質(zhì)、多糖和多酚利用特定的復合方式形成。主要方法有美拉德反應(yīng)、自由基接枝、堿性處理和碳二酰亞胺介導的偶聯(lián)反應(yīng)。根據(jù)需求，設(shè)計成具有不同于天然原料的物理化學屬性和功能特性的二元或三元復合物。

復合物在食品工業(yè)中可以作為一種遞送載體，如乳液、納米粒、納米凝膠、微膠囊，提高物理和化學穩(wěn)定性，用于開發(fā)新的功能性食品產(chǎn)品。

蛋白質(zhì)、多糖、多酚相互作用形成的復合物作為乳化劑和包封劑在水包油乳狀液和其他輸送載體在胃腸道中運送多種生物活性物質(zhì)，能夠顯著地提高生物利用度。因此，蛋白質(zhì)、多糖、多酚復合物可作為親脂性和其他生物活性化合物的載體，從而提高它們的穩(wěn)定性和生物利用度，并可設(shè)計用于食品和醫(yī)藥的功能性產(chǎn)品。

目前，對蛋白質(zhì)、多糖和多酚復合物的研究主要集中在體外研究，建議未來研究集中在體內(nèi)（細胞、動物體）的遞送，另外，還需要開發(fā)新的方法，以確定蛋白質(zhì)、多酚和多糖的結(jié)合位點和結(jié)合類型，利用共軛物設(shè)計功能性能得到改善的新型運載系統(tǒng)。