路方慧，疏如心，牛瑞雪，李雪茹，劉小陽，張東京

（宿州學(xué)院生物與食品工程學(xué)院，安徽 宿州 234000）

姜黃素是從姜類植物姜黃中提取的一種酚類物質(zhì)，具有抗氧化、抗癌的功效[1]，許多國家將其作為食品的著色劑和調(diào)味劑，用于改善口感[2]。此外，姜黃素還具有抗菌和抑制癌細(xì)胞的作用[3]。但姜黃素的水溶性差和不穩(wěn)定性，導(dǎo)致其生物利用率差，限制其在食品領(lǐng)域的應(yīng)用[4]。為了改變這一現(xiàn)狀，提高姜黃素在食品領(lǐng)域的應(yīng)用，很多學(xué)者進行了廣泛的研究，發(fā)現(xiàn)利用納米載體（如姜黃素納米顆粒、姜黃素納米脂質(zhì)體、姜黃素納米乳化體系、植物糖原姜黃素復(fù)合納米粒等）技術(shù)能提高姜黃素生物利用率，還適當(dāng)提高抗氧化的功效，從而拓寬了姜黃素的應(yīng)用和保健食品的開發(fā)，闡述了提高姜黃素生物利用率的方法，并對其在保健食品方面的應(yīng)用進行展望。

1 姜黃素的結(jié)構(gòu)及姜黃素抗氧化原理

姜黃素含多種化學(xué)基團，從結(jié)構(gòu)上來說，姜黃素有2個像肉桂醛的苯丙烯?；羌?，2個苯環(huán)上各有1個酚羥基和1個甲氧基，丙烯基與1個β-雙酮/烯醇式結(jié)構(gòu)連接，結(jié)構(gòu)具有對稱性。酚羥基和二酮結(jié)構(gòu)作為主要的活性基團，能與自由基結(jié)合，其中酚羥基可能有消除自由基的作用，苯環(huán)上的甲氧基則進一步加強抗氧化活性。

2 姜黃素運輸載體制備

2.1 姜黃素納米顆粒

納米顆粒是將藥物微粒或者藥物本身，吸附載體中制成納米載體微粒10～100 nm，再以此為基礎(chǔ)制出符合不同需求的制劑。有研究表明，納米載體直徑越小，越容易被腸胃吸收，從而發(fā)揮內(nèi)部姜黃素的作用。同時，外部載體隔絕體內(nèi)環(huán)境的影響，保證在中性或者堿性pH值、熱等因素下不會氧化分解，延長揮發(fā)時間，緩慢持續(xù)發(fā)揮姜黃素的功效。

學(xué)者發(fā)現(xiàn)，利用納米顆?？梢蕴岣呓S素的水溶性和穩(wěn)定性，且保持其抗氧化性。初期一些學(xué)者只用天然大分子糖作為納米材料。Yadav A等人[5]利用乳液法將姜黃素和殼聚糖制成姜黃素殼聚糖納米顆粒，該顆粒粒徑只有50 nm，易吸收，發(fā)現(xiàn)不僅比單一的姜黃素更具有穩(wěn)定性，還能預(yù)防重金屬的中毒。為了更深入研究姜黃素的穩(wěn)定性，將2種及2種以上的天然大分子糖與姜黃素形成納米顆粒。Settapon Bhunchu等人[6]加入另一種大分子糖海藻酸鈉，利用乳化法和離子凝膠法將姜黃素包裹在載體內(nèi)部形成海藻酸鈉-殼聚糖納米顆粒，對比發(fā)現(xiàn)隨著姜黃素的比例增加，有2種糖的納米顆粒比只含有一種糖的穩(wěn)定性要高，更利于人體內(nèi)部吸收。

一些學(xué)者只用天然大分子蛋白質(zhì)作為納米材料，采用蛋白質(zhì)除了考慮到無毒無害，還有蛋白質(zhì)在水溶液中具有乳化穩(wěn)定性，因而制作的姜黃素納米顆粒也會穩(wěn)定[7]。Pan K等人[8]先將酪蛋白酸鈉和姜黃素溶于乙醇溶液，再利用噴霧干燥的方法制備包含姜黃素的酪蛋白酸鈉納米顆粒。試驗發(fā)現(xiàn)姜黃素的水溶性提升40倍，而且其抗氧化性也大幅度提高。而后有許多學(xué)者發(fā)現(xiàn)玉米醇溶蛋白與姜黃素制備的納米顆粒功效最好，主要是因為姜黃素是疏水性分子，與大多數(shù)蛋白質(zhì)沒有很強的結(jié)合力，而玉米醇溶蛋白自身擁有很多疏水基團，容易利用反溶劑沉淀法制備納米顆粒[9]。研究發(fā)現(xiàn)，利用天然大分子多糖或蛋白質(zhì)等生物有機材料與玉米醇蛋白制備姜黃素納米顆粒，用于修飾表面結(jié)構(gòu)適當(dāng)彌補一些不足[10]。利用蛋白質(zhì)和多糖復(fù)合后制備的納米顆粒更小，而且對姜黃素的包埋率更好，對光、pH值、熱等比單獨使用蛋白質(zhì)或者多糖有更強的穩(wěn)定性和生物利用率，利于姜黃素的吸收。Sun C X等人[11]將玉米醇溶蛋白與蟲膠利用反溶劑沉淀法制備復(fù)合納米顆粒。結(jié)果表明，玉米醇溶蛋白與蟲膠復(fù)合比單獨使用玉米醇溶蛋白包裹姜黃素穩(wěn)定性、生物利用率好。由此說明，2種結(jié)合的生物大分子材料比單獨一種天然大分子材料來包裹姜黃素效果更好，更利于納米顆粒進入人體，將內(nèi)部姜黃素最大限度地被人體吸收，并且這種納米顆?？梢员３趾吞岣咂淇寡趸?，滿足人們對預(yù)防衰老、增強免疫力的需求，因而用納米顆粒注入保健食品中能擴大姜黃素的應(yīng)用范圍。

2.2 姜黃素納米脂質(zhì)體

在溶液中，當(dāng)磷脂分子形成單層微膠束或是磷脂雙分子層時，姜黃素進入到微膠束的疏水性區(qū)域中，從而提高姜黃素的溶解度和生物利用率[12]。因此，這種獨特的結(jié)構(gòu)可以擴展姜黃素脂質(zhì)體在保健食品領(lǐng)域應(yīng)用范圍。一些學(xué)者將膽固醇和磷脂作為制備姜黃素脂質(zhì)體材料[13]，發(fā)現(xiàn)抗氧化性顯著提高，且對pH值和金屬離子有抵抗性，但是用膽固醇作為材料對人體的血脂有不利影響，不利于身體健康。Peng S等人[14]用殼聚糖代替膽固醇，解決了血脂問題，將殼聚糖與磷脂制出復(fù)合納米脂質(zhì)體，結(jié)果表明，比單一磷脂的抗氧化活性更高。納米脂質(zhì)體的抗氧化活性和水溶性更好，但是其穩(wěn)定性還有待提高，需要學(xué)者們研究更多的方法達(dá)到更好的生物利用率。納米脂質(zhì)體相比于上面的納米顆粒，其水溶性會提高，但是穩(wěn)定性不如納米顆粒，且包埋率和負(fù)載率制備過程較為繁瑣。

2.3 姜黃素納米乳液

納米乳化體系較傳統(tǒng)的乳化體系粒徑更小、穩(wěn)定性更好，而且對姜黃素的包埋率和包含率也很高。制備方法簡單，溶液較為清澈。納米乳是一種由油相、水相、表面活性劑及輔助材料組成，具有熱穩(wěn)定的多組分散體系，粒徑一般不大于200 nm[15]。

Ahmed K等人[16]先將姜黃素的納米乳液同姜黃素的普通乳液體系進行對比，通過在溫室條件下的儲存，發(fā)現(xiàn)納米乳液比普通乳液更穩(wěn)定，姜黃素也不易流失。由于過量的乳化劑不利于人類的健康，因而有學(xué)者開始研究用什么可以代替乳化劑的功能并且不影響健康。Li M等人[17]利用乳清分離蛋白代替乳化劑，試驗效果較好，體現(xiàn)在離子強度和熱處理均有較好的耐受力和穩(wěn)定性。不僅提高了穩(wěn)定性，又讓納米乳液更加健康可供人體食用。油脂不僅僅是納米乳構(gòu)成材料的組分，也是利于姜黃素在腸道吸收的催化劑。研究者發(fā)現(xiàn)油脂的優(yōu)點，大力開展這方面試驗，Ahmed K等人[16]將不同的油脂進行對比，主要觀察不同油脂對姜黃素的消化速度和消化程度，發(fā)現(xiàn)消化速度的順序為短碳鏈油脂＞中碳鏈油脂＞長碳鏈油脂，而消化程度的順序為中碳鏈油脂＞短碳鏈油脂＞長碳鏈油脂，說明中碳鏈油脂更適合作為姜黃素納米乳化體系。制備的乳化液除了具備較高的穩(wěn)定性，還促進了其抗氧化性和負(fù)載率，進而提高了姜黃素的生物利用率。

Joung H J等人[18]將姜黃素納米乳液利用高壓均質(zhì)原理放入保健牛奶中，與普通乳液對比粒徑減小1倍，且在常溫條件中可以貯藏3個月，穩(wěn)定性好。這樣多重優(yōu)點的保健牛奶，既有較高的穩(wěn)定性，又具有姜黃素的抗氧化性、抗癌性，能開拓保健食品領(lǐng)域的市場。

2.4 姜黃素固體脂質(zhì)納米顆粒

固體脂質(zhì)納米顆粒是指粒徑在50～500 nm，呈球狀，由天然的乳化劑（如卵磷脂、烷基糖苷等）及由固態(tài)天然的內(nèi)脂（如三硬脂酸甘油酯、單硬脂酸甘油酯、蜂蠟、動物脂肪、長碳鏈脂肪酸等）組合作為載體[19]。

已有研究表明，固體脂質(zhì)納米顆?？梢蕴岣呓S素的抗氧化活性和生物利用率。Narayanan N等人[20]選擇三油酸甘油酯、三辛酸甘油酯、甘油單硬脂苷酸等作為固體載體包裹姜黃素，結(jié)果表明其包封率較好，而且當(dāng)人體口服此顆粒進入胃腸道時，在血液和組織液中姜黃素質(zhì)量濃度顯著提高，從之前的最大50 ng/mL提到100 ng/mL。采用常規(guī)的脂質(zhì)，雖然在常溫下貯藏可達(dá)數(shù)月之久，但無法在消化系統(tǒng)內(nèi)長時間停留，姜黃素不能將最大功效緩慢釋放，因此考慮用多糖來修飾顆粒表面改變性質(zhì)，增強吸附性，從而提高生物利用率[21]。Ramalingam P等人[22]采用高速剪切均質(zhì)和超聲波技術(shù)，制備出姜黃素固體脂質(zhì)納米顆粒，而后再用殼聚糖作為多糖修飾該顆粒使粒徑增大了1倍，包埋率和負(fù)載率高，而且腸胃的消化時間也就增加了1倍，從而姜黃素就能在體內(nèi)緩慢完全釋放，提高姜黃素生物利用率。

2.5 其他納米載體

除上述介紹的幾種主要姜黃素納米載體外，近年來還發(fā)現(xiàn)了微球、微囊、包合物可作為姜黃素的運輸載體。Li F等人[23]將四氧化三鐵具有磁性大的材料包裹在姜黃素聚乳酸磁性微球，這其中的磁性物質(zhì)可以使姜黃素更準(zhǔn)確地定位到對應(yīng)的靶細(xì)胞，使藥效更有針對性。Yallapu M M等人[24]以β-環(huán)糊精作為壁紙包合姜黃素，通過試驗發(fā)現(xiàn)隨著姜黃素與β-環(huán)糊精的比例升高，可以改善姜黃素包合物的產(chǎn)率。

3 姜黃素在保健食品上的研究進展

姜黃素是藥食同源的物質(zhì)，可作為食品進行內(nèi)服，又具有很好的抗氧化活性，起到預(yù)防衰老和提高免疫力的能力，符合人們對身體健康的要求，在保健食品領(lǐng)域具有一定的市場?，F(xiàn)在市場上已有利用姜黃素運載體系制備具有保健功效的牛奶、飲料、餅干、固體速溶沖劑等。日本開發(fā)的具有解酒、護肝、防宿醉功能的飲料“姜黃力源”，我國開發(fā)的對化學(xué)性肝損傷有輔助保護功能、增強免疫力的“肝婷牌姜黃膠囊”和具有抗氧化功能的“姜康牌姜黃銀參膠囊”等保健食品新產(chǎn)品，已通過國家保健食品注冊，并投放市場[25]。

4 結(jié)語

姜黃素作為藥食同源的藥材，本身無毒無害就可食用，又具有抗氧化、抗炎、抗癌、抗心血管疾病等諸多優(yōu)點，利用納米顆粒、納米脂質(zhì)體、納米乳液、納米固體顆粒等不僅能改善姜黃素的穩(wěn)定性，在熱、光、中堿性情況下不易分解，還能運輸?shù)较鄳?yīng)靶細(xì)胞再緩慢釋放藥性，提高生物利用率，而且提高了抗氧化等活性。并且姜黃素也是食品添加劑，可以在保健食品的基礎(chǔ)上增添相應(yīng)的口感和色澤。但是，姜黃素納米載體仍面臨一些待解決問題。主要來說是負(fù)載率還比較低；相關(guān)科技水平也不太成熟，無法大規(guī)模生產(chǎn)；整體的安全性問題也沒有研究成熟，沒有真正運用到活體上，還在基礎(chǔ)階段。