螺旋藻多酚复合纳米微胶囊的制备与稳定性分析

2024-05-12钟秋帆孙玮鸿李方巍曾名湧

食品工业科技 2024年10期

钟秋帆，李崴，孙玮鸿，李方巍,*，曾名湧,*

（1.中国海洋大学三亚海洋研究院，海南三亚 527000；2.中国海洋大学食品科学与工程学院，山东青岛 266000）

螺旋藻是目前科学研究发现的理想的人类食品，被一些学者誉为“营养冠军”[1]、未来食物[2]，其提取物已经在抗癌药物研发领域得到认可[3]。此外，螺旋藻还具有协助治疗疾病的功效，备受科研人员的推崇，是目前发现的营养最均衡全面的纯天然食品[4]。螺旋藻不仅可以应用于功能饮料中，还被用于乳制品、意大利面、油衍生物和营养补充剂的生产[5]。螺旋藻中含有多种生物活性物质，如藻蓝蛋白、酚类、多糖、多不饱和脂肪酸（PUFA）、类胡萝卜素、维生素和甾醇。这些化合物大多数对于治疗心血管疾病（CVD）、高胆固醇、高血糖、肥胖、高血压、肿瘤和炎症性疾病中起着重要作用，被认为是一种天然药物[6]。

多酚类物质分子中具有多个酚羟基，属植物的次生代谢产物，主要包括黄酮类、单宁类、酚酸以及花色苷等。许多研究表明，多酚类物质具有良好的抗氧化活性，对辅助治疗疾病有一定的帮助。多酚是天然抗氧化剂，可作为屏障，防止活性氧（ROS）引起的氧化应激。尽管多酚具有多种有益人体的好处，然而，由于多酚对热敏感且容易氧化[7]，它们的使用在很大程度上受到限制。多酚在食物制备、循环、胃肠道中的不稳定性或弱稳定性限制了它的作用和潜在的治疗优势[8]。因此，为了最大限度地发挥人类从加工食品中摄入多酚的有益效果，必须深入系统研究多酚在食品加工中的稳定性，以评估其真正的生物活性。目前大多数关于多酚稳定性的研究都集中在微胶囊上。

微胶囊技术是一种新型储存包装技术，将一些性质不稳定的物质通过壳类材料进行包裹，通过隔离达到保护作用。这些性质不稳定的物质可以是固体、液体，也可以是气体。壳类材料主要是安全性能较高的天然或者合成大分子聚合物，如植物胶类、碳水化合物类、纤维素类、蛋白质类以及脂类等，对内容物具有很强的保护作用[9]。其保护作用主要体现在以下三方面：防止强光、高温及强酸强碱对内部物质的辐射与腐蚀，提高其储存时间；类似于药物胶囊，能够使内部活性成分持续、缓慢、长久地释放生物活性，延长其发挥作用的时间；遮盖不良风味或令人不愉悦的感官特性。例如黄酮类化合物味苦，将其包被在胶囊中，可以有效改善其口感[10]。目前为了获得理想的包埋效果，一般采用多种材料组合为壳，以期做到相互补充。

针对这一问题，本文提出将多酚类化合物与多孔淀粉和玉米醇溶蛋白进行复合包埋，以提高其稳定性。制备负载螺旋藻多酚的螺旋藻多酚-多孔淀粉微胶囊（Phe-PS）和螺旋藻多酚-多孔淀粉-玉米醇溶蛋白微胶囊（Phe-PS-Zein），进行结构表征和稳定性分析，以保证螺旋藻多酚在食品生产过程中的有效应用。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

螺旋藻干粉海南新大泽生物技术有限公司；胃蛋白酶（1:3000）、猪胰蛋白酶（1:250）、1,1-二苯基-2-苦基肼（DPPH）北京索莱宝科技有限公司；玉米醇溶蛋白（Zein）、乙醇、大孔树脂XDA-7、福林酚、蜡质玉米淀粉、乙酸钠、糖化酶（10 万U/g）上海源叶生物科技有限公司；其他试剂均为分析纯上海麦克林生化科技股份有限公司。

AB135-S 型精密电子天平瑞士梅特勒公司；DF-101S 型磁力搅拌器上海力辰仪器科技有限公司；N-1210BV-W 型旋转蒸发仪上海爱朗仪器有限公司；Neofuge 1600R 型台式冷冻离心机上海Heal Force；Power Wave XS2 型多功能酶标仪美国Bio-Tek 公司；TS-211GZ 型恒温摇床上海仪纯实业有限公司；DW-86L590D 型超低温冰箱上海科菱威生物科技有限公司；FJ-200-SH 型高速均质机上海沪析实业有限公司；BILON-2000FD 型真空冷冻干燥机上海新诺仪器集团有限公司；UV-6100 型紫外可见分光光度计上海元析仪器有限公司；D8 ADVANCE 型X 射线衍射仪德国布鲁克公司；Gemini300 型场发射扫描电镜德国蔡司集团；STA 449 F3/F5 型差示扫描量热仪德国耐驰公司；Nicolet IS10 型红外光谱仪美国尼高力仪器公司。

1.2 实验方法

1.2.1 螺旋藻多酚的提取纯化向5 g 螺旋藻粉中添加100 mL 溶剂（乙醇:水=3:1，V/V），并在避光条件下以1000 r/min 的转速磁力搅拌90 min，提取液在5000×g 下室温离心5 min，然后通过0.45 μm 滤膜过滤，收集上清液，获得的提取液两过XDA-7 大孔树脂吸附柱，除去色素及杂质，然后在40～50 ℃的温度范围内进行旋蒸浓缩，浓缩液冻干即为螺旋藻多酚（polyphenol，Phe），备用[11]。

1.2.2 负载螺旋藻多酚的螺旋藻多酚-多孔淀粉（Phe-PS）微胶囊的制备

1.2.2.1 多孔淀粉的制备多孔淀粉（porous starch，PS）的制备参考张超[12]的方法，并略有修改。称取15 g 蜡质玉米淀粉，添加乙酸钠缓冲液（50 mmol/L，pH4.5）300 mL 配制成5%淀粉悬浮液。然后将悬浮液置于40 ℃水浴锅中预热，待温度恒定后，加入糖化酶（40 U/mL）3 mL，在250 r/min 条件下搅拌反应2.5 h。然后添加1 mol/L NaOH 溶液调节pH 至9.0终止反应，反应液经室温离心（10000 r/min，20 min）后保留沉淀，并用去离子水对沉淀进行3 次洗涤，最后进行冻干，得到PS。

称取1 g PS，将其溶于100 mL 80 ℃蒸馏水中，并将容器置于60 ℃水浴中磁力搅拌至完全溶解；称取100 mg Phe，将其溶于10 mL 无水乙醇，缓慢滴入热淀粉浆中，用磁力搅拌器继续搅拌至芯材完全溶解，同时加热除去乙醇，8000 r/min 的转速下室温均质1 min，倒入平板中，液面不超过5 mm，放入-80 ℃冰箱预冻24 h，真空冷冻干燥至恒重，研磨，得到负载Phe 的Phe-PS 微胶囊粉末，存放在4 ℃下进行进一步分析。

1.2.2.2 包埋率的测定复合微胶囊颗粒包埋率检测参考Ahmad 等[13]的方法，并略有修改。取3 mL新鲜制备的样品在4 ℃下10000×g 离心30 min，获得上清液，在765 nm 处测定上述溶液的吸光度。采用标准曲线（y=0.014+1.095x）计算Phe 的含量，微胶囊的包埋率（EE）计算公式如下：

1.2.3 螺旋藻多酚-多孔淀粉-玉米醇溶蛋白（Phe-PSZein）复合微胶囊颗粒制备 PS 储备液的制备：称取1.0 g 多孔淀粉溶于100 mL 超纯水中，在磁力搅拌（1000 r/min）下过夜，使PS 充分水合，4 ℃下储存备用。

Phe-Zein 溶液的制备：准确称取1.0 g Zein 溶于50 mL 80%（v/v）的乙醇溶液中，振荡2 h，配制成浓度为20 mg/mL 的Zein 储备液。在Zein 储备液中加入适当体积的多酚溶液（Zein:Phe=20:1，v/v），避光搅拌（800 r/min）1 h，离心（5000×g，10 min）除去不溶性杂质，现用现配[14]。

多酚微胶囊颗粒制备参考Meng 等[14]的方法，并略有修改。用无菌注射器将Phe-Zein 溶液缓慢滴加至含有PS 的水溶液中（PS:Zein:Phe=1:1:20，v/v/v），在避光条件下800 r/min 搅拌2 h，旋蒸除去多余的乙醇，添加适量的超纯水补偿乙醇的损失，得到Phe-PS-Zein 微胶囊颗粒。

1.2.4 螺旋藻多酚微胶囊的结构表征

1.2.4.1 粒径和多分散性指数的表征将样品（0.01%，w/v）悬浮在超纯水中，在超声波浴中以40 kHz 的频率超声30 min，使聚合物完全分散。基于动态光散射技术[15]，利用激光粒度仪测定复合纳米颗粒的粒径和多分散性分布指数（PDI）。

1.2.4.2 红外光谱分析（FTIR）利用FTIR 表征微胶囊颗粒内的分子间相互作用[16]。采用溴化钾压片法制备样品，样品与溴化钾的质量比约为1:100。首先在玛瑙中将样品和溴化钾研成细粉，再用油压机压成片。为避免溴化钾吸潮，整个实验过程在红外灯下操作。红外参数如下：光谱波长范围为400～4000 cm-1，分辨率为2 cm-1，扫描64 次。

1.2.4.3 X 射线衍射（X-ray diffractometry，XRD）和X 射线光子能谱分析（X-ray photoelectron spectroscopy，XPS）表征通过XRD 测定样品的晶体结构，根据刘夫国[16]的方法并稍作修改，将粉末样品在含有饱和NaCl 溶液的干燥器中平衡一周。扫描速度为2°/min 时角为5°～35°。将冻干后的样品采用X射线光电子能谱仪分析粒子的表面元素。测试条件：管电流40 mA，管电压40 kV，Cu 靶（1.5406 eV），Co靶（1.79026 eV），在0～1000 eV 内进行全扫描。

1.2.4.4 热重分析（DSC）根据Rawel 等[17]的方法并稍作修改，用于分析微胶囊颗粒的热稳定性。准确称量15.0 mg 的样品放入标准铝盘中，保证良好的传热接触。采用铟来校正仪器，并用空铝盘做基线校准。使用氮气作为保护气，温度扫描范围为25～600 ℃，加热速率为10 ℃/min，测试完成后采用液氮进行物理降温。

1.2.5 螺旋藻多酚微胶囊的稳定性分析

1.2.5.1 螺旋藻多酚微胶囊的储存稳定性将新制备的螺旋藻多酚微胶囊颗粒和游离的螺旋藻多酚，在4 ℃条件下保存21 d，每隔3 d 测定一次Phe 含量，按下述公式计算储存过程中螺旋藻多酚的保留率。

式中：Mt表示t min 后微胶囊或提取物中多酚含量，mg；M0表示0 min 微胶囊或提取物中多酚含量，mg。

1.2.5.2 O2对螺旋藻多酚微胶囊稳定性的影响为探究O2对螺旋藻多酚微胶囊的影响，本实验参照安小琦[18]的方法略有改动。取5 份0.1 g 螺旋藻多酚提取物和5 份0.2 g 螺旋藻多酚微胶囊，放置于暗室中，每隔5 d 测量其多酚含量，计算其多酚保留率，每个样品进行三次重复试验，考察O2对螺旋藻多酚微胶囊稳定性的影响。

1.2.5.3 还原剂（NaHSO3）对螺旋藻多酚微胶囊稳定性的影响参照侯顺超[19]的方法测定还原剂（NaHSO3）对螺旋藻多酚微胶囊稳定性的影响，配制浓度分别为0.25、0.5、0.75、1、1.25 和1.5 mg/mL的NaHSO3溶液，加入一定量的螺旋藻多酚和螺旋藻多酚微胶囊制品，充分溶解后，将其置于室温条件下避光保存1 h，测量其多酚含量，并以1.2.5.1 所述公式计算多酚保留率，每个样品进行三次重复试验，考察还原剂对螺旋藻多酚微胶囊稳定性的影响。

1.2.6 螺旋藻多酚微胶囊的抗氧化性分析

1.2.6.1 DPPH 自由基清除能力分析参照Ahmad等[20]的方法并略作修改，将4 mL 样品加入4 mL DPPH 乙醇溶液中并充分混合，将混合物溶液置于黑暗中30 min。在517 nm 处测量上述溶液的吸光度（At），并使用以下公式计算样品的自由基清除活性（%）：

式中：Ab表示4 mL 样品溶液与4 mL 无水乙醇的吸光度；Ac表示4 mL去离子水和4 mL DPPH 乙醇混合溶液的吸光度；At表示4 mL 样品溶液与4 mL DPPH 乙醇溶液的吸光度。

1.2.6.2 铁离子还原法分析抗氧化能力参考杨少辉等[21]的研究方法，并略有修改。将0.3 mol/L pH3.6的乙酸缓冲溶液，与20 mmol/L FeCl3（H2O）6，10 mmol/L TPTZ 按照10:1:1（v/v/v）制备成FRAP储备液。将其混匀后于37 ℃条件下孵育60 min，现用现配。取1 mL 的待测样品与15 mL FRAP 储备液混合，反应4 min 后，在593 nm 处测其吸光值。

1.2.7 体外模拟消化特性测定体外模拟消化参考Minekus 等[22]的方法，并略有修改。本研究制备的螺旋藻多酚微胶囊在口腔中停留的时间短暂，因此本研究中不考虑口腔消化情况。将3 g 微胶囊颗粒加入15 mL 无胃蛋白酶模拟胃液（SGF）中，并置于37 ℃水浴中。将2000 U/mL 胃蛋白酶加入15 mL SGF溶液中，并用5 mol/L HCl 将pH 调节至2.0。随后取15 mL 的胃糜与等体积的人工肠液（SIF）混合，立即用1 mol/L 氢氧化钠溶液将pH 调节至7.0，加入终浓度为100 U/mL 猪胰蛋白酶，6.25 mg/mL 胆汁提取物。混合溶液在37 ℃，150 r/min 的水浴条件下反应2 h。各相反应结束后，取10 mL 样品在4 ℃，10000×g 离心30 min，收集上清中的Phe，上清液经0.45 μm 滤膜过滤后，参考Karakashov 等[23]的方法测定多酚含量。多酚的生物利用度按照公式计算：

1.3 数据处理

每组实验重复3 次，以平均值±标准差表示，用Origin 8.1 软件进行数据作图，用SPSS 22.0 进行显著性分析（P＜0.05）。

2 结果与分析

2.1 结构和形貌表征

2.1.1 粒径和多分散性指数如图1 所示，相较于Phe，Phe-PS 和Phe-PS-Zein 的粒径明显减小，这是因为Phe 在溶液中是以聚集状态存在的，这种聚集导致Phe 的粒径较大，而PS 和（或）Zein 的加入打破了这种聚集状态，对Phe 进行了包埋；另一方面，相较于Phe-PS，Phe-PS-Zein 的PDI 降低，表明Phe-PSZein 的分子量分布更均匀[24]。

图1 Phe，Phe-PS 和Phe-PS-Zein 的粒径分布与多分散性指数Fig.1 Particle size distribution and polydispersity index of Phe,Phe-PS and Phe-PS-Zein

2.1.2 FTIR 表征 Phe，PS 和Phe-PS 的FTIR 光谱如图2 所示。在多孔淀粉中，波长3428 cm-1左右的宽峰代表OH 的拉伸振动，927 和1159 cm-1之间的区域通常与C=C，C=O 和C=H 的拉伸或弯曲振动有关[25]。光谱在3428 cm-1（苯酚OH 基团的拉伸振动）、2928 cm-1（脂肪族C-H 基团的拉伸振动）、1631 cm-1（芳香族C=C 基团的拉伸振动）、1327、1167、1040 cm-1（C=O 基团的对称拉伸振动）处显示宽吸收峰[26]；829 和738 cm-1处的吸收峰归因于芳香环上C-H 基团的弯曲振动[27]。

图2 Phe，Phe-PS 和Phe-PS-Zein 的FTIR 表征Fig.2 FTIR spectra of Phe,Phe-PS and Phe-PS-Zein

Phe-PS 微胶囊颗粒中也有类似的峰，且峰的范围很广，说明螺旋藻多酚被包裹在多孔颗粒中，没有明显的相互作用。此前有研究报道指出，氢键是酚类化合物与淀粉基壁材之间的主要相互作用[28]。在本研究中，多酚和淀粉分子中的-OH 基团可能在氢键的形成中发挥了重要作用，氢键的形成导致了多酚包封后淀粉光谱的变化。此外，在螺旋藻多酚颗粒中还观察到苯环的存在，其波数为848 cm-1。此外，高峰期为1692 cm-1对应于多酚芳香环的C=C 拉伸，在1631 cm-1处的峰显示在Phe-PS 复合物图谱中。该结果表明，由于多酚的一个或两个芳香环进入多孔淀粉的螺旋腔，是因为相互作用而发生的变化。在姜黄素-β-环糊精包涵体复合物中也报告了类似的现象[29]。在Phe-PS 颗粒中发现了更宽且不那么尖锐的条带，再次证实了螺旋藻多酚被包裹在淀粉纳米颗粒中。至于三种物质的FTIR 光谱差异，可以归因于多酚和多孔淀粉的聚合程度。

2.1.3 XPS 表征结果为了进一步研究各制备样品的化学状态以及键能情况[13]，对不同负载量样品进行了高分辨率XPS 光谱分析。图3 为O 轨道高分辨谱图，可以看到对于不同单质及复合物样品，结合能位于532.20 eV 的特征峰归因于样品中的C-O，位于533.28 eV 峰值主要是材料中羟基（-OH）所引起的衍射峰[30]。而在534.01 eV 的特征峰主要是由于样品O-C=O 键或者表面吸附水所致。Phe，PS 和Zein 中Zein 的C-O 键结合能最低，含量也最高，这与FTIR 结果一致。Phe 负载了PS 后结合能以及含量变化较小，而复合Zein 后C-O 含量明显增加，结合能也降低，表明Zein 与Phe-PS 成功复合。该结果与梁宏闪[31]的研究结论一致。

图3 Phe，Phe-PS，Phe-PS-Zein，PS 和Zein 的XPS 谱图（O 轨道高分辨谱图）Fig.3 XPS survey spectra of Phe,Phe-PS and Phe-PS-Zein(O Orbital high-resolution spectra)

2.1.4 XRD 表征结果图4 为Phe，Phe-PS，Phe-PS-Zein，PS 和Zein 纳米颗粒的XRD 谱图。通过Jade 软件对测得的XRD 数据进行分析处理，经过寻峰对准处理可以发现，上述五种物质在15°～30°之间存在明显的衍射峰。对于Phe 而言，在22.9°存在明显的晶体衍射峰，但与PS 复合后，衍射峰明显左移，在20.4°观察到宽化的衍射峰。根据Debye-Scherrer公式[32]，衍射峰宽化表明颗粒尺寸有所降低。添加Zein 后，晶体衍射峰强度有所降低，主要与Zein 的无定型结构有关。此外，从衍射峰尖锐程度来看，添加PS 和Zein 后，复合物的结晶度有所降低。通常而言，内部结晶区晶粒尺寸可通过X-射线衍射峰强度良好展现，若存在越小的晶粒尺寸，则会形成越低的衍射峰强度[33]。此现象实质上是多糖与蛋白质发生作用而再次排列组合，更大颗粒由此形成。

图4 Phe，Phe-PS，Phe-PS-Zein，PS 和Zein 的XRD 谱图Fig.4 XRD patterns of Phe,Phe-PS,Phe-PS-Zein and Zein

2.2 稳定性表征

2.2.1 DSC 表征利用DSC 曲线研究了Phe，Phe-PS 和Phe-PS-Zein 的热稳定性，从图5 中可以看出，Phe 的吸热峰在Phe-PS 和Phe-PS-Zein 中未出现，表明Phe 被很好地包裹在复合微胶囊颗粒中[34]。此外，双层壁材包埋微胶囊颗粒的变性温度升高，这是由于Zein 和（或）PS 与Phe 之间相互作用，使得复合微胶囊颗粒的热稳定性增强。之前的研究表明，加入蛋白质做壁材后的微胶囊的热稳定性明显提高，这是由于蛋白质增加了生物聚合物颗粒之间的空间位阻[35]。

图5 Phe，Phe-PS 和Phe-PS-Zein 的DSC 曲线Fig.5 Differential scanning calorimetry of Phe,Phe-PS and Phe-PS-Zein

2.2.2 螺旋藻多酚微胶囊的储存稳定性如图6 所示，4 ℃下储存21 d 后，Phe-PS-Zein 和Phe-PS 中螺旋藻多酚的保留率分别为80.97%和67.64%，比对照组的Phe 保留率（47.03%）分别高了33.94%和20.61%。这是因为PS 对Phe 的包埋起到了保护Phe的作用，而Phe-PS-Zein 内部的分子间相互作用更强，形成的结构更紧密，此外，玉米醇溶蛋白由于其分子内疏水作用而更易于聚集，多孔淀粉与其相互作用能够减弱玉米醇溶蛋白的疏水性，并增强微胶囊颗粒之间的静电和空间排斥，且加入玉米醇溶蛋白增加了分散体系的粘度，使其具有更好的物理稳定性，对Phe 的保护效果也更好。

图6 复合微胶囊在4 ℃条件下储存21 d 后螺旋藻多酚的保留率Fig.6 Effects of the retention rate of polyphenols from Spirulina stored at 4 °C for 21 days

2.2.3 O2对螺旋藻多酚微胶囊稳定性的影响将Phe，Phe-PS 和Phe-PS-Zein 一同放在接触空气的暗室中，每隔5 d 测定其Phe 含量并计算其保留率，结果如图7 所示。对照组的Phe 保留率在避光且与空气接触30 d 后下降到47.03%，同等条件下，Phe-PS和Phe-PS-Zein 保留率分别下降到77.64%和80.97%，证明将Phe 微胶囊化，可以有效减少O2对其降解的影响，且Phe-PS-Zein 提高Phe 稳定性的效果更好。另一方面，随着时间的延长，对照组Phe 在空气中的保留率下降趋势越来越大，而复合壁材包埋的Phe保留率一直平稳下降，说明微胶囊化说明复合微胶囊化对Phe 有着较好的保护作用。

图7 O2 对复合微胶囊中螺旋藻多酚保留率的影响Fig.7 Effects of O2 on the retention rate of polyphenols from Spirulina

2.2.4 还原剂（NaHSO3）对螺旋藻多酚微胶囊稳定性的影响将Phe，Phe-PS 和Phe-PS-Zein 溶解于不同浓度的NaHSO3溶液中，如图8 所示，还原剂对Phe-PS-Zein 的影响最小，随着NaHSO3浓度的增加，微胶囊多酚保留率下降趋势不明显，维持在90%以上。而Phe-PS 中螺旋藻多酚保留率随着NaHSO3浓度的增加下降至80%以下，当NaHSO3浓度为150 mg/mL时Phe 的保留率为73.45%，因此，复合壁材胶囊化后的螺旋藻多酚更加稳定，且Phe-PS-Zein 比Phe-PS 对Phe 的保护效果更好。

图8 NaHSO3 对复合微胶囊中螺旋藻多酚保留率的影响Fig.8 Effects of NaHSO3 on the retention rate of polyphenols from Spirulina

2.3 抗氧化性测定

天然多酚具有一定的抗氧化能力[36]，可抑制单线态氧与自由基的活性，从而保护人体细胞和组织免受氧化损伤[37]。如图9 所示，对DPPH 实验结果进行统计学分析，结果表明三者对自由基的清除率具有显著性差异（P＜0.05），Phe-PS 和Phe-PS-Zein 清除自由基的活性高于Phe，且Phe-PS-Zein 对DPPH 自由基的清除能力高于Phe-PS。FRAP实验也表现出相同的趋势且差异显著（P＜0.05），这是因为Zein 中富含芳香族氨基酸如酪氨酸、苯丙氨酸和色氨酸，它们能够螯合过渡金属Fe3+，从而起到有效的抗氧化作用，使得Phe-PS-Zein 对Fe3+表现出优异的抗氧化保护能力[38]。

图9 Phe，Phe-PS 和Phe-PS-Zein 对DPPH 自由基清除力和对Fe3+的还原力Fig.9 DPPH scavenging activity and Ferric-reducing ability of Phe,Phe-PS 和Phe-PS-Zein

2.4 体外模拟消化测定

Phe 的体外生物利用率取决于溶解在胃肠道中的Phe 浓度[39]。如图10 所示，消化系统的水基环境限制了多酚的吸收与利用，SGF 期后，对照组的Phe释放量为28.97%±1.89%，而Phe-PS 和Phe-PSZein复合微胶囊颗粒中多酚的生物利用率分别为20.64%±1.09%和19.43%±0.77%，均低于游离多酚在SGF 期的生物利用率。实验结果表明，复合微胶囊颗粒能够控制SGF 阶段多酚的释放，尤其是Phe-PS-Zein，可能是Phe-PS-Zein 微胶囊颗粒表面Zein 和PS 的相互作用能够有效阻止微胶囊在胃环境中的降解，进而提高Phe 在SIF 期的生物利用率[40]。SIF 期后，Phe-PS 和Phe-PS-Zein 复合微胶囊颗粒中Phe 的生物利用率明显提高，分别为67.89%±1.89%和73.19%±2.04%，这是由于复合微胶囊颗粒在肠液中的解离和水解作用，促进了Phe 的释放。该结果也与之前关于体外消化过程中多酚生物可及性的研究一致[41]。综上所述，Phe-PS-Zein 在SGF 期降解程度较低，在SIF 期的生物利用度较高。

图10 Phe，Phe-PS 和Phe-PS-Zein 微胶囊颗粒的体外释放效果Fig.10 In vitro release profile of Phe,Phe-PS and Phe-PS-Zein

3 结论

本文制备了基于淀粉相的负载螺旋藻多酚的Phe-PS 微胶囊颗粒，并对其进行表征和稳定性分析。为了探究更稳定的螺旋藻多酚递送体系，利用反溶剂沉淀法制备了负载多酚的Phe-PS-Zein 微胶囊，通过DLS、FTIR、XRD、XPS、DSC 等技术对其结构进行了表征，并进行了稳定性和体外缓释作用的探究，比较了Phe-PS-Zein 与Phe-PS 两种复合微胶囊颗粒的稳定性、生物利用率等性能。主要结论如下：设计单因素实验对负载螺旋藻多酚的Phe-PSZein 微胶囊进行工艺优化，在芯壁比1:10，壁材比1:1，搅拌时间90 min，温度60 ℃和pH7 时有最高包埋率，达86.93%。比多孔淀粉单层壁材负载螺旋藻多酚得到的Phe-PS 微胶囊（芯材比1:10，温度80 ℃，磁力搅拌时间120 min，达到最佳包埋率60.29%）包埋效果更好。通过DLS、FTIR、XRD 和XPS 等技术对微胶囊结构进行了表征，并与游离的螺旋藻多酚进行比较。通过荧光光谱的分析，结果表明玉米醇溶蛋白-多酚复合体是在非共价作用力作用下形成的。XRD 和XPS 的图谱表明，添加Zein后晶体衍射峰强度有所降低，主要与Zein 的无定型结构有关。通过对DSC 分析和对抗氧化性、稳定性以及体外缓释效果的研究，比较了Phe-PS-Zein 与Phe-PS 两种微胶囊颗粒对螺旋藻多酚的保护效果，结果表明，Phe-PS-Zein 颗粒可以作为螺旋藻多酚的有效递送载体。