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《食品科学》:华南农业大学刘晓娟教授等:湿磨-喷雾制备虾青素微胶囊:载体油对其理化特性、稳定性和生物可及性的影响

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虾青素(AST)是一种天然存在的酮式类胡萝卜素,被誉为“超级抗氧化剂”,广泛应用于营养、药物和化妆品等行业。然而,AST分子结构具有高度不饱和的共轭双键及延伸的多烯链,其水溶性较差,导致生物可及性低;同时,该结构对环境因素高度敏感,在高温、光照、氧气等日常加工或储存条件下极易发生氧化降解和构型变化,极大地限制了其应用。因此,研究者们设计了乳液、微胶囊、脂质体等递送体系包封AST克服其固有的局限性,其中,微胶囊化技术使用较为广泛。采用乳化-喷雾干燥技术制备AST微胶囊具有较好的物化性质和稳定性,由于AST在油脂中的溶解度较低(约为0.1%),虽能部分改善AST稳定性,但仍普遍面临载量有限和油相氧化导致的品质下降等问题,难以同时满足高负载量与工业化生产的需求。

湿磨-喷雾干燥技术的核心优势在于其“纳米分散-快速固化”协同机制。首先,通过湿磨工艺将AST晶体破碎至纳米级,有利于提供更大的表面积,改善其物理稳定性和溶解性,并与亲水性壁材形成稳定悬浮液,避免油相引入导致的氧化风险;随后,喷雾干燥采用梯度温控策略,将研磨后的悬浮液在数秒内形成致密“核-壳”结构,转化为稳定性更高、更方便储存的微胶囊剂型,是提高脂溶性活性物稳定性和载量的有效策略。然而,湿磨体系通常无载体油,AST以晶体形式分散于壁材内,有报道提出该剂型可能会造成生物可及性偏低;常规的油脂溶解作用(直接接触油)有利于提高脂溶性活性成分的生物可及性;目前多项研究表明,与赋形剂乳液共摄入(间接接触油)的活性物生物可及性明显提高。因此,有必要系统研究在高载量AST微胶囊中,有/无载体油、油的接触形式对微胶囊理化特性、稳定性和生物可及性的影响。

近年来,无油运载体系(如纳米颗粒)已成为营养与医药领域的研究热点。影响AST纳米颗粒生物可及性的因素主要有粒径大小、AST存在形态、载体油的存在和接触形式。脂溶性活性成分通常需要在小肠阶段融入由胆盐、磷脂及甘油三酯消化产物等组成的混合胶束中,才能被上皮细胞吸收。然而,进一步研究证实,甘油三酯并非形成胶束的必需成分,胆盐、磷脂等表面活性剂均可单独或协同形成胶束或囊泡,有效促进脂溶性物质的吸收。最近的研究表明,经湿磨处理后的AST纳米晶体若粒径足够小(通常<250 nm),与纳米乳液相似,在进行胃肠道消化时,可因更大的比表面积而与消化酶、混合胆盐胶束接触更充分,纳米颗粒的尺寸效应有利于其被小肠绒毛上皮细胞(450 nm)吞噬,从而提高生物可及性,如包埋于辛烯基琥珀酸淀粉酯的无油型高负载叶黄素晶体在15 min内能够释放85%的叶黄素,具有快速溶解性和高生物可及性。因此,采用湿磨-喷雾干燥技术制备的无载体油AST微胶囊,或可通过纳米尺寸效应弥补无载体油体系的潜在不足,甚至在关键性能上超越含油体系,目前该方向的相关研究鲜见报道。

华南农业大学食品学院的陈佳玲、冯裕杰和刘晓*等人通过湿磨-喷雾干燥技术制备了无油(F1)和含油(F2)微胶囊,通过高压均质获得赋形剂乳液,并将其与湿磨获得的AST水胶体混合,后利用喷雾干燥技术制备含赋形剂乳液油微胶囊(F3),分别代表芯材AST无接触油、直接接触油和间接接触油,以物化性质、微观形态、差示扫描量热(DSC)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)和表观溶解度为指标,通过加热和储存表征其稳定性,同时使用体外模拟消化模型阐明各微胶囊的生物可及性,探究有/无载体油、油的接触形式对AST微胶囊的物化特性、稳定性和生物可及性的影响,旨在为开发高载量、高稳定性、高生物可及性的AST微胶囊递送体系提供坚实的理论基础,为其在功能食品、药品及水产饲料等领域的广泛应用提供指导价值。


1 AST微胶囊的基本特征

首先分析有/无载体油和油的接触形式对AST微胶囊基本特征的影响。粒径是影响微胶囊流动性、可压缩性、体积密度的重要参数。3 种微胶囊粒径分别为17.63(F1)、16.97 μm(F2)和18.90 μm(F3),达到工业可接受范围(<20 μm)。说明载体油的存在及其存在形式均不会导致微胶囊发生聚集现象,仍能维持较小粒径。此外,较低的水分含量有利于微胶囊长期储存,本研究中,3 种微胶囊均表现出低水分质量分数(F1:3.23%;F2:4.20%;F3:3.62%),低于吸湿临界值(5%)。其中,F2和F3微胶囊的含水量相对F1较高,可能是因为在喷雾干燥的过程中,油脂会对壁材的成膜性造成一定的影响,且在颗粒内部形成包裹结构,导致微胶囊内部的水分蒸发受到阻碍,水分含量更高;无油微胶囊则在喷雾干燥时表面形成了有效的吸湿层,有利于水分蒸发去除,更易形成均匀致密的颗粒。良好的流动性和快速溶解能力有利于微胶囊的应用。由表3可知,3 种微胶囊的休止角均小于40°,组间无显著差异(P>0.05),说明载体油的存在和接触形式不会影响微胶囊的流动性。同时,对微胶囊在水中的溶解时间进行测定,与F1微胶囊相比,含油的F2和F3微胶囊溶解时间相对更长,可能由于F1微胶囊外壳均为亲水性成分,溶剂可快速浸润外壳并进入内部,加速外壳的溶胀和溶解;含油微胶囊中的油相和其表面特性可能导致包裹过程中外壳材料更易在油-水界面聚集,形成更厚或更致密的外壳,因此完全溶解时间较长。


包封效率的提高有利于对芯材的保护,值得注意的是,3 种微胶囊的包封效率均高于98%,分别为98.36%(F1)、99.62%(F2)和99.58%(F3),说明本研究采用的壁材SSOS和二级壁材MD与SUC使微胶囊形成致密的外壳,对AST的包埋作用好。为确保微胶囊配方的一致性,无油F1微胶囊AST负载量最高(10.12%),其次为含油F2微胶囊(6.50%)和F3微胶囊(5.71%)。出现AST负载量差异的原因可能是F2和F3微胶囊中含有油脂,与无油体系相比整个体系由于油的加入而进行了一定的稀释,且在湿磨和喷雾干燥过程中易出现高温和油脂氧化等导致的AST降解情况,此外,由于F3微胶囊的制备过程较为复杂,中途也会有无法避免的损失产生。

综上,载体油的存在和接触形式在一定程度上会影响微胶囊的基本特性,其中,无油微胶囊F1在AST负载量、水分含量、溶解速度等方面表现更优,同时具备良好的流动性与包封效率,在日常储存、食品速释、功能强化及医药高剂量递送等应用场景中显示出潜在优势,为AST在长期储藏、食品速释、功能强化及医药高剂量递送等场景应用提供了理论依据。

2 AST微胶囊的形貌分析

利用SEM分别在3 000 倍和10 000 倍条件下对各微胶囊表面进行观察,以分析不同微胶囊的表面形态及其对流动性和包封效率。从图1可知,各微胶囊呈近球形,符合典型喷雾干燥颗粒的特征。微胶囊表面光滑、无明显的裂缝,表明湿磨-喷雾干燥技术能够形成结构完整的壁材包封层,获得优良的包封效率和流动性。其中,F1微胶囊表面相对更加光滑,这可能是由于微胶囊内部不含油脂,研究表明,不含油微胶囊的壁材通常能形成更均匀的膜;Xie Xiaodong等使用海藻糖和变性淀粉湿磨包封白藜芦醇也获得了更为光滑的微胶囊粉末。F2和F3微胶囊由于内部含有油脂,表面有轻微凹陷产生,且F2微胶囊表面凹陷相对更明显,这可能是因为油脂与水胶体和AST共研磨形成均一体系,因此油脂对微胶囊表面形貌产生一定影响,F3微胶囊中的油脂以赋形剂乳液形式在湿磨后加入混合,未经历共研磨,因此对微胶囊表面形貌影响较小。


结合前述对微胶囊流动性和包封效率的分析,在本研究中,微胶囊中油的存在和存在形式并未对其表面形态、包封效率和流动性产生明显影响,因此,不含载体油包裹AST能形成高包封高流动性的微胶囊,有利于其在食品、药品等领域的应用。

3 DSC分析

通过分析各种原材料和微胶囊的热谱图,明确壁材与芯材物质的相容性,进一步明晰包封效果。由图2可见,SUC在90 ℃左右具有一个较小的吸热峰,这与微胶囊中水分的流失和蒸发有关,195 ℃处的吸热峰是SUC的熔点。SSOS和MD分别在127 ℃和132 ℃处有一个宽吸收峰,这是由于结合水蒸发吸收能量,同时在273 ℃和231 ℃处的吸收峰分别对应SSOS和MD的熔点。AST的吸热峰在230 ℃处,与晶体结构的熔点相对应。在形成微胶囊后,未在230 ℃处观察到明显的AST特征峰,证实了AST被壁材成功覆盖,形成包合物,且峰强度为F2<F3<F1,说明F2微胶囊对AST的包封效果相对最好,这与前述结果相符。此外,F3微胶囊在253 ℃处有一个较大的放热峰,可能源于其非晶态组分在升温过程中的冷结晶行为,研究表明,物质的晶体形态对其高温热行为具有决定性影响,当物质处于分子链自由度高的非晶态时,其在升温过程中会发生分子链重排与结晶,这一过程被称为“冷结晶”,并伴随明显的热释放。因此,该放热峰表明F3微胶囊中的非晶态成分在升温过程中发生了有序化转变,而F1和F2没有明显的放热峰,其根源在于壁材与芯材通过湿磨工艺形成了高强度的分子间作用网络,这种强相互作用会约束分子链的自由度,缺乏可发生重排的动力学条件。这些结果表明,各微胶囊均具备较高包封效率,且是否含油和油的存在状态对包封效率无显著影响,AST微胶囊稳定性良好;进一步分析显示,湿磨无油F1与油共研磨F2微胶囊的壁材-芯材结合强度更优。



4 FTIR分析

FTIR分析是证实微胶囊成功包封及组分间相互作用的关键证据。通过追踪特征峰的变化,可以揭示芯材与壁材之间的相互作用。AST及微胶囊样品的FTIR如图3所示。AST的红外光谱呈现多个特征吸收峰:3 496.1 cm-1处为六元环结构中O—H的伸缩振动,2 916.2 cm-1和2 860.8 cm-1分别归属于—CH3和C—H的伸缩振动,1 652.9 cm-1处的吸收峰对应于C=O伸缩振动,1 549.4 cm-1处为C=C伸缩振动,而969.5 cm-1则源于共轭结构中C—H的疏水性伸缩振动。壁材包覆AST后,AST 3 496.1 cm-1处的O—H吸收峰变宽且分别红移至3 366.8(F1)、3 366.6 cm-1(F2)和3 366.8 cm-1(F3),表明壁材与AST之间发生了相互作用并形成了氢键;此外,AST在2 916.2 cm-1处—CH3峰变小变弱,说明该官能团在微胶囊中减少或消失;同时,F1微胶囊中2 860.6 cm-1处C—H拉伸振动引起的特征峰基本消失,F2和F3微胶囊C—H特征峰变小变弱,F1微胶囊在1 652.9 cm-1处C=O峰变小,F2和F3微胶囊的C=O峰发生红移并变小,说明所需的能量变少,基团不稳定;各微胶囊1 549.4 cm-1处C=C峰变小或消失,此外,969.5 cm-1处C—H峰也基本消失,这些都表明AST中各种基团的伸缩振动受限,说明AST被壁材包覆,此外,明显可以观察到,在有油加入的F2和F3微胶囊中C=O和C=C键发生明显的红移现象,说明包封的AST可能和油发生了一定的化学反应。综上所述,油的存在和接触形式未影响微胶囊的包封效果,AST微胶囊均具有较好的稳定性和包封效率。


5 XRD分析

通过XRD评估了单个成分和粉状微胶囊的相对结晶度。由图4可知,未包封的AST和SUC是高度结晶状态,衍射峰呈明显的针状,相对结晶度分别为92.55%和92.26%,SSOS和MD的衍射峰均未见明显的尖峰,揭示了它们的非晶态特性。各微胶囊的相对结晶度分别为5.65%(F1)、3.34%(F2)和8.61%(F3),远低于未包封的AST晶体和SUC,表明在湿磨的过程中,高剪切力使AST和SUC从晶体态转变为无定形态。同时,微胶囊中AST与SSOS和MD之间存在氢键和疏水相互作用,形成分子级分散体系,也可能诱导了AST晶体结构的转变,导致结晶度显著下降。然而,微胶囊仍表现出较弱的衍射峰和较低的结晶度,这可能是因为壁材的存在虽然阻止了AST晶体的团聚,但少部分AST仍以亚微米晶体形式分散,使用辛烯基琥珀酸淀粉酯变性淀粉湿磨包封β-胡萝卜素时也观察到类似现象。其中与油共研磨的微胶囊F2具有最低的相对结晶度,加入赋形剂乳液制备的F3微胶囊,其相对结晶度高于F1和F2微胶囊。这可能是因为在共研磨条件下,一部分微胶囊以细小晶体结构存在,另一部分AST则完全溶解于油中,结晶度相对无油F1微胶囊进一步降低;F3微胶囊虽然经过了湿磨的步骤,但其中大部分用于稳定体系中AST细小晶体的水胶体被用来制备赋形剂乳液后加入,因此无法像F1和F2微胶囊一样使AST晶体在充足的水胶体中均匀分散,导致晶体部分聚集,结晶度较高。


综上,各微胶囊均具有较低的结晶度,且无油F1和油共研磨F2微胶囊结晶度相对更低,表明AST大部分以分子态或纳米晶形式分散,无聚集现象产生,研究表明,当晶体足够小时,包埋于辛烯基琥珀酸淀粉酯淀粉中的无油型高载量叶黄素晶体具有快速溶解性和高生物可及性。因此,本研究中通过湿磨-喷雾干燥技术获得包封纳米晶体形态F1和F2微胶囊,有利于提高AST的溶解性,并且在消化过程中能够进一步提高其胶束化效率和生物可及性,促进消化吸收。

6 AST微胶囊的表观溶解度

表观溶解度是评估微胶囊递送效率的关键指标,直接影响活性成分的生物可及性和实际应用效果。3 种AST微胶囊和游离AST粉末在磷酸盐缓冲液(pH 6.8)中的表观溶解度如图5所示。游离AST粉末在PBS中的表观溶解度极低(0.51 μg/mL),严重制约了其在食品与医药领域的应用潜力。结合湿磨-喷雾干燥和高压均质技术制备的3 种不同油含量和存在形式的AST微胶囊表观溶解度均显著高于游离AST粉末(P<0.05),F1、F2和F3微胶囊表观溶解度分别是游离AST粉末的6.41、2.78 倍和2.76 倍,这说明通过湿磨能够进一步降低AST粉末的粒径,使得AST晶体以细小微粒分散在PBS中,且SSOS的空间位阻作用抑制了晶体的聚集,进而提高了其表观溶解度,另有研究也证实了当药物颗粒的粒径降至纳米级范围时,由于纳米颗粒的强曲率,溶解度增加。值得注意的是,无油微胶囊(F1)的表观溶解度是油共研磨F2微胶囊的2.30 倍和赋形油F3微胶囊的2.32 倍,一部分原因可能是因为相同质量下F1微胶囊的AST含量较高,因此表观溶解度较高;另一部分可能是因为无油微胶囊含有大量水溶性壁材,在缓冲液中能够快速浸润溶解,且湿磨能够使AST晶体粒径变小,形成稳定的悬浮液,表观溶解度提高;而F2和F3微胶囊中油的存在改变了微胶囊的结构稳定性,油相与缓冲液之间存在明显的界面张力,会削弱微胶囊在缓冲液中的浸润和溶解。



因此,通过湿磨获得纳米级的AST有利于AST微胶囊表观溶解度的提高,且无油微胶囊具有显著优势,有利于AST微胶囊在体内的消化吸收。

7 AST微胶囊分散液和微胶囊再水化分散液的基本特征

微胶囊化技术的核心挑战在于实现喷雾干燥前乳液与喷雾干燥后再水化分散液之间的结构一致性,以确保芯材在加工与储存过程中的稳定性和功能释放效率。研究表明,粒径处于200~500 nm范围内的微胶囊分散液能够显著提高AST的稳定性和吸收效率。由图6可知,不同微胶囊分散液经高剪切力研磨后粒径较小,在460~500 nm之间,其中,无油F1微胶囊的粒径最小(461.91 nm),含油F2微胶囊乳液(497.75 nm)与间接接触油的F3微胶囊乳液(492.54 nm)之间粒径没有显著变化(P>0.05),载体油的存在增大了乳液的粒径。进一步对不同微胶囊分散液微观结构进行观察,发现大部分AST以细小晶体结构存在,未发生明显的聚集现象;在偏光显微镜下观察,F2和F3微胶囊乳液中AST晶体的存在相对减少,说明有一部分AST晶体在共研磨油/赋形剂乳液中溶解。因此,载体油的存在和接触形式不会导致AST晶体大量聚集,微胶囊分散液稳定性良好。





再水化分散液的稳定性对生物可及性至关重要,亚微米级颗粒(<500 nm)可高效穿透小肠上皮细胞屏障。因此,有必要探究微胶囊再水化分散液的粒径变化。结果表明,复水后F1和F2微胶囊再分散液粒径与喷雾干燥前相比变小,且F1微胶囊再分散液粒径最小(420.83 nm),F2次之(441.28 nm),F3微胶囊再分散液粒径(501.37 nm)相对变大,该现象可能与制作工艺有关,F1和F2微胶囊均通过湿磨制备悬浮液,F2微胶囊中的油与AST和水胶体共研磨,因此形成较稳定的均一形态,复水稀释后粒径甚至进一步降低,前人通过湿磨制备的高负载白藜芦醇微胶囊再分散液具有较小粒径(204.70 nm),也进一步佐证湿磨对悬浮液粒径的影响,F3微胶囊是在湿磨后与赋形剂乳液混合再喷雾,没有经过共研磨的过程,AST微胶囊悬浮液和赋形剂乳液间形成的体系无法支撑其在复溶稀释后充分分散。总体而言,由于AST经湿磨后以非晶体或细小晶体形式存在且不易聚集,所有微胶囊再分散液均表现出较好的稳定性,其中F1和F2因其较小的粒径更有利于机体的消化与吸收。

8 AST微胶囊和微胶囊再水化分散液的稳定性

8.1 热稳定性

微胶囊的热稳定性直接决定了活性成分在高温加工及储存过程中的保留效率,是评价其工业化应用潜力的核心指标。如图7所示,在100 ℃极端条件下的加速稳定性评估中,与游离AST相比,3 种微胶囊均具有优异的热稳定性,热处理0 h后AST保留率分别为65.23%(F1)、66.35%(F2)和75.85%(F3),是游离AST的1.62、1.65倍和1.88倍;其中F1和F2微胶囊经过较长时间的研磨和喷雾干燥后,AST能够实现完全包封,稳定性较好,与前人研究相符,以赋形剂乳液形式引入油脂的F3微胶囊稳定性最好,这可能是因为在赋形剂乳液中,通过高压均质将油相较好地包封在水相中,再与湿磨后的AST悬浮液混合,起到双重包覆的效果,稳定性优良。3 种微胶囊再水化分散液同样具有较高的热稳定性,处理10 h后AST保留率分别为82.02%(F1)、69.25%(F2)和58.74%(F3),AST保留率是游离AST的2.04、1.70 倍和1.46 倍,说明微胶囊再水化后壁材仍对AST起到较好的包封和保护作用,避免AST大量降解。其中,复溶后F3微胶囊的稳定性相对稍差,这可能是因为微胶囊分散在水中后,含油微胶囊形成不稳定的微胶囊乳液,体系受到一定的破坏,且高温油脂易氧化,导致AST降解。




综上,在热处理条件下,3 种微胶囊及其再水化分散液均表现出良好的稳定性。其中,F3微胶囊因其内部油脂被有效包封,在微胶囊时显示出优良的稳定性;然而再水化后,由于体系状态发生改变,其再分散液的稳定性有所下降。相比之下,无油微胶囊在热处理过程中具有一定的稳定性优势。

8.2 储存稳定性

进一步通过长期稳定性实验,研究不同油含量和存在状态AST微胶囊和微胶囊再水化分散液在4 ℃/常温、无光照无氧气下储存的AST保留率。如图8所示,各微胶囊在长达210 d的储存过程中AST保留率曲线趋势平稳,4 ℃条件下的保留率分别为83.73%(F1)、79.87%(F2)和78.17%(F3),高于未包封AST(72.03%)。常温条件下AST的保留率分别为81.01%(F1)、76.38%(F2)和75.29%(F3),同样明显高于未包封AST(68.35%)。可见AST在微胶囊中稳定性显著提升,证实SSOS壁材通过玻璃态转化抑制氧气渗透,其中,无油F1微胶囊的AST保留率在4 ℃和常温条件下均高于含油微胶囊,分别是F2微胶囊AST保留率的1.04 倍和1.06 倍,F3微胶囊的1.07 倍和1.08 倍,这可能是因为含油微胶囊在储存过程中油脂氧化导致AST降解较快,因此,无油微胶囊在长期储存中具有显著稳定性优势,有利于其在各领域应用。






由于游离AST是脂溶性,无法在水中分散均匀,制备成微胶囊后有利于AST的再水化分散,便于后续的水剂应用。因此,仅对3 种微胶囊再水化分散液进行储存稳定性测定。在长达70 d的储存下,再水化分散液体系中AST保留率依然保持较高水平(>78%)。在4 ℃储存下,各分散液AST保留率分别为88.62%(F1)、85.95%(F2)和80.14%(F3);在常温储存,保留率分别为85.09%(F1)、80.98%(F2)和78.40%(F3),其中,无油F1微胶囊再分散液在两种储存情况下均具有较高的稳定性,F2和F3微胶囊再分散液稳定性相对稍差,凸显出无油微胶囊再分散液的储存优势。由此可见,AST微胶囊再水化后同样具有高稳定性,且无油和低温下再分散液储存优良,这归因于无油体系从根源上防止了油脂氧化导致的AST降解以及低温抑制液-固界面氧化。

综上,各AST微胶囊及其再分散液具有良好的储存稳定性,且无油微胶囊稳定性更佳,在生产应用中,可根据实际应用要求选择微胶囊的含油情况,其中,微胶囊粉剂适用于长期仓储情况,再分散液则可拓展至液态使用场景,为AST多形态应用提供精准解决方案。

9 AST微胶囊的生物可及性

生物可及性指活性成分从食品基质中释放后在胃肠道被吸收的部分。通常认为,脂溶性营养物质需在小肠内与胆盐、磷脂及游离脂肪酸等共同形成混合胶束,才能有效通过肠上皮细胞屏障,被人体吸收利用。传统上,无油微胶囊因其释放特性和溶解行为限制,常被视为生物可及性较低的递送体系。因此,通过体外模拟消化实验测定无油F1微胶囊和含油的F2、F3微胶囊的生物可及性,研究油脂的存在和形式对AST消化吸收的影响。由图9可知,3 种微胶囊的生物可及性均显著高于游离AST(0.57%),分别为11.37%(F1)、12.59%(F2)和9.70%(F3),是游离AST的19.95、22.09 倍和17.02 倍;其中,不含油的F1微胶囊也能达到与含共研磨油的F2微胶囊相近的生物可及性。另有研究也表明,包埋在变性淀粉中的无油型高载量β-胡萝卜素晶体具有较高的生物可及性。这可能是因为甘油三酯的消化产物是构成混合胆盐胶束的重要成分之一,但不是必需成分。胆盐、磷脂及其他小分子表面活性剂都可以协同或单独形成胶束或囊泡,提高难溶性分子的生物可及性。其中,F3微胶囊的生物可及性相对稍低,F1和F2微胶囊的生物可及性是F3微胶囊的1.17 倍和1.30 倍,这可能是因为其微胶囊再分散液粒径相对较大(501.37 nm),且油脂在胃、肠道消化系统中自发团聚形成较大脂滴,在离心条件下部分脂滴沉淀,难以被包裹进入胶束相中,相比之下,F1和F2微胶囊再分散液的粒径较小,能够形成混合胶束被顺利吸收。



10 结论

本研究探究了有/无载体油和接触形式对AST微胶囊物化性质和生物可及性的影响。结果表明,与含油的F2和F3微胶囊相比,无载体油F1微胶囊具有最高的AST负载量(10.12%),包封率高达98.36%。SEM、DSC、FTIR和XRD结果表明微胶囊表面光滑,包覆良好,适用于各种高载量递送场景。该微胶囊粒径较小,水分质量分数最佳(3.23%),不易受潮霉变,流动性优良,溶解度好;且F1微胶囊的表观溶解度是游离AST、F2和F3微胶囊的2.30~6.41 倍,再水化后悬浮液粒径可恢复至喷雾干燥前水平,适用于快速释放场景。100 ℃高温、常温和4 ℃条件下储存微胶囊和再分散液,无油F1微胶囊展现出最好的热稳定性和长期储存稳定性。此外,F1微胶囊生物可及性高达游离AST的19.95 倍,同时是2 种载体油微胶囊的1 倍以上,展现出良好的消化吸收特性。因此,通过湿磨-喷雾干燥法制备的无油AST微胶囊在多项性能上均显著优于含油体系。该研究将有效解决无载体油AST微胶囊生物可及性低以及含油微胶囊在生产和储存过程中稳定性差的关键问题,降低AST在加工和储运过程中的损耗,延长产品货架期,有望开辟功能性成分高效递送的新路径,对促进AST在食品、药品和水产行业的应用具有重要意义。

作者简介

通信作者:


刘晓娟,华南农业大学食品学院教授。2008年博士毕业于暨南大学。2015年7月至2016年7月,国家公派到美国马萨诸塞州立大学(全美博士学科点食品排名第一)做访问学者一年,主要从事食品功能因子活性评价及作用机理、食品生物化学与分子生物学、递送体系提高活性物的生物利用率、功能食品研发等领域的研究工作。广东省高等学校“千百十工程”校级培养对象,华南农业大学2020年“三育人”教书育人先进个人、华南农业大学“第一批卓越青年教师百人计划、”华南农业大学“青年骨干教师”,广东省企业科技特派员、农村科技特派员。在教学方面,系统讲授《食品化学》、《功能食品学》等课程,负责省级一流(课程思政)本科课程;在科研方面,近年来,主持2 项国家自然科学基金项目、1 项教育部博士点基金项目、4 项广东省自然科学基金项目、1 项广东省科技计划项目、1 项广州市重点研发项目、1 项广州市科技计划项目、1 项广东省教育厅项目、5 项企业横向课题等十多个项目,主要参与国家级、省市级各类项目30多项;以第一作者和通信作者发表论文40多篇,其中SCI&EI收录30多篇;申请国家发明专利6 项。

第一作者:


陈佳玲,华南农业大学硕士,研究方向为食品化学及功能性食品。

引文格式:

陈佳玲, 冯裕杰, 赵凯欣, 等. 湿磨-喷雾干燥制备虾青素微胶囊: 载体油对其理化特性、稳定性和生物可及性的影响[J]. 食品科学, 2026, 47(7): 89-100. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20250926-216.

CHEN Jialing, FENG Yujie, ZHAO Kaixin, et al. Astaxanthin microcapsules prepared by wet milling and spray drying: effect of carrier oil on their physicochemical properties, stability, and bioaccessibility[J]. Food Science, 2026, 47(7): 89-100.(in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-20250926-216.

实习编辑:俞逸岚;责任编辑:张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网





为了帮助食品及生物学科科技人员掌握英文科技论文的撰写技巧、提高SCI期刊收录的命中率,综合提升我国食品及生物学科科技人员的高质量科技论文写作能力。中国食品杂志社拟定于2026年8月13—14日在安徽合肥举办“第13届食品与生物学科高水平SCI论文撰写与投稿技巧研修班”,为期两天。


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为系统提升我国食品营养与安全的科技创新策源能力,加速科技成果向现实生产力转化,推动食品产业向绿色化、智能化、高端化转型升级,由北京食品科学研究院、中国食品杂志社《食品科学》杂志(EI收录)、中国食品杂志社《Food Science and Human Wellness》杂志(SCI收录)、中国食品杂志社《Journal of Future Foods》杂志(ESCI收录)主办,合肥工业大学、安徽省食品行业协会、安徽大学、合肥大学、合肥师范学院、北京工商大学、中国科技大学附属第一医院临床营养科、安徽粮食工程职业学院、皖西学院、滁州学院、蚌埠学院共同主办的“ 第六届食品科学与人类健康国际研讨会 ”,将于 2026年8月15-16日(8月14日全天报到) 在 中国 安徽 合肥 召开。


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为对标农业农村部2035年科技规划及“十四五”“十五五”发展方向,推动农产品加工与储运的工程化、智能化、绿色化升级,由湖南省农业科学院、湖南农业大学、北京食品科学研究院、国际食品科技联盟(IUFoST)、中国农业大学、岳麓山工业创新中心主办,湖南大学、中南林业科技大学、长沙理工大学、湖南中医药大学、湘潭大学、岳麓山实验室协办,中国食品杂志社、洞庭实验室、湖南省食品科学技术学会、湖南省农产品加工与质量安全研究所、湖南农业大学食品科学技术学院、Springer Nature-《Agricultural Products Processing and Storage》杂志承办的“第二届农产品加工与食品制造国际学术研讨会—创新引领绿色智造,AI赋能科技进步”,将于2026年9月19-20日(9月18日会议报到)在中国 湖南 长沙召开。


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