陳美妙，王浩楠，邱哲瀚，肖 杰,2,*

（1.華南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，廣東 廣州 510642；2.廣東省功能食品活性物重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東 廣州 510642）

近年來，類胡蘿卜素、黃酮類化合物、花色苷及生物皂苷等植源活性物被廣泛應(yīng)用于功能食品的開發(fā)中。然而，部分植源活性物在食品加工貯存時(shí)受光照、溫度等條件影響，容易出現(xiàn)氧化、異構(gòu)化等活性降低現(xiàn)象。經(jīng)口攝入后，部分敏感活性物易在胃腸道環(huán)境中降解失活，此外，溶解度低、分散性差、代謝速度快及小腸吸收轉(zhuǎn)運(yùn)效率低、非靶吸收部位釋放等問題都限制了植源活性物經(jīng)口攝入后的健康效應(yīng)。遞送體系是指在空間、時(shí)間和劑量等方面調(diào)控物質(zhì)在生物體內(nèi)吸收分布的技術(shù)體系。針對(duì)活性物功效發(fā)揮的限制性因素所特異性設(shè)計(jì)的遞送體系能夠在恰當(dāng)?shù)臅r(shí)間將一定劑量的活性物遞送到目標(biāo)位點(diǎn)，提高活性物在靶標(biāo)的吸收效率，達(dá)到穩(wěn)態(tài)化、增效遞送效果，改善活性物在生物體內(nèi)的健康效應(yīng)。

目前，根據(jù)形態(tài)結(jié)構(gòu)，遞送體系可劃分為納米顆粒、脂質(zhì)體、乳液、微膠囊、凝膠等多種類型。其中，乳液基遞送體系是指兩種互不相溶的液體在外力以及表面活性物質(zhì)存在條件下，其中一相以小液滴狀態(tài)分散在另一連續(xù)相中所形成的非均相分散體系。乳液基遞送體系制備過程簡單，采用高速剪切、高壓均質(zhì)、微射流、超聲波處理等多種方式均可制備。且乳液油相能顯著提高疏水性植源活性物的溶解度和分散性，對(duì)于易受外部環(huán)境如光照、氧氣或胃腸道環(huán)境等因素影響的敏感活性物，乳液體系可對(duì)其起到保護(hù)性遞送的作用，減少活性物在外部環(huán)境或胃腸道環(huán)境中的降解。乳液體系更為突出的增效遞送優(yōu)勢在于：乳液基遞送體系進(jìn)入小腸后迅速被胰酶水解，所釋放的游離脂肪酸能與膽鹽、磷脂等形成親水頭疏水尾結(jié)構(gòu)的膠束，疏水性植源活性物能負(fù)載于其中，從而提高活性物的跨腸膜吸收轉(zhuǎn)運(yùn)效率；同時(shí)乳液基遞送體系還可通過增強(qiáng)活性物與乳糜微粒的結(jié)合程度或提高M(jìn)細(xì)胞對(duì)活性物的吸收效率進(jìn)而提高活性物的淋巴轉(zhuǎn)運(yùn)效率、降低肝臟的首過效應(yīng)。此外，利用乳液基遞送體系調(diào)節(jié)植源活性物在腸道中的釋放及黏附行為調(diào)控活性物與腸道菌群之間的互作過程，能有效改善活性物的健康效應(yīng)?；谏鲜鰞?yōu)勢，乳液基遞送體系一直是極具開發(fā)應(yīng)用潛力的功能食品制劑。本文主要總結(jié)乳液基遞送體系的種類及優(yōu)勢，并系統(tǒng)綜述乳液基遞送體系對(duì)活性物的增溶效果、釋放吸收特性及腸道菌群互作過程等的影響研究。

1 植源活性物遞送的必要性

植源活性物是指存在于植物中并對(duì)機(jī)體生理功能或健康效應(yīng)產(chǎn)生調(diào)控作用的微量或少量物質(zhì)，又稱植物性保護(hù)物質(zhì)或植化活性物。據(jù)估計(jì)，植物能產(chǎn)生20多萬種代謝物，除初級(jí)代謝物（碳水化合物、脂類和氨基酸）外，還能合成各種各樣的次級(jí)代謝物，這些物質(zhì)被廣泛應(yīng)用于制藥、農(nóng)化、食品添加劑等領(lǐng)域。目前市場上超過60%的抗癌藥物和66%的抗菌化合物（包括抗菌、抗真菌和抗病毒化合物）均為植源活性物。表1列舉了多種植源活性物的主要來源、功效及其作用機(jī)制。

表1 植源活性物的來源、功效及其作用機(jī)制Table 1 Sources, bioactivities and action mechanisms of phytochemicals

植源活性物具有強(qiáng)大的生理功效，但部分植源活性物溶解度低、腸道滲透性差，導(dǎo)致其生物利用度較低，無法在生物體內(nèi)發(fā)揮應(yīng)有的健康效應(yīng)。生物制藥分類系統(tǒng)（biological pharmaceutical classification system，BCS）根據(jù)物質(zhì)的溶解度和滲透性這兩類影響物質(zhì)生物利用度的因素將活性物分為4 類（表2）。I類活性物溶解度高且在腸上皮細(xì)胞膜上具有較高的滲透性，其生物利用度不受溶解度和滲透性的限制，這類活性物一般能在生物體內(nèi)發(fā)揮良好的健康效應(yīng)；II類活性物溶解度低，但腸道滲透性較高，大部分脂溶性活性物屬于這一類，通過乳液基遞送體系的包埋遞送即可有效提高這一類物質(zhì)的溶解度，從而改善活性物的健康效應(yīng)；III類活性物溶解度高，但在腸上皮細(xì)胞膜上滲透性低，大部分親水性活性物屬于這一類，可通過與增加細(xì)胞膜通透性的物質(zhì)（如卵磷脂等）共同遞送提高其健康效應(yīng)；IV類活性物溶解度低且腸道滲透性差，需要通過脂質(zhì)給藥系統(tǒng)遞送或與增強(qiáng)細(xì)胞膜通透性的物質(zhì)共同遞送等多種機(jī)制聯(lián)用最終改善活性物的健康效應(yīng)。

表2 BCS對(duì)活性物的分類Table 2 Classification of active substances by the biological pharmaceutical classification system (BCS)

近年來，智能化設(shè)計(jì)遞送增效體系對(duì)植源活性物進(jìn)行包埋并探究遞送體系對(duì)活性物健康效應(yīng)的調(diào)控作用已成為研究熱點(diǎn)。由表2可知，溶解度和/或腸道滲透性差可導(dǎo)致植源活性物生物利用度低，而較低的生物利用度將進(jìn)一步影響植源活性物的健康效應(yīng)，此外，胃腸道穩(wěn)定性差、代謝速率快或腸道菌群互作效率低均會(huì)影響活性物在生物體內(nèi)的消化、吸收、分布及代謝等各生理過程。提高植源活性物健康效應(yīng)正是遞送體系設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)，而乳液基遞送體系能夠通過下列一種或幾種方式提高植源活性物的機(jī)體健康效應(yīng)：1）利用油相作為溶解介質(zhì)提高疏水性活性物在體內(nèi)外的溶解度，合理設(shè)計(jì)體系粒徑以改善活性物在胃腸道的分散性；2）將植源活性物負(fù)載于乳液基遞送體系分散相中，提高活性物在長期貯存或胃腸道環(huán)境中的穩(wěn)定性，達(dá)到保護(hù)性包埋遞送的效果，同時(shí)還能利用具有黏附、膠凝特性的聚合物（殼聚糖、果膠、海藻酸鈉等）控制活性物在生物體內(nèi)的時(shí)滯性釋放和特異性黏附；3）利用特定的表面活性劑作為乳液界面穩(wěn)定劑能夠增強(qiáng)細(xì)胞膜通透性，且乳液在小腸消化過程中形成的膠束能有效提高活性物在腸上皮細(xì)胞處的吸收轉(zhuǎn)運(yùn)效率；4）增強(qiáng)活性物在腸上皮細(xì)胞內(nèi)與乳糜微粒的結(jié)合程度，具有合適粒徑范圍、界面電勢的乳液液滴能直接被M細(xì)胞胞吞，提高活性物的淋巴轉(zhuǎn)運(yùn)效率避免肝臟首過效應(yīng)；5）乳液基遞送體系可對(duì)植源活性物在生物體內(nèi)的時(shí)滯性釋放及特異性黏附特性進(jìn)行調(diào)控，影響活性物與腸道菌群的互作效率進(jìn)而改善活性物的健康效應(yīng)。

2 不同乳液基遞送體系的特點(diǎn)及優(yōu)勢

乳液由兩種互不相溶的液體組成，是其中一種以液滴形式分散于另一種連續(xù)相液體中形成的分散體系。根據(jù)相組成的不同，乳液通?？梢苑譃樗托停∣/W）和油包水型（W/O）兩種。乳液基遞送體系制備工藝簡單，且能有效調(diào)控活性物在生物體內(nèi)的穩(wěn)定性、吸收轉(zhuǎn)運(yùn)及腸道菌群互作效率等多種生理途徑。圖1展示了部分乳液基遞送體系的結(jié)構(gòu)示意圖，本文對(duì)納米乳液、微乳液、皮克林乳液、雙乳液、W/W乳液、乳液凝膠等多種類型乳液基遞送體系的特點(diǎn)、優(yōu)勢及對(duì)植源活性物的遞送研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

圖1 部分乳液基遞送體系結(jié)構(gòu)示意圖Fig. 1 Schematic diagrams of emulsion-based delivery systems

2.1 納米乳液

納米乳液是由水、油和乳化劑組成的，具有各向同性的熱力學(xué)穩(wěn)定體系，液滴粒徑通常在10～1 000 nm之間。納米乳液液滴尺寸小且分布均勻，在貯存時(shí)不易發(fā)生聚集、沉降、絮凝或分層，具有良好的貯存穩(wěn)定性，且較小的液滴尺寸能提高胰酶在乳液界面處的吸附效率，提高脂質(zhì)消化速率，改善其所負(fù)載活性物的生物利用度。Singh等的研究表明，與白藜蘆醇懸浮液相比，經(jīng)納米乳液負(fù)載后白藜蘆醇的口服生物利用度提高430%，明顯改善了白藜蘆醇的體內(nèi)健康效應(yīng)。同樣地，Zhang Man等研究發(fā)現(xiàn)，與多甲氧基黃酮懸浮液相比，經(jīng)納米乳液負(fù)載后多甲氧基黃酮的生物可及性得到明顯改善，而這一改善效果與納米乳液較小的液滴尺寸引起脂質(zhì)消化程度的提高有關(guān)。此外，有研究表明納米乳液能夠改善細(xì)胞膜通透性或打開細(xì)胞間緊密連接，提高物質(zhì)跨膜運(yùn)輸效率，最終影響活性物的生物利用度。Li Yongjiang等制備了負(fù)載黃連素的納米乳液，并通過采用Caco-2細(xì)胞單層膜模型研究經(jīng)納米乳液負(fù)載后黃連素的細(xì)胞膜滲透率，研究發(fā)現(xiàn)，納米乳液能夠提高黃連素在腸道內(nèi)的被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)效率，從而改善黃連素在腸道中的吸收效率。此外，有研究表明，與桔皮素懸浮液相比，經(jīng)納米乳液負(fù)載后桔皮素對(duì)小鼠腫瘤發(fā)生相關(guān)蛋白表達(dá)的調(diào)控作用更顯著，能更加有效地改善桔皮素的健康效應(yīng)。

2.2 微乳液

微乳液是由表面活性劑及一定比例的水相、油相在環(huán)境誘導(dǎo)或自發(fā)條件下形成的透明的熱力學(xué)穩(wěn)定體系，其液滴粒徑通常分布在20～200 nm之間。作為一種液體遞送系統(tǒng)，微乳液具有熱力學(xué)穩(wěn)定性好、制備工藝簡單、對(duì)親脂和親水性活性物均有較高增溶能力等優(yōu)點(diǎn)。微乳液不僅能提高活性物的溶解度，而且能降低敏感活性物在光照、氧氣等環(huán)境中的降解程度。馬雪松等利用W/O型微乳液負(fù)載紫甘薯色素，成功解決了紫甘薯色素由于油溶性差而限制其作為食品色素使用的問題。Uchiyama等發(fā)現(xiàn)經(jīng)微乳液負(fù)載后，輔酶Q的溶解度得到較大程度改善。-亞麻酸水溶性低、氧化穩(wěn)定性差，Chen Boru等利用微乳液對(duì)-亞麻酸進(jìn)行包埋，發(fā)現(xiàn)-亞麻酸經(jīng)包埋后的抗氧化能力提高80%左右。此外，微乳液較小的液滴尺寸能夠增加活性物的溶解度或改善活性物在腸上皮細(xì)胞和淋巴轉(zhuǎn)運(yùn)吸收效率進(jìn)而影響活性物的健康效應(yīng)。Tang Tiantian等利用微乳液負(fù)載葛根素并通過乳糜微粒流阻斷法研究微乳液的淋巴轉(zhuǎn)運(yùn)情況，研究發(fā)現(xiàn)葛根素在生物體內(nèi)主要通過淋巴途徑進(jìn)行吸收并最終發(fā)揮其健康效應(yīng)。石明芯等研究吳茱萸堿經(jīng)微乳液負(fù)載后在SD大鼠體內(nèi)的吸收情況，發(fā)現(xiàn)微乳液能夠延長吳茱萸堿的作用時(shí)間、提高其胃腸道吸收效率從而改善吳茱萸堿的健康效應(yīng)。

2.3 皮克林乳液

皮克林乳液是指利用具有適當(dāng)表面潤濕性的固體顆粒作為界面穩(wěn)定劑從而形成的O/W或W/O型乳液。與由小分子表面活性劑穩(wěn)定的傳統(tǒng)乳液相比，皮克林乳液具有獨(dú)特優(yōu)勢：界面吸附過程為不可逆吸附過程，并具有突出的抗乳液聚結(jié)、抗奧氏熟化穩(wěn)定性，獨(dú)特的流變特性以及穩(wěn)定大液滴尺寸或高內(nèi)相乳液的能力。皮克林乳液可采用食品級(jí)固體顆粒作為穩(wěn)定劑以滿足消費(fèi)者對(duì)綠色消費(fèi)的需求，因此皮克林乳液近年來在食品領(lǐng)域的基礎(chǔ)及應(yīng)用研究越發(fā)廣泛。馮鑫等研究發(fā)現(xiàn)高黏彈性的皮克林乳液可顯著降低-胡蘿卜素的光降解率，體系經(jīng)30 d的貯藏（4 ℃）后-胡蘿卜素保留率仍可維持70%以上。本課題組前期研究利用皮克林乳液負(fù)載姜黃素，結(jié)果顯示在紫外線照射下，經(jīng)皮克林乳液包埋后的姜黃素的保留率高達(dá)（56.3±4.9）%，而植物油中姜黃素的保留率僅為（6.5±3.1）%，說明經(jīng)皮克林乳液包埋遞送后，活性物的氧化穩(wěn)定性能夠得到較大程度的提高。姜黃素體外較高的保留率很大程度上歸功于皮克林乳液獨(dú)特的結(jié)構(gòu)，膠體顆粒作為穩(wěn)定劑使皮克林乳液在界面處形成的物理屏障能夠有效隔離氧氣，且利用膠體顆粒作為穩(wěn)定劑還賦予了皮克林乳液突出的穩(wěn)定性，使其對(duì)負(fù)載的活性物起到保護(hù)性包埋的效果。皮克林乳液獨(dú)特的結(jié)構(gòu)不僅對(duì)活性物起保護(hù)性包埋遞送的作用，還能提高活性物的口服生物利用度，發(fā)揮增效遞送的作用。Ning Fangjian等利用皮克林乳液遞送5-甲基陳皮素，發(fā)現(xiàn)5-甲基陳皮素在皮克林乳液中的生物利用度為18.3%，高于其在純油中的生物利用度（9.2%）。皮克林乳液制備成本低，其界面穩(wěn)定粒子主要由食品中的蛋白質(zhì)類、糖類以及脂肪類的物質(zhì)組成，不含表面活性劑，在脂肪替代品、食品包裝材料、營養(yǎng)素或藥物的遞送等方面具有廣闊的應(yīng)用前景。

2.4 雙乳液

雙乳液，亦稱為多重乳液，是一種多重腔室液體分散體系，其典型結(jié)構(gòu)為分散相的液滴中仍含有更小的液滴，即液滴中包含更小液滴的結(jié)構(gòu)。雙乳液具有“兩膜三相”獨(dú)特結(jié)構(gòu)，包括3個(gè)互不相容的相（內(nèi)水相W、油相O、外水相W）以及2個(gè)油-水界面（W-O、O-W）。根據(jù)體系相組成的不同，雙乳液可分為W/O/W型和O/W/O型兩種。目前，兩步乳化法是制備雙乳液最常用的方法：第一步在高速剪切（或高壓均質(zhì)）條件下將W與含親脂性乳化劑的油相混合，制備粒徑較小的W/O乳液；第二步則在較溫和的剪切條件下，將W/O乳液與含親水性乳化劑的W混合制備W/O/W型雙乳液。相比于單乳液，雙乳液突出的優(yōu)勢表現(xiàn)為：其內(nèi)水相能保護(hù)性包埋敏感化合物、益生菌等物質(zhì)，在胃腸道消化過程中，雙乳液液滴聚合、油相脂解、內(nèi)相負(fù)載物釋放逐步發(fā)生，因此負(fù)載于雙乳液內(nèi)水相的活性物具有程序性釋放的效果。此外，雙乳液的內(nèi)水相和油相可同時(shí)負(fù)載水溶性及脂溶性活性物實(shí)現(xiàn)活性物的共負(fù)載遞送。本課題組前期利用皮克林雙乳液包埋遞送嗜酸乳桿菌（，LA）并研究LA的存活率及結(jié)腸黏附效果。結(jié)果發(fā)現(xiàn)經(jīng)皮克林雙乳液包埋后，LA在胃腸道連續(xù)消化后存活率仍高達(dá)84.24%，且LA在結(jié)腸中的黏附效率是游離LA的3 倍。Aditya等利用雙乳液共負(fù)載脂溶性姜黃素和水溶性兒茶素，結(jié)果發(fā)現(xiàn)與姜黃素或兒茶素懸浮液相比，雙乳液的包埋遞送顯著提高活性物在模擬胃腸道溶液中的穩(wěn)定性，并使活性物的生物可及性增加了4 倍。同樣地，Chen Xing等利用雙乳液共負(fù)載兒茶素和槲皮素，發(fā)現(xiàn)雙乳液能極大改善兒茶素的胃腸道穩(wěn)定性及槲皮素的胃腸道溶解度，并最終使兒茶素和槲皮素的生物可及性分別提高2 倍和4 倍。雙乳液獨(dú)特的“兩膜三相”結(jié)構(gòu)不僅使其具有保護(hù)性遞送、程序性釋放和共負(fù)載活性物的功能特性，且與單乳液相比，雙乳液中的內(nèi)水相代替部分油相，降低了體系的油脂含量，因此在低脂食品開發(fā)領(lǐng)域也具有較好的開發(fā)潛力。

2.5 W/W乳液

W/W乳液是一種特殊而穩(wěn)定的乳液結(jié)構(gòu)，由兩種互不相溶的聚合物溶液組成，通常由一種水溶性聚合物溶液以細(xì)小的液滴形式分散在另一種水溶性聚合物溶液或鹽水介質(zhì)中。由于分散相和連續(xù)相具有相似的物理性質(zhì)，相之間的微小密度差異意味著與相同平均粒徑的油/水液滴相比，W/W乳液的層析速度更慢。此外W/W乳液不含油相，其在低熱量食品、無油化妝品及藥品的開發(fā)應(yīng)用中具有良好的潛力，且乳液的分散相水溶性聚合物溶液可對(duì)親水性敏感化合物及風(fēng)味化合物起到保護(hù)性包埋、控制性釋放的作用。但W/W乳液對(duì)制備工藝條件要求較高，分散介質(zhì)和穩(wěn)定劑的種類及濃度均影響體系穩(wěn)定性。由于與常規(guī)油-水分散體系流體界面相比，水-水界面的有效厚度更大且界面張力更低，通常需要應(yīng)用不同于傳統(tǒng)乳液的乳化劑才能穩(wěn)定。目前主要利用膠體顆粒，如蛋白質(zhì)或多糖顆粒聚集在水-水界面形成強(qiáng)有力的屏障以防止乳液聚結(jié)和相分離，其界面穩(wěn)定機(jī)制與皮克林乳液相似。Chen Jiafeng等利用玉米醇溶蛋白顆粒作為界面穩(wěn)定劑成功制備W/W乳液，并將其作為親水性物質(zhì)核黃素的遞送體系，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)W/W乳液能有效延緩核黃素在紫外光照射下的光降解，最大限度地保持核黃素的顏色。

2.6 乳液凝膠

乳液凝膠是一種由乳液填充并在乳液基礎(chǔ)上經(jīng)一定條件誘導(dǎo)形成的具有凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和機(jī)械強(qiáng)度的凝膠體系。按照凝膠基質(zhì)的不同可將乳液凝膠分為蛋白質(zhì)乳液凝膠、多糖乳液凝膠及復(fù)合乳液凝膠，常用的凝膠誘導(dǎo)方式有熱誘導(dǎo)、酸誘導(dǎo)、酶誘導(dǎo)、鹽誘導(dǎo)和化學(xué)交聯(lián)劑誘導(dǎo)等。乳液凝膠獨(dú)特的質(zhì)構(gòu)特性能為酸奶、甜點(diǎn)等食品提供所需的高黏質(zhì)構(gòu)特性，并延長食品的保質(zhì)期，且凝膠致密的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)能夠阻礙脂肪酶在界面處的吸附，延緩體系在胃腸道的消化進(jìn)程，使體系到達(dá)回腸遠(yuǎn)端激活回腸制動(dòng)，從而降低食欲，因此乳液凝膠具有開發(fā)成為低脂食品的潛能；當(dāng)乳液凝膠作為遞送體系時(shí)，能對(duì)活性物起到固定化和保護(hù)性遞送作用，進(jìn)一步提高活性物的穩(wěn)定性。此外，乳液凝膠可同時(shí)負(fù)載水溶性和脂溶性活性物，不僅能提高活性物的胃腸道溶解度和分散性，還能使活性物在胃腸道中達(dá)到程序性釋放的效果，有針對(duì)性地改善活性物的健康效應(yīng)。本課題組前期成功制備了由蛋白質(zhì)顆粒作為界面穩(wěn)定劑的皮克林乳液凝膠，發(fā)現(xiàn)該乳液凝膠在堿性（pH 8.5）、高溫（60 ℃）及模擬胃液中均具有較好的穩(wěn)定性，液滴聚結(jié)和油相釋放程度得到顯著抑制，說明凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)能夠改善由蛋白質(zhì)顆粒穩(wěn)定的皮克林乳液的胃腸道穩(wěn)定性。Li Songnan等利用皮克林乳液凝膠作為葉黃素的遞送體系并研究體系對(duì)葉黃素的保護(hù)性效果，結(jié)果表明，貯藏31 d后，乳液凝膠中葉黃素的保留指數(shù)可達(dá)55.38%，葉黃素含量減半的時(shí)間由12 d延長至41 d，且凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為葉黃素提供了抗氧化應(yīng)激保護(hù)作用。Mao Like等研究乳液凝膠的流變性能與其負(fù)載風(fēng)味物質(zhì)釋放特性的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)與未凝膠組相比，乳液凝膠的風(fēng)味物質(zhì)釋放速率及空氣-凝膠分配系數(shù)更低，且乳清蛋白含量越高，凝膠彈性越強(qiáng)，風(fēng)味物質(zhì)釋放率和分配系數(shù)越低。由于乳液凝膠在結(jié)構(gòu)上具備乳液和凝膠的雙重優(yōu)勢，乳液較強(qiáng)的流動(dòng)性和增溶特性能夠改善活性物的溶解度和穩(wěn)定性，而凝膠良好的物理穩(wěn)定性能和機(jī)械性能使其除具備良好的質(zhì)構(gòu)特性外，還能延緩脂肪酶擴(kuò)散、控制油相的脂解速度和程度，對(duì)活性物起到控釋和緩釋的效果。因此乳液凝膠作為包埋遞送體系，在活性物保護(hù)性包埋遞送、控制性釋放吸收及減脂食品開發(fā)等方面具有廣闊的應(yīng)用前景。

3 乳液基遞送體系對(duì)植源活性物健康效應(yīng)發(fā)揮的調(diào)控作用

3.1 影響活性物在胃腸道消化過程中的穩(wěn)定性及時(shí)滯性

水溶性差的植源活性物暴露于體液中易形成不溶性聚集物，因此對(duì)疏水性活性物來說，胃腸道中溶解性低及穩(wěn)定性差是其在生物體內(nèi)發(fā)揮健康效應(yīng)的限制性因素。但乳液基遞送體系的油相能夠改善疏水性活性物的溶解度，提高其在胃腸道中的分散程度，通過增溶效應(yīng)改善活性物生理功效。相關(guān)研究表明，經(jīng)微乳液或納米乳液負(fù)載后，活性物在胃腸道中的分散性和穩(wěn)定性顯著提高，有利于活性物在胃腸道內(nèi)充分穩(wěn)定吸收。Salvia-Trujillo等的研究表明，利用納米乳液負(fù)載-胡蘿卜素時(shí)，活性物的胃腸道穩(wěn)定性及生物利用度顯著提高。Tang Tiantian等發(fā)現(xiàn)微乳液提高葛根素胃吸收效率的原因是微乳液在胃中具有較好的分散性，進(jìn)而增強(qiáng)葛根素與胃黏膜之間的相互作用，最終使葛根素在胃中易于吸收。此外，對(duì)于易受pH值、電解質(zhì)、酶等環(huán)境因素影響的敏感性活性物，乳液基遞送體系可對(duì)其進(jìn)行保護(hù)性遞送以避免接觸苛刻的胃腸道環(huán)境，減少活性物在胃腸道降解失活進(jìn)而改善其健康效應(yīng)。而乳液凝膠或雙乳液作為遞送體系能夠達(dá)到控制釋放的效果，特別是乳液凝膠體系，其顯著的抗剪切特性使體系在貯存過程中具備良好的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，且凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)能延緩胃蛋白酶、胰酶等物質(zhì)在油-水界面的吸附從而抑制脂肪的脂解，使其負(fù)載的活性物具有時(shí)滯性釋放特性。本課題組前期制備了由蛋白顆粒穩(wěn)定的皮克林乳液凝膠并研究其消化釋放特性，與皮克林乳液相比，凝膠體系在模擬胃液中被胃蛋白酶消化的程度降低、乳液聚結(jié)程度得到抑制，且凝膠體系中姜黃素釋放率不足非凝膠乳液體系的1/10，說明乳液凝膠體系能夠有效抑制體系的胃腸道消化速率，實(shí)現(xiàn)活性物的時(shí)滯性控制釋放。

3.2 影響活性物在小腸處的吸收和/或淋巴轉(zhuǎn)運(yùn)效率

大部分植源活性物的吸收位點(diǎn)在小腸，主要涉及腸上皮細(xì)胞和M細(xì)胞，可利用細(xì)胞膜被動(dòng)擴(kuò)散、相鄰細(xì)胞間擴(kuò)散（細(xì)胞旁途徑）和載體介導(dǎo)轉(zhuǎn)運(yùn)等途徑進(jìn)入淋巴循環(huán)或血液循環(huán)。圖2揭示了植源活性物在小腸上皮細(xì)胞和M細(xì)胞的幾種吸收途徑。乳液基遞送體系的粒徑是影響腸黏液滲透和緊密連接運(yùn)輸效率的重要因素。粒徑較小的體系更容易穿透黏液屏障，可逆地打開緊密連接并將活性物釋放到毛細(xì)血管中。此外，乳液體系還可通過調(diào)節(jié)活性物的體內(nèi)代謝過程進(jìn)而影響物質(zhì)的健康效應(yīng)。Xia Fei等利用活體熒光成像技術(shù)研究納米乳液粒徑對(duì)其在生物體內(nèi)遷移的影響，組織學(xué)分析結(jié)果顯示粒徑較小的乳液（80 nm）普遍分布于腸上皮細(xì)胞和基底外側(cè)組織，而粒徑較大的乳液（550、1 000 nm）則主要黏附于絨毛表面，且納米乳液在胃腸道的消化及吸收效率都與其粒徑有關(guān)。Zhou Jing等利用不同的表面活性劑制備白藜蘆醇納米乳液，發(fā)現(xiàn)利用酸甘油酯穩(wěn)定的納米乳液能夠有效降低白藜蘆醇代謝物（白藜蘆醇-3-葡糖苷酸）的含量，并最終使白藜蘆醇生物利用度提高5.6 倍。Kadappan等發(fā)現(xiàn)與負(fù)載VD的粗乳液相比，VD經(jīng)納米乳液負(fù)載后腸道基因、肝臟基因表達(dá)量均顯著提高，而這兩種基因的表達(dá)與VD的血清生物標(biāo)志物25-(OH)-VD水平相關(guān)，說明乳液基遞送體系可通過調(diào)節(jié)與活性物代謝相關(guān)的基因表達(dá)從而調(diào)控活性物在體內(nèi)的健康效應(yīng)。此外，乳液基遞送體系在小腸脂解程度的提高通常伴隨著所遞送活性物生物利用度的提高。其機(jī)理為脂質(zhì)水解后形成的游離脂肪酸與生物體內(nèi)的磷脂和膽鹽形成具有親水頭和疏水尾結(jié)構(gòu)的混合膠束，活性物能夠重新負(fù)載于膠束中并經(jīng)腸上皮細(xì)胞吸收?；钚晕镌诨旌夏z束中溶解的量通常被認(rèn)為是其生物可及性。本課題組前期研究發(fā)現(xiàn)，皮克林乳液脂解程度大于純油脂解程度且其負(fù)載姜黃素的生物可及性呈現(xiàn)同樣的趨勢。

圖2 植源活性物小腸吸收機(jī)制示意圖[25-26]Fig. 2 Schematic diagram of intestinal absorption mechanism of phytochemicals[25-26]

腸淋巴系統(tǒng)在調(diào)節(jié)組織液穩(wěn)態(tài)以及由腸道運(yùn)輸脂肪、脂肪酸及其他營養(yǎng)物質(zhì)到血液的過程中發(fā)揮重要作用。腸系膜淋巴液與門靜脈血液流動(dòng)方向相反，淋巴液直接進(jìn)入體循環(huán)，因此經(jīng)腸淋巴轉(zhuǎn)運(yùn)的活性物能夠避免肝臟首過代謝效應(yīng)提高其口服生物利用度。M細(xì)胞大部分位于派爾集合淋巴結(jié)（Peyer patch）中，一般情況下帶正電荷、疏水性強(qiáng)的、具有較小粒徑的載體粒子更容易被M細(xì)胞胞吞進(jìn)入淋巴循環(huán)。而在淋巴轉(zhuǎn)運(yùn)中發(fā)揮重要作用的乳糜微粒主要由游離脂肪酸和腸上皮細(xì)胞內(nèi)的部分脂蛋白合成，其能與疏水性活性物結(jié)合并使活性物經(jīng)淋巴轉(zhuǎn)運(yùn)途徑進(jìn)入體循環(huán)，因此活性物與乳糜微粒結(jié)合的程度是影響活性物經(jīng)腸道淋巴轉(zhuǎn)運(yùn)吸收的關(guān)鍵因素。研究表明含有脂質(zhì)的納米乳液能夠改變活性物從門靜脈系統(tǒng)到淋巴系統(tǒng)的轉(zhuǎn)運(yùn)途徑，抑制活性物的肝臟首過代謝效應(yīng)從而減少活性物基于腸細(xì)胞的轉(zhuǎn)運(yùn)與沉積。Zhang Man等提出，乳液油相種類對(duì)腸淋巴轉(zhuǎn)運(yùn)效率產(chǎn)生影響，與中鏈甘油三酯相比，長鏈甘油三酯形成的膠束可促進(jìn)活性物與乳糜微粒的結(jié)合，進(jìn)而改善5-去甲氧基川陳皮素的淋巴轉(zhuǎn)運(yùn)效率。Tang Tiantian等利用乳糜微粒阻斷模型探究微乳液對(duì)葛根素吸收機(jī)制的影響，證實(shí)微乳液可以通過淋巴轉(zhuǎn)運(yùn)影響葛根素的吸收且淋巴轉(zhuǎn)運(yùn)吸收是葛根素體內(nèi)吸收的主要途徑。Chuang等制備負(fù)載姜黃素的納米乳液，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)納米乳液可被動(dòng)靶向M細(xì)胞并通過淋巴轉(zhuǎn)運(yùn)直接靶向胰腺組織，導(dǎo)致組織中的姜黃素信號(hào)比未包埋的游離姜黃素信號(hào)強(qiáng)12 倍，極大地改善了急性胰腺炎的癥狀。

3.3 影響植源活性物與腸道菌群互作過程

腸道菌群，作為人體腸道的有效生物反應(yīng)器幾乎對(duì)人體健康各方面都產(chǎn)生一定影響，其通過肝-腸軸、腸-腦軸，對(duì)神經(jīng)、免疫、內(nèi)分泌等方面的顯著影響正逐漸被人們所認(rèn)識(shí)。但部分植源活性物強(qiáng)大的健康效應(yīng)與其較低生物利用度之間存在的巨大差異也引起科學(xué)界的廣泛關(guān)注。有研究表明植源活性物在腸道環(huán)境中具有類益生元效應(yīng)，并能調(diào)節(jié)腸道菌群組成，且腸道菌群可通過以下4種途徑對(duì)植源活性物的健康效應(yīng)進(jìn)行調(diào)節(jié)：1）將母體活性物直接轉(zhuǎn)化為具有更高生物活性的代謝化合物；2）增強(qiáng)對(duì)短鏈脂肪酸（腸道菌群或活性物產(chǎn)生）等具有生理活性的非母體組分的吸收從而改善活性物的健康效應(yīng)；3）受非母體組分的調(diào)節(jié)減少腸道菌群產(chǎn)生的有害代謝物；4）利用益生元等非母體成分，抑制母體活性物代謝為其非活性形式使活性物在生物體內(nèi)以母體形式吸收。

乳液基遞送體系對(duì)活性物的保護(hù)性遞送、控制性釋放能有效調(diào)控活性物在消化道的靶向釋放位點(diǎn)，使活性物到達(dá)結(jié)腸處與腸道菌群發(fā)生相互作用。一方面，在小腸處，活性物主要通過人體消化酶作用進(jìn)行吸收代謝，而在結(jié)腸處活性物通過腸道菌酶系進(jìn)行吸收代謝，產(chǎn)生不同于上消化道的代謝產(chǎn)物，并通過代謝產(chǎn)物的重吸收過程發(fā)揮健康效應(yīng)；另一方面，到達(dá)結(jié)腸處的植源活性物直接作用于腸道菌群，調(diào)節(jié)腸道菌群的組成結(jié)構(gòu)，由腸道菌群相應(yīng)功能變化調(diào)控植源活性物的健康效應(yīng)。Sutili等利用納米乳液包埋檸檬烯并研究體系對(duì)銀鯰魚腸道菌群的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)與游離檸檬烯對(duì)比，納米乳液能夠有效減少腸道中的細(xì)菌總數(shù)。研究認(rèn)為納米乳液是通過影響檸檬醛的分散度、穩(wěn)定性、釋放速率和釋放部位等調(diào)控活性物與腸道菌群的互作過程并最終改善了檸檬烯的健康效應(yīng)。Al-Okbi等研究發(fā)現(xiàn)與羅勒精油對(duì)比，羅勒精油納米乳液能有效地減少大鼠腸道菌群中厚壁菌門的比例，對(duì)非酒精性脂肪肝炎有更好的緩解作用。林艷利用納米乳液負(fù)載紫檀芪，發(fā)現(xiàn)在紫檀芪納米乳液的干預(yù)下，小鼠腸道中的厚壁菌門相對(duì)豐度升高，擬桿菌門相對(duì)豐度降低。同樣的，陳羚的研究表明，與-胡蘿卜素單分散體對(duì)比，-胡蘿卜素納米乳液能夠有效提高高脂飲食誘導(dǎo)的肥胖小鼠腸道中放線菌門、擬桿菌門及疣微菌門的比例并降低厚壁菌門的比例，有效改善-胡蘿卜素的體內(nèi)健康效應(yīng)。此外，乳液基遞送體系的配方亦能調(diào)節(jié)腸道菌群的組成結(jié)構(gòu)與功能，進(jìn)而調(diào)控其所遞送活性物的健康效應(yīng)。有研究表明脂質(zhì)能夠通過改變腸道黏液屏障，如黏液蛋白表達(dá)或外部刺激從而調(diào)節(jié)腸道菌群環(huán)境。Korach-Rechtman等對(duì)口服大豆油乳液后的小鼠糞便微生物群進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)糞便中與動(dòng)脈粥樣硬化有關(guān)的擬桿菌門、瘤胃球菌等64個(gè)類群組成發(fā)生明顯變化。同樣的，Nejrup等研究發(fā)現(xiàn)在嬰兒配方奶粉中添加的油脂及乳化劑種類對(duì)配方奶粉喂養(yǎng)無菌小鼠的腸道菌群建立有不同的影響。Lavallee等研究表明乳液中的脂質(zhì)配方與新生仔豬腸道菌群的差異有關(guān)：-3長鏈多不飽和脂肪酸的添加能夠改善腸道黏膜表面宿主與微生物的相互作用。綜上，乳液基遞送體系可通過調(diào)控活性物在消化道的時(shí)滯性釋放及黏附行為影響活性物在消化道的吸收代謝過程或腸道菌群結(jié)構(gòu)及功能，從而調(diào)節(jié)植源活性物的體內(nèi)健康效應(yīng)。

4 結(jié) 語

植源活性物在機(jī)體內(nèi)發(fā)揮健康效應(yīng)的限制性因素通常包括溶解度低、穩(wěn)定性差、腸上皮細(xì)胞吸收及淋巴轉(zhuǎn)運(yùn)效率低、快速代謝排出或腸道菌群互作不充分等多種因素。而乳液基遞送體系能通過提高活性物的溶解度或分散性、保護(hù)植源活性物免受外部環(huán)境及胃腸道環(huán)境的降解、增強(qiáng)其腸上皮細(xì)胞吸收和/或淋巴轉(zhuǎn)運(yùn)效率、調(diào)節(jié)活性物與腸道菌群互作過程等途徑改善植源活性物的健康效應(yīng)。乳液基遞送體系制備工藝簡單、可工業(yè)化生產(chǎn)，是功能食品液體制劑中具有較大應(yīng)用潛力的劑型。納米乳液或微乳液液滴粒徑小、比表面積大，可有效突破腸上皮細(xì)胞的吸收屏障，通過表面功能性配體的修飾有望開發(fā)成具有目標(biāo)特異性結(jié)合能力的遞送體系，同時(shí)實(shí)現(xiàn)活性物的主動(dòng)和被動(dòng)靶向治療。但隨之產(chǎn)生的材料安全、生物毒性、體內(nèi)分布和代謝評(píng)估等問題不可避免，因此多學(xué)科交叉研究是未來最大限度地發(fā)揮納米乳液或微乳液在活性物遞送或臨床治療潛力的重要途徑。皮克林乳液具有粒子穩(wěn)定的乳液界面特殊結(jié)構(gòu)，對(duì)其界面粒子的功能化，如負(fù)載抗氧化等功能活性物將使其具有多元功能特性，是非常值得關(guān)注的研究方向。雙乳液及其凝膠體系的多腔室結(jié)構(gòu)使其在消化道時(shí)滯性控制以及多元活性物共負(fù)載領(lǐng)域頗具開發(fā)潛力，應(yīng)加大其在精準(zhǔn)營養(yǎng)制劑應(yīng)用領(lǐng)域的開發(fā)研究；乳液凝膠質(zhì)構(gòu)特性與脂肪相似并具有較好的可調(diào)控性，具有開發(fā)成為低脂或代脂食品的潛能，今后研究中應(yīng)注重揭示乳液凝膠的結(jié)構(gòu)對(duì)感官質(zhì)構(gòu)特性調(diào)控作用。腸道菌群作為近年來的研究熱點(diǎn)其生理功效顯而易見，但目前關(guān)于遞送體系與腸道菌群互作機(jī)制的研究甚少，大部分仍集中于腸道菌群組成結(jié)構(gòu)的變化，應(yīng)加強(qiáng)遞送體系與腸道菌群互作效應(yīng)通路的研究，使遞送體系所遞送的活性物能更有針對(duì)性地作用于腸道菌群發(fā)揮健康效應(yīng)。