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叶黄素（lutein）是叶黄素类的一种萜类化合物，在体内可以合成维生素A，也是构成人眼视网膜黄斑区域的主要色素。它只能由植物合成，动物自身无法合成叶黄素，体内的叶黄素大多来源于膳食摄取。叶黄素是一种长链疏水分子且分子结构中含有多个共轭双键，因此化学稳定性较差，对酸性条件、氧气、温度和光照等因素较为敏感，故在食品加工、贮存、运输和应用过程中容易受到化学、机械或物理等因素的影响导致生物活性和产品品质的损失。
为了解决叶黄素水溶性和理化稳定性较差、生物利用度较低等缺点，研究人员进行了大量的研究工作。目前在食品、药物领域已经开展了使用递送系统将叶黄素包埋的研究，例如脂质体、纳米颗粒、乳液、微胶囊等。
因此，华中农业大学食品科学技术学院的郭静、胡 坦，潘思轶*聚焦于几种叶黄素递送体系的优势及局限性，并针对这些递送体系提高叶黄素溶解性和生物利用度的研究现状进行总结，并对叶黄素递送体系的未来发展进行展望。
01
叶黄素应用限制
叶黄素由于溶解度低，难以到达消化道被小肠上皮细胞吸收，这就导致了叶黄素的吸收效率和生物利用率很低。叶黄素的结构非常不稳定，易发生异构化、降解和氧化，将含有叶黄素的食物暴露在油炸和烘烤等极端条件下会降低叶黄素含量和活性 。因此叶黄素的生物利用度主要受食物基质 、脂类 、食品加工处理方法 等影响。
02
包埋技术
在食品、药品研究领域，常常将对光照、温度、pH值等外界环境敏感的功能活性物质（如叶黄素）进行包埋，以改善其水溶性，提高稳定性，控制递送、释放，进而提高其生物利用度。常用的叶黄素包埋系统有脂质体、纳米颗粒、乳液、微胶囊等（图1），其特点如表2所示。
2.1 脂质体
脂质体具有良好的生物相容性、缓释性和靶向性，且用于包裹生物活性物质和减小其在光等环境条件下的降解。采用亲水性阳离子多肽多聚赖氨酸修饰后的叶黄素纳米脂质体粒径增大、电位升高，叶黄素的消化吸收利用率也得到了提高，这是因为多聚赖氨酸通过静电吸附作用与叶黄素脂质体结合，提高了脂质体对叶黄素的包封率，且多聚赖氨酸亲水性和生物穿膜性能强，可以提高叶黄素脂质体在胃肠中的吸收和释放性能，从而改善了叶黄素的生物利用率。
2.2 纳米颗粒
纳米颗粒传递体系，是指通过纳米颗粒对生物活性成分进行包埋并递送，以实现对其控释的目的。制备纳米载体最常用的多糖之一为壳聚糖。Hong等人制备的壳聚糖/γ-聚谷氨酸纳米粒可以提高叶黄素的水溶性，是未经纳米封装叶黄素溶解度的12 倍。
通常用于纳米载体的蛋白质包括动物来源的蛋白质或植物来源的蛋白质。天然植物蛋白有玉米醇溶蛋白，玉米醇溶蛋白能与叶黄素自组装形成球形纳米粒子，且玉米醇溶蛋白负载叶黄素的纳米颗粒可以显著降低天然色素叶黄素的光降解速率，包封率达到80%左右。除了玉米醇溶蛋白，还有一些不同来源的蛋白质被用作叶黄素的载体，例如，大米蛋白、牛血清蛋白。利用牛血清白蛋白制备的牛血清白蛋白-葡聚糖-叶黄素纳米颗粒同样可以提高叶黄素的贮藏稳定性，包封率达95%，具有更好的细胞抗氧化活性。
2.3 乳液体系
传统的乳液是将油水两相混合后，添加乳化剂均质而成，物理稳定性低，容易在极端环境下发生破乳现象。为了解决这些问题，研究出了多种不同结构和性质的乳液体系，如微乳、多重乳液、纳米乳液和皮克林乳液等。
2.4 微胶囊
微胶囊使用成膜材料将敏感性、具有挥发性或反应活性的固体或液体包裹成微小颗粒，在保护天然活性成分稳定性和延缓释放等方面有着广泛的应用，但仍存在环境污染、芯材释放时间长等缺点。许多研究表明，叶黄素的微胶囊化可以提高叶黄素的水溶性和稳定性，并控制叶黄素的释放。Zhang Lihua等人将叶黄素均匀的分散在改性淀粉和蔗糖的基质中，用玉米淀粉包裹，使用喷雾干燥技术制备叶黄素微胶囊，制备出的叶黄素微胶囊可以使叶黄素直接溶于水中形成均匀的液体，使得叶黄素溶解性和贮藏稳定性也得到了提高，并且增加了叶黄素的生物利用度，相对生物利用度也达到139.1%。
03
结 论
各种包埋体系，如脂质体、纳米颗粒、乳液体系和微胶囊可以改善叶黄素的包封、递送和释放，提高其在人体内的生物利用率。但在开发叶黄素包封系统时，也存在着一些不足之处，比如叶黄素的颜色问题，叶黄素是天然着色剂，所以含有叶黄素的产品要考虑其化学降解速率，还有一些包封技术成本高、工业化生产难度大且纳米级封装系统的安全性等问题。除此之外，叶黄素在各种运载体系中消化吸收和代谢机制研究也较少，不同运载体系对叶黄素的吸收代谢起到的作用也需进一步了解。
通信作者简介
潘思轶 教授
潘思轶，教授，现任国务院学位委员会学科评议组成员；国家柑橘产业技术体系采后处理与加工研究室主任，岗位科学家。湖北省普通高等学校跨世纪学术骨干；湖北省新世纪高层次人才；湖北省人民政府第四届咨询委员会特邀专家；湖北省科技发展计划技术领域专家组成员；中国食品科学技术学会果蔬加工技术分会常务理事；中国农学会农产品贮藏加工分会常务理事；中国农业工程学会农产品贮藏加工分会常务理事；湖北省出口农产品安全卫生监控中心技术委员会委员。
本文《食品运载体系包埋叶黄素的研究进展》来源于《食品科学》2022年43卷1期313-320，作者：郭 静，胡 坦，潘思轶*。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20210330-373。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。
修改：华中农业大学食品科学技术学院 郭静；编辑/责任编辑：张睿梅
图片来源于文章原文。
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