姜黃素乳液的研究進(jìn)展

曾慶晗,陳 帥,高彥祥

(北京食品營養(yǎng)與人類健康高精尖創(chuàng)新中心,中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營養(yǎng)工程學(xué)院,北京 100083)

姜黃素被稱為姜黃根莖中的“黃色素”,是在姜科植物姜黃根莖中發(fā)現(xiàn)的飲食香料的活性成分,是一種具有活性功能的多酚類天然色素。姜黃素同時(shí)具有食用價(jià)值、醫(yī)藥價(jià)值和工業(yè)價(jià)值。作為一種常用的食用香料,姜黃素可賦予食物淡黃色,常用于烹飪[1];作為藥用成分,姜黃素在亞洲國家廣泛應(yīng)用于各種疾病的治療至少已有2500年的歷史,具有抗腫瘤、抗炎、降血脂、抗老年癡呆等作用[2-3];而且其染色效果明顯強(qiáng)于其他天然色素以及合成色素如檸檬黃等。同時(shí),姜黃素具有毒性低、不良反應(yīng)小等特點(diǎn),是目前世界上銷量最大的天然食用色素之一,已用于醫(yī)藥、食品等領(lǐng)域。但因其水溶性差、對光、熱較為敏感、遇氧穩(wěn)定性差、單體的生物利用度低等缺點(diǎn)[4],在實(shí)際應(yīng)用中常常受到一定限制。

近年來,乳液技術(shù)逐漸成為研究熱點(diǎn),其在食品工業(yè)具有特殊的優(yōu)勢。首先,可以提高運(yùn)載生物活性成分的溶解度及穩(wěn)定性,且較小的粒度對食品外觀影響較小;其次,運(yùn)載物乳劑化后,活性成分能在人體中得到充分釋放,增強(qiáng)了活性成分原有功能或產(chǎn)生新功能。將姜黃素制備成乳液顆粒,可以在很大程度上解決其穩(wěn)定性差、生物利用度低等缺點(diǎn),逐步擴(kuò)大其應(yīng)用,具有十分廣闊的應(yīng)用前景。本文主要闡述了姜黃素乳液的制備、穩(wěn)定性及生物利用度的研究進(jìn)展,并對其前景進(jìn)行展望。

1 姜黃素的結(jié)構(gòu)及功能

1.1 姜黃素的結(jié)構(gòu)及性質(zhì)

姜黃色素(Curcuminoid)一般主要包括姜黃素(Curcumin;77%)、脫甲氧基姜黃素(Demethoxycurcumin;17%)、雙脫甲氧基姜黃素(Bisdemethoxycurcumin;3%),三者結(jié)構(gòu)相似[5],其結(jié)構(gòu)式如圖1所示。其中姜黃素R1=R2=OCH3;脫甲氧基姜黃素R1=OCH3,R2=H;雙脫甲氧基姜黃素R1=R2=H。

圖1 姜黃色素的結(jié)構(gòu)式Fig.1 Structural formula of curcuminoid

姜黃素是一種橙黃色結(jié)晶或結(jié)晶性粉末,帶有姜黃特有的氣味,熔點(diǎn)為183 ℃,分子式為C21H20O6,分子量為368.37 g/mol。姜黃素具有親脂性,難溶于水和乙醚,但易溶于乙醇、甲醇、丙二醇、冰醋酸及堿性溶劑等[5-6]。據(jù)報(bào)道,姜黃素在水中的溶解度僅有0.6 μg/mL,極大地限制了其在人體中的利用率[7]。而且姜黃素本身易氧化,在光、熱、金屬離子條件下容易降解,常常造成貯藏過程中色素的損失。此外,姜黃素的穩(wěn)定性受pH影響較大,其可以穩(wěn)定地保存在酸性和中性條件下,而當(dāng)pH過高時(shí),姜黃素分子兩端的羥基會(huì)發(fā)生電子云偏離的共軛效應(yīng)而使姜黃素由黃變紅,顯示較差的穩(wěn)定性[8]。

1.2 姜黃素的功能

作為一種天然色素,姜黃素具有一系列的藥理活性[9]。據(jù)記載,我國唐代藥學(xué)專著《唐本草》就有姜黃素入藥的記錄?！吨袊幍洹酚涊d:姜黃根辛、苦、溫,歸脾、肝經(jīng),有破血行氣、通經(jīng)止痛的功能,能夠用于胸肋刺痛、胸痹心痛、通經(jīng)閉經(jīng)、風(fēng)濕肩臂疼痛、跌撲腫痛等[10]。

1.2.1 抗炎作用 醫(yī)藥學(xué)上,主要用一些甾類和非甾體抗炎藥(阿司匹林、布洛芬等)來治療炎癥性疾病,但是它們大多數(shù)都有副作用,長期使用會(huì)導(dǎo)致藥物依賴和腎上腺皮質(zhì)功能衰退等。眾多研究表明,姜黃素具有良好的抗炎活性[11-12],其抗炎機(jī)制主要是姜黃素能夠抑制環(huán)氧化酶1,2、脂肪氧合酶、腫瘤壞死因子α、γ干擾素、誘導(dǎo)型一氧化氮合酶和核轉(zhuǎn)錄因子κB的作用[13]。牛成等[14]發(fā)現(xiàn),姜黃素琥珀酸單酯和雙酯在大鼠足腫脹模型中表現(xiàn)出的抗炎效果與同等劑量下地塞米松的藥效相似,且更具有安全性。因此,在高效、低副作用的抗炎藥物的研制中,姜黃素具有較大的開發(fā)潛力。

1.2.2 抗氧化作用 姜黃素分子中含有酚羥基團(tuán),有很強(qiáng)的捕獲和清除自由基的能力[15-16],作為自由基清除劑,可直接中和環(huán)境中多余的自由基。有研究表明,姜黃素的羥基被其他官能團(tuán)取代后,其清除自由基的能力普遍喪失[17]。此外,Jovanovic等[18]發(fā)現(xiàn),姜黃素亞甲基中的氫解離也有助于其抗氧化活性,但其往往在偏酸性環(huán)境中表現(xiàn)出較高的活性,堿性條件下的反應(yīng)則完全減弱。綜上所述,姜黃素可以作為多種活性氧的清除劑,防止活性氧對機(jī)體帶來的損傷。

1.2.3 抗腫瘤作用 大量研究表明,姜黃素可以抑制多種腫瘤細(xì)胞的生長,在預(yù)防多種癌癥,如肝癌、肺癌、乳腺癌等有一定的作用。其抗癌潛力源于它能夠抑制轉(zhuǎn)錄因子NF-κB、AP-1、Egr-1,下調(diào)COX2、LOX、NOS、MMPs等的表達(dá),同時(shí)抑制多種酶的活性[19-20]。此外,也有證據(jù)表明姜黃素可以誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡。有學(xué)者探究了姜黃素納米微粒對人胃癌MGC803細(xì)胞凋亡機(jī)制的影響[21],結(jié)果發(fā)現(xiàn),隨著劑量和時(shí)間的增加,姜黃素對胃癌細(xì)胞的抑制作用增強(qiáng),使胃癌MGC803細(xì)胞阻滯于G2/M期;鄧珊等[22]發(fā)現(xiàn)姜黃素可使乳腺癌MCF-7細(xì)胞的周期阻滯在G0/G1期,誘導(dǎo)其凋亡。Mohandas等[23-24]通過流行病學(xué)研究發(fā)現(xiàn),在印度,結(jié)腸癌、腺瘤、肺癌等發(fā)病率很低,這主要是因?yàn)槠滹嬍持杏泻芨咚降慕S素等天然抗氧化劑的存在。姜黃素在抗腫瘤方面顯示出較大的潛力,研究人員應(yīng)進(jìn)一步揭示其抗腫瘤機(jī)制,將其開發(fā)為預(yù)防和治療腫瘤的一種新的靶向藥物,并逐步用于臨床。

1.2.4 抗老年癡呆作用 阿爾茲海默癥(Alzheimer’s disease,AD)是引發(fā)老年人癡呆的主要原因,姜黃素對于老年癡呆癥的治療主要是通過調(diào)控轉(zhuǎn)錄因子、細(xì)胞因子以及相關(guān)酶的活性來實(shí)現(xiàn)的。有研究人員開發(fā)了一種由姜黃素和褪黑素混合而成的化合物,作為AD的潛在抗病劑,這種化合物明顯降低了β淀粉樣蛋白在大腦的海馬和皮層區(qū)域的沉積,而且在口服50 mg/kg的劑量下治療12周后,也能夠減少氧化應(yīng)激反應(yīng)和炎癥反應(yīng)[25-26]。這一發(fā)現(xiàn)無疑為治療這種可怕的疾病開創(chuàng)了一個(gè)新的方法和發(fā)展方向。

2 姜黃素乳液及其制備方法

姜黃素屬于脂溶性成分,人體攝入后只有很少量能被消化吸收,而且會(huì)很快代謝并排出體外,難以發(fā)揮其生理功效[4]。近年來,基于乳液的傳遞體系的穩(wěn)定性正越來越多地應(yīng)用于封裝親脂性生物活性成分。因此,可以將姜黃素制備成水包油乳液,減少環(huán)境應(yīng)力對其的破壞,并在體內(nèi)達(dá)到緩釋的效果,提高其穩(wěn)定性和生物利用度。

2.1 姜黃素乳液簡介

姜黃素乳液主要由含有姜黃素的油相和水相混合而成,為了提升姜黃素的溶解度,首先將姜黃素溶解于各種油中制備出油相,再將該油相與含有乳化劑的水相混合,制備出姜黃素乳液。

油相是改善脂溶性生物活性分子溶解度的關(guān)鍵因素,姜黃素必須分散在合適的油相載體中,才能更好地納入乳液輸送體系以發(fā)揮其功效[27]。姜黃素在不同油相中溶解度差異顯著,許多研究表明姜黃素在中鏈甘油三酯(MCT)中溶解性較好。MCT無色無味,在低溫和高溫下抗氧化性能均較好,且不會(huì)發(fā)生大量聚合反應(yīng),因此在姜黃素乳液制備中被廣泛使用[28]。在前期實(shí)驗(yàn)中,采用超聲促溶法將姜黃素溶解在不同的食品級油相中,發(fā)現(xiàn)其在中鏈甘油三酯(MCT)中的溶解度(12.4 mg/mL)是芥花籽油(4 mg/mL)近三倍,是亞麻籽油(7 mg/mL)、玉米油(6.2 mg/mL)和葵花籽油(5.4 mg/mL)的兩倍之多[29]。MCT顯示出最高的姜黃素溶解性,這與Joung等的結(jié)果相似[30]。同時(shí),Ahmed等[31]發(fā)現(xiàn),含有MCT作為脂質(zhì)載體的乳劑能明顯提高姜黃素的生物利用度。

乳化劑決定了姜黃素乳液的性質(zhì),如液滴大小、表面電荷、穩(wěn)定性等,其通常是由表面活性劑(吐溫系列、司盤系列等)或生物聚合物(蛋白質(zhì)、多糖等)組成[32]。不同類型的乳化劑穩(wěn)定的姜黃素乳液具有不同的性質(zhì),一般情況下,需選擇高親水親油平衡值(HLB)的乳化劑以制備O/W型姜黃素乳液。研究表明,含小分子乳化劑的乳液,如吐溫系列,表現(xiàn)出更小的液滴粒徑;而蛋白和多糖穩(wěn)定的乳液粒徑較大,但在動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性方面變現(xiàn)更佳[33]。因此,在制備姜黃素乳液時(shí),應(yīng)結(jié)合乳液性質(zhì)和用途選擇合適的油相及乳化劑。

2.2 姜黃素乳液制備方法

姜黃素乳液的制備實(shí)際上就是油相和水相均勻混合的過程,不同于其它水溶性物質(zhì),姜黃素乳液一般均為水包油型,即含有姜黃素的油相均勻分散在含有乳化劑的水相中。通常情況下,制備方法主要有高能乳化法和低能乳化法[34-35]。

2.2.1 高能制備法 高能乳化法主要利用機(jī)械設(shè)備產(chǎn)生強(qiáng)大的能量,打破油水相界面的能量壁壘,使油水兩相相互混合,油相形成較小的乳滴。高能乳化法主要包括高壓均質(zhì)、微射流、超聲波等方法。

高壓均質(zhì)法利用設(shè)備的剪切、撞擊、空化等作用,使液滴快速地發(fā)生作用,從而形成較小粒徑的乳狀液。馬培華等[29,36]采用高速剪切、高壓均質(zhì)技術(shù),以食品級的原料制備出姜黃素納米乳液,并探究乳液的貯藏穩(wěn)定性,為拓寬姜黃素在食品工業(yè)中的應(yīng)用提供參考,并逐步提高其溶解度和生物利用度。Joung等[30]以小分子乳化劑吐溫20通過高速勻漿器和高壓均質(zhì)機(jī)制備姜黃素納米乳液,探究了乳化劑濃度對姜黃素納米乳液理化性質(zhì)的影響,結(jié)果發(fā)現(xiàn)隨著乳化劑濃度的增加(0.97%上升到19.2%),乳液粒徑隨之減小,由126 nm降低到63 nm,且姜黃素的抗氧化活性有所提升。

微射流法與高壓均質(zhì)法作用基本相似,二者均能產(chǎn)生粒徑較小、較為穩(wěn)定的乳液,但微射流法能快速連續(xù)地制備乳液,而高壓均質(zhì)法則需要經(jīng)過多次均質(zhì)。Raviadaran等[37]采用微射流和響應(yīng)面法,從微射流壓力、循環(huán)次數(shù)和乳化劑濃度等方面對姜黃素乳液進(jìn)行優(yōu)化,在低乳化劑濃度(1%)和耗能低(350 bar、5次循環(huán))的條件下,得到粒徑小(275.5 nm)、穩(wěn)定性好的姜黃素微乳液。伍敏暉等[38]采用高壓微射流制備水包油型姜黃素乳液,通過改變均質(zhì)壓力可以得到粒徑小于130 nm的穩(wěn)定乳液,提高了姜黃素的穩(wěn)定性。

超聲乳化法利用強(qiáng)烈的振動(dòng)和空化作用打破油水界面,所得的乳液粒徑更小,但是由于超聲乳化法通常需要超聲探頭,所以一般只適用于少量樣品的制備[39-40]。有研究人員[35]采用高速剪切和超聲波乳化法制備姜黃素乳液,得到了粒徑210 nm的穩(wěn)定乳液,并且提高了姜黃素的溶解度,達(dá)到了7.56 mg/mL。同時(shí),其通過調(diào)整油相添加量、乳化劑添加量、超聲功率、超聲時(shí)間等參數(shù),探究姜黃素乳液的穩(wěn)定機(jī)理,為姜黃素乳液的開發(fā)提供技術(shù)和理論參考。此外,Anuchapreeda等[41]采用改性薄膜水合法成功地將姜黃素與納米脂質(zhì)乳液顆粒結(jié)合,制備出了小粒徑(47～55 nm)、高負(fù)載、穩(wěn)定性好、細(xì)胞毒性小的姜黃素乳液。

2.2.2 低能制備法 低能乳化法制備乳液則與界面動(dòng)力學(xué)聯(lián)系緊密,主要是利用體系物理化學(xué)性質(zhì)的變化,改變界面動(dòng)力學(xué)參數(shù),導(dǎo)致相轉(zhuǎn)變,進(jìn)而得到乳液。低能乳化法根據(jù)體系自發(fā)曲率是否發(fā)生變化,主要分為自然乳化和相轉(zhuǎn)變?nèi)榛?/p>

自然乳化法,即將油相與乳化劑混合,然后加入到水相中,經(jīng)過輕微的攪拌形成乳液的方法。此法不需要強(qiáng)烈的機(jī)械攪拌,能自然形成乳液。相轉(zhuǎn)變?nèi)榛ǔＳ玫氖窍噢D(zhuǎn)變溫度法,即通過加熱,使油相、水相及表面活性劑溫度上升到相轉(zhuǎn)變溫度附近,然后邊攪拌邊降溫,即可形成穩(wěn)定的分散體系[42]。有研究表明,當(dāng)體系中沒有乳化劑時(shí),也能形成乳液體系,制備出的乳液性質(zhì)主要由乳化劑和油相比值決定,一般情況下,比值越大,乳液粒徑越小[43-44]。Komaiko等[45]發(fā)現(xiàn)雖然增加乳液體系中乳化劑的量(乳化劑油相比SOR由0.1增加到1),但其粒徑仍然保持在微米級(約20 μm),明顯高于高能法制備的姜黃素乳液粒徑。

低能乳化法較之于高能乳化法,雖然輸入的能量較小,但制備出來的乳液粒徑明顯增大,且易受環(huán)境和諸多熱力學(xué)參數(shù)的影響。高能乳化法,尤其是高壓均質(zhì)和微射流法生產(chǎn)能量大,制備的乳狀液粒徑小,分散度高,穩(wěn)定性好,是目前最主要的乳液制備技術(shù),在生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用[46]。

3 姜黃素乳液的穩(wěn)定性

3.1 姜黃素乳液的失穩(wěn)機(jī)理

從熱力學(xué)角度講,姜黃素乳液屬于熱力學(xué)不穩(wěn)定體系,在其內(nèi)部,相轉(zhuǎn)換、絮凝、聚集、分層、奧氏熟化等不穩(wěn)定表現(xiàn)不斷進(jìn)行,最終導(dǎo)致液滴完全聚集,乳液崩潰[47-48](表1)。

表1 姜黃素乳液的失穩(wěn)機(jī)理(以O(shè)/W型姜黃素乳液為例)Table 1 Instability mechanism of curcumin emulsion(O/W type curcumin emulsion)

3.2 制備工藝對姜黃素乳液穩(wěn)定性的影響

姜黃素乳液的理化性質(zhì)會(huì)因均質(zhì)條件、乳化劑種類及濃度、油相種類、乳化劑油相比(SOR)的變化而變化(表2)。

3.3 pH對姜黃素乳液穩(wěn)定性的影響

pH對姜黃素乳液穩(wěn)定性的影響主要有兩方面,一是酸堿度誘導(dǎo)姜黃素結(jié)構(gòu)和理化穩(wěn)定性的變化,二是pH的變化導(dǎo)致乳液液滴表面電荷改變,之間的靜電斥力隨之發(fā)生變化。

Kharat M[52]通過微射流法制備姜黃素水包油乳液,在30 d的貯藏期中,中堿性乳液(pH≥7)中姜黃素的殘留量有明顯的下降,而酸性乳液(pH<7)卻變化不大,殘留量分別為酸性85%、中性62%和堿性53%。而且,在調(diào)整pH的第一天,堿性乳液中姜黃素含量明顯低于酸性乳液,表明pH為堿性時(shí)姜黃素迅速降解。這主要是因?yàn)?姜黃素的疏水主鏈上附有極性基團(tuán),使其具有一些兩親特性,因此姜黃素會(huì)吸附到油水界面上。在堿性條件下,油水界面主要發(fā)生降解反應(yīng),姜黃素降解產(chǎn)物進(jìn)入水相[53],油滴內(nèi)部的姜黃素再被吸附而遷移到油水界面,導(dǎo)致降解進(jìn)一步發(fā)生。在酸性條件下,姜黃素幾乎不發(fā)生降解,因此,姜黃素在酸性乳液中的穩(wěn)定性好于堿性乳液。

pH對姜黃素乳液液滴表面電荷的影響主要和包封姜黃素的乳化劑等生物聚合物的性質(zhì)有關(guān),當(dāng)以乳清分離蛋白(WPI)為乳化劑制備姜黃素乳液時(shí),調(diào)節(jié)pH至WPI的等電點(diǎn)附近,乳液很可能會(huì)因?yàn)榈鞍踪|(zhì)絮凝而崩潰,大大降低了乳液的穩(wěn)定性[54]。

3.4 溫度對姜黃素乳液穩(wěn)定性的影響

姜黃素乳液本質(zhì)上屬于熱力學(xué)不穩(wěn)定體系,其內(nèi)部分子時(shí)刻進(jìn)行熱運(yùn)動(dòng)。當(dāng)溫度升高時(shí)乳液體系能量隨之升高,熱運(yùn)動(dòng)加劇,液滴碰撞幾率增加,使已經(jīng)分散的液滴很容易再發(fā)生聚集和沉降[55]。前期實(shí)驗(yàn)中,采用避光保存的方式對姜黃素納米乳液進(jìn)行不同溫度(4、25和55 ℃)的貯藏,并通過乳液粒徑和色素保留率評價(jià)姜黃素乳液的貯藏穩(wěn)定性,結(jié)果發(fā)現(xiàn),貯藏溫度越高,姜黃素納米乳液粒徑增加越大、色素保留率越低。4 ℃條件下,乳液表現(xiàn)出最小的粒徑變化率3.92%和最高的色素保留率85.02%,表明低溫條件有利于姜黃素乳液的穩(wěn)定性。然而,伍敏暉等[56]將四種乳化劑穩(wěn)定的姜黃素乳液分別置于不同溫度的水浴中加熱30 min,卻并未觀察到粒徑的增大。其原因可能是,液滴之間的靜電和空間斥力足以阻止短時(shí)間內(nèi)液滴的聚集。通常情況下,溫度較高時(shí),乳液顯示出較差的穩(wěn)定性,同時(shí)高溫也會(huì)造成姜黃素的降解。因此,在姜黃素乳液貯藏時(shí),應(yīng)優(yōu)先考慮低溫環(huán)境。

3.5 其他因素的影響

大量研究發(fā)現(xiàn),將姜黃素制備成多重或多層乳液均使其穩(wěn)定性發(fā)生變化。區(qū)別于傳統(tǒng)單層乳液,多重乳液是一種W/O和O/W型乳液共存,形成W/O/W型和O/W/O型乳液的復(fù)雜體系[57]。而多層乳液則是在單層乳液基礎(chǔ)上,通過層層靜電吸附法在界面上吸附一層帶相反電荷的生物聚合物,并重復(fù)該過程形成的[58]。

Aditya等[59]制備了一種親水性兒茶酚和疏水性姜黃素的W/O/W型雙乳液,發(fā)現(xiàn)提升了姜黃素的包封效率和在胃腸液中的穩(wěn)定性。同時(shí),乳液中姜黃素的生物利用度比單體姜黃素溶液中提升了4倍。Silva等[60]采用層層吸附法制備出殼聚糖穩(wěn)定的乳清蛋白姜黃素乳液,結(jié)果表明,納米乳液和多層納米乳液均提升了姜黃素的抗氧化能力和穩(wěn)定性,但雙層乳液作用更加明顯。

表2 制備工藝對姜黃素乳液穩(wěn)定性的影響Table 2 Effect of preparation technology on the stability of curcumin emulsion

在為期35 d的低溫避光貯藏實(shí)驗(yàn)中,多層乳液并未出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象。Li等[61]采用MCT、吐溫80和卵磷脂制成姜黃素納米乳液,并分別用低、中、高分子量的殼聚糖對其進(jìn)行包覆制備雙層乳液,研究發(fā)現(xiàn),雙層乳液較單層乳液進(jìn)一步提升了姜黃素在鹽離子、熱、紫外照射條件下的穩(wěn)定性,但略微降低了姜黃素的生物利用度。但需要注意的是,在構(gòu)建姜黃素多層乳液時(shí)應(yīng)當(dāng)充分考慮界面層生物聚合物的性質(zhì)及相互作用,以免發(fā)生絮凝、沉淀等不穩(wěn)定現(xiàn)象發(fā)生。

4 姜黃素乳液的生物利用度

作為功能活性因子,姜黃素需要較高的濃度才能顯示其治療效果。因此,在乳液遞送體系研究中,生物活性分子的高包封率和高生物利用度是先決條件之一。近年來,研究人員為此開展了大量研究,發(fā)現(xiàn)對乳化劑進(jìn)行復(fù)配和改性以及對乳液進(jìn)行生物聚合物的覆合是兩條可行的途徑。

Pan等[62]采用琥珀酸苷對乳清分離蛋白(WPI)及其水解產(chǎn)物(WPH)進(jìn)行改性,作為新型乳化劑來制備姜黃素乳液。結(jié)果發(fā)現(xiàn),?；骔PI和WPH的溶解度、乳化性和水油結(jié)合能力均得到了提升,同時(shí)也提升了乳液的穩(wěn)定性。模擬消化實(shí)驗(yàn)表明,?；笕橐褐薪S素的生物利用度均有顯著性的提升。這可能是因?yàn)??；蟮娜閯┰黾恿私S素進(jìn)入膠束相的量。馮濤等[63]利用直鏈淀粉經(jīng)酶解脫支,得到不易被胃腸道中酸和酶降解的短鏈葡聚糖對姜黃素進(jìn)行包封,并與吐溫80和卵磷脂等乳化劑進(jìn)行復(fù)配使用。結(jié)果發(fā)現(xiàn),短鏈葡聚糖-姜黃素納米乳液成功制備,且穩(wěn)定性很好;經(jīng)酶解脫支和復(fù)配后,延長了被包封的姜黃素的消化時(shí)間,使其得以靶向釋放,提升了其生物利用度?？锝╗64]使用季銨鹽型雙子表面活性劑(其特點(diǎn)在于可以通過改變中間連接基團(tuán)等,并控制分子間的相互作用,產(chǎn)生不同類型的聚集體),制備姜黃素微乳液,發(fā)現(xiàn)其耐堿性有一定的提升,隨著雙子表面活性劑含量降低,乳液對姜黃素的載藥量和包封率不斷增加,且緩釋效果不斷提升。此外,有研究人員在姜黃素乳液表面覆合上一層生物聚合物,例如殼聚糖、海藻酸鹽等,制備出多層乳液,結(jié)果發(fā)現(xiàn),聚電解質(zhì)層沉積進(jìn)一步提升了姜黃素體外消化和抗氧化能力,但有時(shí)也會(huì)略微降低其生物利用度[60,65-66]。

近年來,在消化模型上,研究重心逐漸從體外模擬胃腸道模型轉(zhuǎn)向體內(nèi)消化模型。楊梅、雷婷婷等[67-68]建立大鼠模型研究姜黃素體內(nèi)吸收情況;Shen等[69]探究了以線蟲(與人類基因同源性很高)為模型的姜黃素生物活性研究,發(fā)現(xiàn)納米乳液增加了姜黃素的積累量,并可能進(jìn)一步增強(qiáng)其體內(nèi)吸收和生物利用度,取得了較好的研究進(jìn)展。

5 姜黃素乳液的應(yīng)用前景

目前,姜黃素在國內(nèi)外主要作為調(diào)味品和色素廣泛應(yīng)用于食品工業(yè)中。印度人喜歡使用咖喱,其中就含有較多的姜黃素,據(jù)資料顯示,印度人每天姜黃素?cái)z入量多達(dá)100 mg[23-24]。中東地區(qū)常見的烤肉卷、泰國菜肴中常用的調(diào)味品以及芥菜醬中均可見到姜黃素的身影。國內(nèi)已開發(fā)出質(zhì)量較高的水溶性和油溶性姜黃素產(chǎn)品,并通過復(fù)配生產(chǎn)出多種色調(diào)的姜黃素,已廣泛應(yīng)用于面食、飲料、果酒及烹飪菜肴等。有研究人員探究了天然姜黃素在果蔬飲料中的應(yīng)用,糖和果酸對色素影響的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),在飲料工藝的正常加工條件下,姜黃素的耐熱性優(yōu)于常用的β-胡蘿卜素及梔子黃,以姜黃素為基礎(chǔ)在飲料生產(chǎn)中進(jìn)行復(fù)配,也優(yōu)于二者。因此,姜黃素應(yīng)用于果蔬飲料作為基礎(chǔ)色調(diào)具有很大的優(yōu)勢[70]。為進(jìn)一步擴(kuò)大其在食品中的應(yīng)用,研究人員將姜黃素乳液加到牛奶中,發(fā)現(xiàn)在貯藏期內(nèi)牛奶中脂質(zhì)的氧化有了明顯降低[30]，且對巴氏殺菌穩(wěn)定[44]。這些發(fā)現(xiàn)均表明,姜黃素及其乳液在食品工業(yè)尤其是飲品中具有廣闊的前景。

在醫(yī)藥學(xué)領(lǐng)域內(nèi),已有大量體外研究發(fā)現(xiàn)姜黃素乳液對于提升色素的抗氧化、抗炎、抗腫瘤等功效具有顯著地提升,這也在體外實(shí)驗(yàn)和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中被證實(shí)[10-15,21-22,71]。同時(shí),乳液對姜黃素具有良好的保護(hù)、傳遞以及控釋效果,因此,姜黃素乳液可應(yīng)用于功能食品以及藥品的開發(fā)。

6 結(jié)語

近年來,利用乳液包封、傳遞姜黃素,提升了其溶解性、穩(wěn)定性、功能活性和生物利用度,在食品、醫(yī)藥等行業(yè)引起了越來越多的關(guān)注。通常情況下,姜黃素乳液具有較小的粒徑,使其具有更好的動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性。然而,其易受環(huán)境因素的影響出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象,尤其在胃腸道復(fù)雜環(huán)境下(生理pH、離子強(qiáng)度、酶等)和復(fù)雜的食品體系中影響更大。同時(shí),仍有學(xué)者擔(dān)心其應(yīng)用于人體后潛在的安全性問題。因此,姜黃素乳液的包封材料、技術(shù)還需進(jìn)一步的研究,諸如開發(fā)穩(wěn)定性更佳的雙層乳液的新壁材;進(jìn)一步探究姜黃素發(fā)揮各種功能活性的機(jī)制及繪制其在生理消化過程中的物理、化學(xué)和生物圖譜(使用體外、體內(nèi)和臨床試驗(yàn));探究制備姜黃素乳液的各種乳化劑、油相等在復(fù)雜食品體系中與食品基質(zhì)間的反應(yīng)等。最終,設(shè)計(jì)出富含姜黃素的食品、藥品以及保健品。