營(yíng)養(yǎng)載運(yùn)體系研究進(jìn)展

李雯瑩，周 桐，周春艷，邱昌將，周寧菱，姚志文，吳志華*，陳紅兵

（1.南昌大學(xué) 食品科學(xué)與技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江西 南昌 330047；2.南昌大學(xué)生命科學(xué)與食品工程學(xué)院，江西 南昌 330047；3.江西中醫(yī)藥大學(xué)護(hù)理學(xué)院，江西 南昌 330004；4.南昌航空大學(xué)工程訓(xùn)練中心，江西 南昌 330063；5.南昌大學(xué)中德聯(lián)合研究院，江西 南昌 330047）

營(yíng)養(yǎng)載運(yùn)體系研究進(jìn)展

李雯瑩1,2，周 桐3，周春艷1,2，邱昌將1,2，周寧菱1,2，姚志文4，吳志華1,5,*，陳紅兵1,5

（1.南昌大學(xué) 食品科學(xué)與技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江西 南昌 330047；2.南昌大學(xué)生命科學(xué)與食品工程學(xué)院，江西 南昌 330047；3.江西中醫(yī)藥大學(xué)護(hù)理學(xué)院，江西 南昌 330004；4.南昌航空大學(xué)工程訓(xùn)練中心，江西 南昌 330063；5.南昌大學(xué)中德聯(lián)合研究院，江西 南昌 330047）

載運(yùn)體系在藥物輸送方面已有廣 泛的應(yīng)用，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)也有望通過(guò)載運(yùn)提高其穩(wěn)定性和生物利用度，這一研究具有廣闊的發(fā)展前景。本文概述一些常見(jiàn)的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)載運(yùn)體系，如脂質(zhì)體、微膠囊、納米球、膠束、囊泡、樹(shù)枝狀聚合物等的結(jié)構(gòu)、制備及其在營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)載運(yùn)方面的研究進(jìn)展。

載體；營(yíng)養(yǎng)；生物利用度

營(yíng)養(yǎng)載運(yùn)體系就是將營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和載體材料以特定方式結(jié)合，以提高營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)穩(wěn)定性或生物利用率。與藥物載運(yùn)體系不同，控制營(yíng)養(yǎng)載運(yùn)體系中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的釋放位置和釋放速率，雖然有助于實(shí)現(xiàn)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)生物利用效率的提高，但可控釋放不是營(yíng)養(yǎng)載運(yùn)體系的主要目標(biāo)。另一方面，營(yíng)養(yǎng)載運(yùn)體系以食用攝入為主，且不針對(duì)病人，故消費(fèi)者對(duì)載體的接受程度十分重要。

在人類的遠(yuǎn)古時(shí)代，藥物載體就已經(jīng)開(kāi)始出現(xiàn)在人們的日常生活中，例如阿膠的生產(chǎn)原料驢皮，它就是天然高分子載體材料[1]。到20世紀(jì)，藥物載運(yùn)系統(tǒng)得到了飛速的發(fā)展，各種新型載運(yùn)體系相繼出現(xiàn)。從世紀(jì)初的靶向給藥系統(tǒng)，到30年代后的合成高分子材料，以及80年代的改性淀粉微球等。藥物載運(yùn)體系的蓬勃發(fā)展也為其他行業(yè)的發(fā)展，尤其是食品科學(xué)中的營(yíng)養(yǎng)載運(yùn)體系的發(fā)展帶來(lái)了啟發(fā)。

食物和口服藥物一樣，大都要經(jīng)過(guò)小腸吸收才能進(jìn)入血液和淋巴液，然后通過(guò)血液循環(huán)運(yùn)送到相應(yīng)的組織和器官中而發(fā)揮其作用。然而，食品中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)口服后只有一部分可以被機(jī)體吸收利用，限制了其功能的發(fā)揮[2]，主要原因在于：營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在胃內(nèi)停留時(shí)間較短，而在腸道內(nèi)通透性低或可溶解性變差，吸收受到影響；在食品加工的過(guò)程中溫度的變化、氧氣和光照等條件都影響到營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的穩(wěn)定性：胃腸道中的酶和其他營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的存在也影響營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的穩(wěn)定性[3]。用載體對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行包裝后，能促進(jìn)人體有效利用營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，有望提高營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的生物利用率。表1列舉了6種常用的載體形式，對(duì)其進(jìn)行了簡(jiǎn)單的比較。本文再就這6種常用載體的結(jié)構(gòu)、制備方法和作為營(yíng)養(yǎng)載體的應(yīng)用進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹。

表1 6種載體形式的比較Table 1 Comparisons of six delivery carriers

1 主要載運(yùn)體系評(píng)述

1.1 脂 質(zhì)體載運(yùn)體系

脂質(zhì)體是一種人工制備的類脂質(zhì)小球體，由一個(gè)或者是多個(gè)酷似細(xì)胞膜的類脂雙分子層包裹著水相介質(zhì)組成[4]。脂質(zhì)體具有類生物膜結(jié)構(gòu)[5]，是球狀的類脂雙分子層，具有空腔。構(gòu)成脂質(zhì)體的雙分子層的類脂其親水性的頭部形成膜的內(nèi)外表面，而親脂性的尾端則位于膜的中間[6]。由脂質(zhì)體的結(jié)構(gòu)可以看出，親水性物質(zhì)被包裹在水性腔隙內(nèi)部，疏水性物質(zhì)則嵌在雙層脂質(zhì)膜中間[7]。脂質(zhì)體是一種穩(wěn)定的熱力學(xué)狀態(tài)，結(jié)合了液體和結(jié)晶固態(tài)兩種物質(zhì)的性質(zhì)，即液體有流動(dòng)性而固體則有有 序的結(jié)晶結(jié)構(gòu)的特性[8-9]。脂質(zhì)體材料與生物膜相似，因此有良好的生物相容性和生物降解性，對(duì)機(jī)體的刺激較少，另外，脂質(zhì)體還有緩釋、高效低毒的作用[10]。液體脂質(zhì)混合固體脂質(zhì)形成的納米粒子基體固體脂質(zhì)納米粒、新型納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體和脂質(zhì)立方脂質(zhì)體納米粒是脂質(zhì)體的3種新形式[11]。

目前制備脂 質(zhì)體的方法主要有薄膜分散法、逆向蒸發(fā)法、表面活性劑除去法、乙醇-乙醚注入法、乳化法、pH值梯度法，硫酸銨梯度法等[12-14]。其中，薄膜分散法是最原始、最基本、應(yīng)用最廣泛的制備方法，不足在于有機(jī)試劑的殘留，及形成的脂質(zhì)體粒徑分布圍較寬。注入法的優(yōu)點(diǎn)在于在乙醇或乙醚中的濃度不影響脂質(zhì)體的大小，缺點(diǎn)是不適合載運(yùn)熱敏感的物質(zhì)而且是制備粒徑較大的脂質(zhì)體[15]。逆向蒸發(fā)法[16-18]適合包封大多數(shù)水溶性物質(zhì)，但不適于蛋白、多肽類，且粒徑大。表面活性劑除去法的優(yōu)點(diǎn)是制備出的顆粒較均勻，操作條件溫和，適合蛋白等活性組分的載運(yùn)。缺點(diǎn)是不適合疏水性物質(zhì)，且會(huì)殘留表面活性劑。pH值梯度法是梯度越大，載入脂質(zhì)體的藥物越多，包封率越高[19]。

利用脂質(zhì)體載運(yùn)營(yíng)養(yǎng)成分的研究較多，最早應(yīng)用脂質(zhì)體載運(yùn)營(yíng)養(yǎng)成分是受母乳的啟發(fā)[20]。由于脂溶性營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)不溶于水中，為水不溶性化合物，很難被機(jī)體吸收。而且脂溶性營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)分子結(jié)構(gòu)中多含不飽和雙鍵，易被光照、氧氣氧化[21]。脂質(zhì)體的類似生物膜的結(jié)構(gòu) 和類似的基本組成物質(zhì)能很好地包埋難溶性營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，促進(jìn)其在機(jī)體內(nèi)的吸收。因此，脂質(zhì)體可用作 維生素、礦物質(zhì)、蛋白質(zhì)、色素，風(fēng)味物質(zhì)的載體。目前，利用脂質(zhì)體載運(yùn)VE、VC、VD、β-胡蘿卜素等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)都有報(bào)道[22-25]。Liu等[22]以磷脂酰膽堿和膽固醇作為材料，用殼聚糖包被，通過(guò)聲波降解法制備了脂質(zhì)體，來(lái)載運(yùn)VE。殼聚糖包被的脂質(zhì)體可以保護(hù)活性組分防止其降解，具有良好的生物相容性和黏著性，還可以增加膜的滲透性。VE的載運(yùn)效率可高達(dá)90%以上，在4℃條件下貯存8周后這種脂質(zhì)體載運(yùn)VE的殘余率可達(dá)90%。 傳統(tǒng)方法制備的脂質(zhì)體也可用于熱敏組分的封裝，但需要大量有機(jī)溶劑，如Wen Zhen等[23]以卵磷脂和膽固醇作為原料，通過(guò)超臨界溶液快速膨脹法制備脂質(zhì)體來(lái)載運(yùn)精油。通過(guò)這種方法制得的精油脂質(zhì)體出現(xiàn)雙層膜球體，載運(yùn)效率提高到80%以上，其顆粒分布均勻，粒徑大小分布較集中。馬寧等[24]以磷脂和膽固醇作為材料，通過(guò)乙醇注入-超聲法制備茶多酚脂質(zhì)體。茶多酚脂質(zhì)體形態(tài)均勻，成規(guī)則橢圓形。采用乙醇注入-超聲法制備脂質(zhì)體，工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)過(guò)程中避免了乙醚等許多潛在有害物質(zhì)的化學(xué)物理加工處理。茶多酚經(jīng)載運(yùn)后，其包封率增加，顆粒較均勻。

1.2 微膠囊載運(yùn)體系

微膠囊是指利用天然或合成的高分子材料為囊材將囊芯物（固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)）包裹而成的微小容器[26]。微膠囊由內(nèi)部的囊芯和外部的囊壁兩個(gè)部分組成。其粒徑一般在1～1 000 μm之間。粒徑在1～1 000 nm之間的膠囊稱為納米囊[27]。納米粒子是一種固體膠粒，包含納米球和納米囊[28]。納米囊是由油性或水性物質(zhì)作核心，聚合物薄膜包裹的納米載體系統(tǒng)[29]。納米囊可以比作泡狀系統(tǒng)，具有一定的生物組織靶向性，兼具有微囊和納米粒子的優(yōu)點(diǎn)，它可以保護(hù)物質(zhì)免受外界環(huán)境的影響，將不可混合的化合物隔離，使不同類的材料能良 好地親和[30]。納米囊 的載藥粒徑一般在200～250 nm之間[31]。根據(jù)制備方法和原材料的使 用，納米囊可以做成親水的，也可以做成親脂性的。

微膠囊的制備方法有很多種，主要及常用的有：乳化聚合法、界面聚合法、界面沉積法、超臨界技術(shù)、凝聚分散法、高壓均質(zhì)法、熔融分散法、溶劑蒸發(fā)法、噴霧干燥法等[32-33]。噴霧干燥法是微膠囊制備方法中最廣泛，最常見(jiàn)的方法。原理是將芯材分散在壁材的乳液中，再通過(guò)噴霧裝置在高溫氣流中將芯材壁材混合液霧化，溶劑蒸發(fā)，使壁材固化芯材膠囊化。該法適用于熱敏性物質(zhì)，親油性液體物料。缺點(diǎn)是不適合活性物質(zhì)，且囊壁容易出現(xiàn)裂縫，不夠致密[34]，還有包埋率低、能耗大等缺點(diǎn)[35]。乳化聚合法是通過(guò)相分離而引起的包裹，其優(yōu)點(diǎn)是適合在酸性介質(zhì)中溶解度較大的藥物，缺點(diǎn)則是所得顆粒粒徑分布不均勻。界面聚合法是將兩種發(fā)生聚合反應(yīng)的單體分別溶于水和有機(jī)溶劑中，其中芯材溶解于分散相溶劑中[36]。其優(yōu)點(diǎn)是該法制備的納米囊適于包裹液體，膠囊致密性好，缺點(diǎn)是對(duì)固體物質(zhì)的包封性不佳。隨著微膠囊技術(shù)發(fā)展，出現(xiàn)了許多納米囊的新型制備方法，如分子包埋法、超臨界流體快速膨脹法、酵母微膠囊法、層-層自組裝法、模板法等[35-36]。

膠囊技術(shù)在食品、醫(yī)藥、生物技術(shù)等許多鄰域得到廣泛的應(yīng)用，在食品工業(yè)中的應(yīng)用始于20世紀(jì)80年代中期。主要載運(yùn)的物質(zhì)有維生素、香料、精油、風(fēng)味劑、油脂、色素、氨基酸、食品中的天然活性成分等[37-41]。Comunian等[39]以明膠和阿拉伯樹(shù)膠作為膠囊的壁材，玉米油制備的油包水乳液作為親水性的芯材，聚甘油和聚蓖麻醇酸酯作為乳化劑，通過(guò)復(fù)凝聚法制備微膠囊來(lái)載運(yùn)VA。復(fù)合凝聚法是一種比較新的制備技術(shù)，采用這種方法載運(yùn)VA獲得了很高的載運(yùn)效率，大約達(dá)到98%。在貯存期間微膠囊的吸濕系數(shù)很低，穩(wěn)定性較好，易貯存。載運(yùn)后VA的溶解性降低保證了其釋放率在可以控制的條件下。在室溫下，載運(yùn)后VA的穩(wěn)定性極好。Hojjati等[40]以可溶性的大豆多糖作為壁材，采用了噴霧干燥的方法制備微膠囊，利用微膠囊載運(yùn)了角黃素?？扇苄源蠖苟嗵鞘且环N結(jié)合蛋白的水溶性多糖，在水相中具有低黏度、高穩(wěn)定性、分散性好、有乳化性等特點(diǎn)。更重要的是，以其作為微膠囊的壁材，膠囊的封裝率大幅度提高，同時(shí)角黃素的損失率也大幅度降低。角黃素經(jīng)載運(yùn)后，在室溫?zé)o光的條件下16周后仍然能夠維持其殘存率在65%以上。Sarkar等[41]用輻照解聚的瓜爾膠代替部分阿拉伯膠作為膠囊的壁材，采用噴霧干燥的方法制備膠囊來(lái)載運(yùn)薄荷油。解聚的瓜爾膠其黏度和分子質(zhì)量比原生的瓜爾膠低，但是聚合度分散性升高，廣泛應(yīng)用在水溶性膳食纖維載運(yùn)中。采用這種壁材后，增加了微膠囊中薄荷油的穩(wěn)定性，更適合對(duì)食物中的活性成分如風(fēng)味物質(zhì)的載運(yùn)。

1.3 納米球載運(yùn)體系

微球在藥劑學(xué)上是指藥物溶解或分散于高分子材料中形成的微小球狀實(shí)體，球形或類球形，而粒徑小于500 nm的微球則稱為納米球或納米粒。通常來(lái)說(shuō)，納米球由嵌段聚合物或兩親性分子、交聯(lián)聚合物自行締合而成[42]。納米球的一般結(jié)構(gòu)為核殼結(jié)構(gòu)，核和殼一般互為親、疏水性物質(zhì)組成[43]。

納米球的制備方法和納米囊的相同，有超臨界技術(shù)、聚合法、凝聚分散法、高壓均質(zhì)法、熔融分散法、溶劑蒸發(fā)法、乳化-溶劑擴(kuò)散法等[32-33]。

納米球是一種應(yīng)用比較普遍的載體。納米球廣受關(guān)注是因?yàn)槠涔逃刑卣?，諸如大的表面積、可調(diào)粒徑和體積、表征功能等[44]。因此，納米球不僅在載藥方面得到了廣泛的發(fā)展，而且在食品工業(yè)方面也被廣泛應(yīng)用，可用來(lái)載運(yùn)維生素、色素、蛋白、多肽、食品中的活性成分等[45-47]。Comunian等[45]用阿拉伯膠、麥芽糖糊精和大豆分離蛋白作為微球的壁材，采用噴霧干燥的方法制備微球來(lái)載運(yùn)天然食品色素脫植基葉綠素。阿拉伯膠和麥芽糖糊精是比較常見(jiàn)的壁材，大豆分離蛋白通過(guò)噴霧干燥的方法能展現(xiàn)許多性質(zhì)，如乳化性、水溶性、成膜性、水結(jié)合力等。3種物質(zhì)結(jié)合后，微球的溶解性增加，吸濕性降低。脫植基葉綠素經(jīng)過(guò)載運(yùn)后，封裝效率提高，顆粒分散性較好，最重要的是脫植基葉綠素在室溫下貯存90 d后仍然有較高的穩(wěn)定性。劉靜娜等[46]以殼聚糖作為制備微球的材料，通過(guò)反相懸浮法制備微球載運(yùn)脂肪酶。殼聚糖是一種生物相容性和生物可降解性很好的天然高分子多糖，有良好的成膠性，易于成膜、微球和納米粒子等多種形態(tài)，是一種性能良好的固定化酶載體。制得的殼聚糖微球有良好的熱穩(wěn)定性，耐酸堿性和抗氧化性。載運(yùn)后，提高了脂肪酶的酶活回收率。

1.4 膠束載運(yùn)體系

膠束是一種膠體粒子，通常是球形，粒徑在納米范圍，具有兩親性的聚合物都可以自發(fā)締合形成膠束[48]。這些膠束由兩親分子的親油部分纏繞成內(nèi)核，親水部分則環(huán)繞在外構(gòu)成外殼。膠束的粒徑一般在10～100 nm。膠束的形成是一種熱力學(xué)現(xiàn)象，因此在無(wú)限稀釋下膠束相對(duì)來(lái)說(shuō)是不穩(wěn)定的，為了提高膠束穩(wěn)定性，通常在臨界膠束濃度上形成聚合物膠束[49]。根據(jù)形成膠束分子的大小，膠束分子可以分為分子膠束和聚合物膠束兩類。

膠束的制備方法分為兩種：一種是直接水溶法，另一種是采用透析法[50]。這主要取決于聚合物在水中的溶解性[51]。藥物可通過(guò)簡(jiǎn)單的物理包埋法、靜電作用法和共價(jià)結(jié)合法載入聚合物膠束。物理包合法又可以分為溶解法、乳化溶劑蒸發(fā)法和透析法等。此法操作簡(jiǎn)單，載藥范圍廣。靜電作用法是通過(guò)靜電作用結(jié)合藥物，優(yōu)點(diǎn)是制備簡(jiǎn)單，制得的膠束穩(wěn)定，缺點(diǎn)是條件不易滿足，不常用?；瘜W(xué)結(jié)合法是通過(guò)共價(jià)鍵將藥物結(jié)合在膠束上，此法優(yōu)點(diǎn)是制得的膠束生物利用度高，缺點(diǎn)是需要合適的官能團(tuán)才能反應(yīng)，應(yīng)用受到限制[52-53]。

因?yàn)槟z束既可以分散于水相中，也可形成于油相中，所以用膠束載運(yùn)可以提高被載運(yùn)物質(zhì)的溶解性。在食品工業(yè)中，膠束可以用來(lái)載運(yùn)色素、油脂等[54-56]。Menendez-Aguirre等[54]以原生酪蛋白作為壁材，通過(guò)反相高效液相色譜法在高壓下制備膠束來(lái)載運(yùn)VD2。這種膠束非常穩(wěn)定，封裝效率較高，載體也存在營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。采用高壓是使VD2進(jìn)入到膠束中，同時(shí)保護(hù)膠束的物理化學(xué)性質(zhì)不受損害。經(jīng)過(guò)載運(yùn)后，VD2的載運(yùn)效率提高，高壓后得到了一個(gè)低緩慢釋放率，VD2在機(jī)體內(nèi)的利用效率增加。Esmaili等[55]用兩親性的β-酪蛋白作為溶劑，通過(guò)溶劑-蒸發(fā)法，制備姜黃素膠束。姜黃素是一種水溶性較低的色素。β-酪蛋白膠束在水溶液中的粒徑很小，有納米顆粒的性質(zhì)。提高了姜黃素的溶解性和生物利用率，促進(jìn)其在機(jī)體內(nèi)的吸收，提高了抗氧化活性。

1.5 囊泡載運(yùn)體系

兩親分子由于其特殊的溶解性質(zhì)在溶液中會(huì)自發(fā)聚集形成分子有序結(jié)構(gòu)，并表現(xiàn)為雙層形式。通常，若兩親分子是由合成表面活性劑組成，則稱之為囊泡[57-58]。若雙親分子是天然表面活性劑卵磷脂，形成的結(jié)構(gòu)稱為脂質(zhì)體。囊泡的表面活化劑能使 脂質(zhì)雙分子分散開(kāi)增加了雙分子層的可變性，并且降低了它的界面張力。同時(shí)，表面活性劑在不加任何物質(zhì)的條件下可形成囊泡。囊泡是裝滿水的膠體粒子，囊壁一般是由含有雙層構(gòu)象的兩親性分子組成的[59]。囊泡有一個(gè)水溶性的內(nèi)核，非常類似于細(xì)胞膜，囊泡的特殊結(jié)構(gòu)和性質(zhì)決定其可用于生物膜模擬、藥物釋放、 催化、提供反應(yīng)的微環(huán)境等[60]，從而成為研究的熱門課題。

由于囊泡的結(jié)構(gòu)和脂質(zhì)體相似，二者采用相同的制備方法。常用來(lái)制備囊泡的方法有薄膜分散法、乙醚注入法、逆向蒸發(fā)法、囊泡前體法、擠壓法等[61]。薄膜分散法是最早最常用的方法。是將溶在有機(jī)試劑里的表面活性劑和脂質(zhì)物質(zhì)用減壓除去試劑后形成薄膜，再加工形成囊泡，此法制成的囊泡直徑較大，包封率不高。乙醚注入法則是將溶劑換成乙醚，在水浴中除去乙醚制得，可產(chǎn)生較小的囊泡，包封率比上一種高。逆向蒸發(fā)法是先將表面活性劑和脂質(zhì)體溶解，再和被載物進(jìn)行自乳化后除去有機(jī)溶劑。此法適合于水溶性物質(zhì)的制備，制得的顆粒分布較均勻。

由于囊泡有較強(qiáng)的增溶作用，其雙層膜具有較好的牢固性和穩(wěn)定性。因此，囊泡主要用來(lái)載運(yùn)難溶性的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和活性物質(zhì)[62]。杜美菊等[62]用非離子表面活性劑和膽固醇作為材料，通過(guò)真空旋轉(zhuǎn)-超聲波法制備VC囊泡。這種囊泡載體的毒性小，制劑穩(wěn)定，具有生物相容性和生物可降解性。經(jīng)過(guò)載運(yùn)后，包封率提高了，穩(wěn)定性較脂質(zhì)體好，而且囊泡材料價(jià)格低廉，易購(gòu)買。

1.6 樹(shù)枝狀聚合物載運(yùn)體系

樹(shù)枝形聚合物是20世紀(jì)80年代中期出現(xiàn)的一類相對(duì)較新的合成高分子[63]。它是一種高度分枝的，有許多支鏈從中央核心往外延伸的球狀大分子，并且在外圍攜帶多種官能團(tuán)[64]。樹(shù)枝狀聚合物有精確的三維構(gòu)架，一個(gè)中央核心，一個(gè)由重復(fù)分枝單位構(gòu)成延核心成放射狀的內(nèi)層空腔結(jié)構(gòu)和附著在內(nèi)層上的末端官能團(tuán)[65]。一個(gè)樹(shù)枝狀聚合物的分子散在水中可以形成1～10 nm大小的粒子，是一種真正意義上的納米粒子[66]。與一般的高分子不同，樹(shù)枝狀大分子有良好的流體性能、低黏度、高水溶性、無(wú)免疫原性、低毒和不在體內(nèi)蓄積等特點(diǎn)，這使其成為藥物載運(yùn)體系的研究熱點(diǎn)[67]。

樹(shù)枝狀聚合物的合成方法一般有兩種，一種是發(fā)散法[68]，由一個(gè)中央分子核心通過(guò)逐步聚合反應(yīng)向四周生長(zhǎng)、發(fā)散。最大的優(yōu)點(diǎn)是合成的樹(shù)枝狀聚合物的結(jié)構(gòu)高度完美，缺點(diǎn)是容易得到有缺陷的產(chǎn)品。另一種是匯聚生長(zhǎng)法[69]，即多個(gè)分枝單位聚合成樹(shù)突狀結(jié)構(gòu)，然后聚于一個(gè)核心[67]。其優(yōu)勢(shì)是可以根據(jù)應(yīng)用需要選擇不同的末端基團(tuán)，缺點(diǎn)是需要更多的起始原料、產(chǎn)率低等。

樹(shù)枝狀聚合物具有高度分支、獨(dú)特的殼核結(jié)構(gòu)、天然的納米尺寸、獨(dú)特的單分散性、表面多官能團(tuán)等結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。另外，樹(shù)枝狀聚合物還有無(wú)免疫原性、毒性小、不在體內(nèi)蓄積等性能。樹(shù)枝狀聚合物在載運(yùn)藥物方面性能也比較優(yōu)良，在載運(yùn)生物活性物質(zhì)方面轉(zhuǎn)運(yùn)效率高、穩(wěn)定性好。由此可見(jiàn)，樹(shù)枝狀聚合物在載體方面的應(yīng)用，得益于其獨(dú)特的構(gòu)建、結(jié)構(gòu)和功能特點(diǎn)。樹(shù)枝狀聚合物在載運(yùn)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)方面的應(yīng)用研究還比較少。根據(jù)樹(shù)枝狀聚合物的結(jié)構(gòu)、生物特點(diǎn)和作為藥物載體時(shí)的特點(diǎn)，樹(shù)枝狀聚合物在食品方面的發(fā)展前景是很樂(lè)觀的，值得嘗試。

2 營(yíng)養(yǎng)載運(yùn)體系的表征與評(píng)價(jià)

營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)封裝后，它的封裝效果如何，可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行表征[61,70-72]。一是測(cè)定載運(yùn)后顆粒的粒徑和和分散度。顆粒大小是載體制備過(guò)程中的一個(gè)重要參數(shù)和質(zhì)量保證。一般用粒度儀和透射電鏡進(jìn)行測(cè)定和觀察。因?yàn)檩d體的物理穩(wěn)定性取決于粒子的大小和分散度。此外，包封后粒徑增大，可以說(shuō)明包載上了物質(zhì)。二是觀察粒子的形態(tài)，一般用掃描電子顯微鏡觀察?？梢钥闯龇庋b前后的粒子形態(tài)和載體系統(tǒng)的微結(jié)構(gòu)，使我們對(duì)封裝前后的粒子有更直觀的影像。三是測(cè)定粒子的熱力學(xué)變化，可以用差示掃描量熱法進(jìn)行測(cè)定，如相變化、焓熵變、玻璃轉(zhuǎn)化溫度等。通過(guò)測(cè)定這些參數(shù)，可以看出自由能的變化和吸放熱能的變化，可以得出被載物質(zhì)的穩(wěn)定性變化和被載物與載體的結(jié)合情況、裝載率等問(wèn)題。四是測(cè)封裝效率、載物率。封裝效率，即封裝的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的量與最初加入的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的總量的比，是評(píng)價(jià)載體制劑質(zhì)量好壞的最重要的指標(biāo)，也是載體能否發(fā)揮較普通制劑高效、低毒特點(diǎn)的關(guān)鍵?？梢詸z測(cè)哪種載運(yùn)體系適合被載物，找出最佳載體。載物率是指載體載運(yùn)后的質(zhì)量與未載運(yùn)載體的質(zhì)量之比，它的大小直接影響到營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的應(yīng)用劑量，故載物量愈大，愈易滿足加工、市場(chǎng)需要。五是測(cè)釋放動(dòng)態(tài)，可以間隔測(cè)定殘留在載體中的被載運(yùn)物質(zhì)的量，并據(jù)此對(duì)載運(yùn)體系進(jìn)行不斷的改進(jìn)。六是毒理學(xué)研究和安全性評(píng)價(jià)，如可以采用3-（4,5-二甲基噻唑-2）-2,5-二苯基四氮唑溴鹽（3-（4,5-dimethylthiazol-2-yl）-2,5-diphenyltetrazolium bromide，MTT）[73]進(jìn)行毒理測(cè)定，評(píng)價(jià)載體進(jìn)入機(jī)體內(nèi)對(duì)機(jī)體的影響。

營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的穩(wěn)定性和機(jī)體的吸收利用率是營(yíng)養(yǎng)載運(yùn)體系最重要的評(píng)價(jià)指標(biāo)[74]。載體在貯存過(guò)程中的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)是人們關(guān)注的焦點(diǎn)。許多營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)易氧化，遇光、熱不穩(wěn)定。載體自身也存在不穩(wěn)定的問(wèn)題，有的載體在環(huán)境條件下容易發(fā)生聚集、氧化和降解等。營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在貯存期間的殘存率直接反應(yīng)了其穩(wěn)定性能，也是衡量載體對(duì)營(yíng)養(yǎng)素包埋保護(hù)效果的重要指標(biāo)，載體粒徑隨時(shí)間的變化也是載體穩(wěn)定性的重要指標(biāo)。對(duì)穩(wěn)定性的表征可以用于選擇最適合的載運(yùn)體系和最優(yōu)的貯存條件。營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)只有被機(jī)體吸收后才能被有效利用，所以營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)被載運(yùn)后在機(jī)體內(nèi)的吸收率，是體現(xiàn)載體性能的一個(gè)重要方面。現(xiàn)階段，對(duì)吸收的研究一般是做動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，通過(guò)做動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，我們可以了解營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在載運(yùn)后的生物利用率，通過(guò)生物利用率，可以評(píng)價(jià)載體的生物相容性，以及載體顆粒的大小、表面性質(zhì)是否有利于吸收等利用。

3 結(jié) 語(yǔ)

載體載運(yùn)營(yíng)養(yǎng)物 質(zhì)可以對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行保護(hù)，控制其釋放速 率，提高生物利用率等，具有很大的發(fā)展和應(yīng)用潛力。相對(duì)于藥物載運(yùn)體系，營(yíng)養(yǎng)載運(yùn)體系的研究才剛剛起步，研究中還存在許多問(wèn)題，如載運(yùn)方法較為單一，載運(yùn)體系的載運(yùn)效率和穩(wěn)定性不高，載運(yùn)效果評(píng)價(jià)困難等。因此，營(yíng)養(yǎng)載運(yùn)體系研究還有很大的發(fā)展空間，值得我們進(jìn)一步的深入探索，如天然的蛋白載體的組裝機(jī)制、載體與營(yíng)養(yǎng)成分的相互作用等都需要更深入的了解。另外，尋找更多無(wú)毒、純天然的載體材料也是營(yíng)養(yǎng)載體的重要發(fā)展方向之一。在技術(shù)層面，載體的效果評(píng)價(jià)依然缺乏好的技術(shù)方法，尋找更直觀、簡(jiǎn)單、有效的評(píng)價(jià)方法，能夠客觀真實(shí)地反映載運(yùn)營(yíng)養(yǎng)素的吸收代謝情況，這也是研究營(yíng)養(yǎng)載運(yùn)體系的一個(gè)瓶頸問(wèn)題。

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A Review on Nutrient Delivery Systems

LI Wen-ying1,2, ZHOU Tong3, ZHOU Chun-yan1,2, QIU Chang-jiang1,2, ZHOU Ning-ling1,2, YAO Zhi-wen4, WU Zhi-hua1,5,*, CHEN Hong-bing1,5
(1. State Key Laboratory of Food Science and Technology, Nanchang University, Nanchang 330047, China; 2. School of Life Sciences and Food Engineering, Nanchang University, Nanchang 330047, China; 3. Nursing College, Jiangxi University of Traditional Chinese Medicine, Nanchang 330004, China; 4. Engineering Training Centre, Nanchang Hangkong University, Nanchang 330063, China; 5. Sino-German Joint Research Institute, Nanchang University, Nanchang 330047, China)

Delivery systems are now broadly applied in drug delivery, and many attempts have been made to use them in the delivery of nutrient s. Good delivery carriers can help enhance the stability and bioavailability of nutrients. The present review outlines the recent progress in the structure, preparation and application in nutrient delivery of common nutrient delivery systems, such as liposomes, microcapsules, nanospheres, micelles, vesicles, and dendritic polymer.

carrier; nutrients; bioavailability

TS201.4

A

1002-6630（2014）05-0223-07

10.7506/spkx1002-6630-201405044

2013-04-25

國(guó)家自然科學(xué)基金地區(qū)科學(xué)基金項(xiàng)目（31260411；21162019）；江西省科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目（20133BBF60004）

李雯瑩（1989—），女， 碩士研究生， 研究方向?yàn)闋I(yíng)養(yǎng)與食品衛(wèi)生學(xué)。E-mail：821700975@qq.com

*通信作者：吳志華（1976—），男，教授，博士，研究方向?yàn)槭称房茖W(xué)與工程。E-mail：wuzhihua@ncu.edu.cn