基質(zhì)結(jié)構(gòu)對納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體中葉黃素生物利用度的調(diào)控機制

李新甜，徐亞元，張鐘元，戴竹青，馮 蕾，聶梅梅，李大婧，張國棟，張 興

（1.江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，江蘇 南京 210014；2.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院，江蘇 南京 210095；3.江蘇艾蘭得營養(yǎng)品有限公司，江蘇 泰州 214504）

葉黃素是一種廣泛存在于深綠色蔬菜、水果和花卉中的脂溶性類胡蘿卜素，具有抗氧化、保護視力、預(yù)防心血管疾病和癌癥等多種生理功能。然而，葉黃素由于其分子結(jié)構(gòu)中存在較多疏水基團，在人體消化環(huán)境中溶解度極低，容易在消化道中結(jié)晶析出而不易轉(zhuǎn)移至混合膠束，降低了人體對它的吸收和生物利用，這在很大程度上限制了葉黃素作為一種功能性營養(yǎng)素在食品和醫(yī)藥等領(lǐng)域的應(yīng)用。研究發(fā)現(xiàn)，構(gòu)建合適的納米遞送載體可有效改善葉黃素生物利用度并起到緩釋作用。

納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體（nanostructured lipid carriers，NLCs）是在固體納米顆粒的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新型納米脂質(zhì)載藥體系，由液體油脂、固體油脂和乳化劑構(gòu)成。根據(jù)生產(chǎn)方法和固液態(tài)油脂構(gòu)成比例的不同，NLCs可分為缺陷型、復(fù)合型和無定型NLCs。由于葉黃素等脂溶性活性物質(zhì)在液體油脂中的溶解度更高，NLCs中高濃度液體油可以提高其藥物負載量，但是液體油的比例不可以無限增加，它存在臨界水平，脂質(zhì)基質(zhì)中液體油含量過多可能會導(dǎo)致NLCs中活性物質(zhì)發(fā)生“突釋”，降低活性物質(zhì)的生物利用率。研究發(fā)現(xiàn)，NLCs中的液體油可以通過降低結(jié)晶度和促進脂質(zhì)基質(zhì)的多態(tài)性轉(zhuǎn)變提高NLCs的消化率。因此，NLCs固液態(tài)油脂比例的選擇至關(guān)重要，因為它可以控制脂質(zhì)基質(zhì)的消化、膠束化和活性物質(zhì)的釋放，并最終控制其生物利用度。

本研究采用高壓微射流技術(shù)制備不同基質(zhì)結(jié)構(gòu)葉黃素納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體（lutein-loaded nanostructured lipid carriers，Lutein-NLCs），對不同基質(zhì)結(jié)構(gòu)Lutein-NLCs的晶體熱力學(xué)特性和固化層厚度等結(jié)晶行為進行研究，并基于模擬體外消化實驗，探明Lutein-NLCs基質(zhì)結(jié)構(gòu)通過調(diào)控結(jié)晶行為對脂質(zhì)消化、葉黃素釋放、膠束形成和生物可給率的調(diào)控作用，以期為提高脂溶性活性物質(zhì)的生物利用度奠定理論基礎(chǔ)，同時為NLCs在親脂活性成分遞送方面的應(yīng)用提供新思路和理論指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

葉黃素（純度＞80%）、山崳酸甘油酯、亞麻籽油、吐溫80（Tween 80） 上海源葉生物科技有限公司；胰脂肪酶、胃蛋白酶 南京奧多福尼生物科技有限公司；豬膽鹽 北京奧博星生物技術(shù)有限責(zé)任公司；無水乙醚（分析純） 南京化學(xué)試劑股份有限公司；庚烷（分析純）、乙腈（色譜純）、異丙醇（色譜純）上海麥克林生化科技有限公司；其余化學(xué)試劑均為分析純，購自國藥集團化學(xué)試劑公司。

1.2 儀器與設(shè)備

Q20差示掃描量熱儀 美國沃特世科技有限公司；NICOMP Z3000納米粒度電位儀 美國PSS粒度儀公司；LM20微射流納米均質(zhì)機 美國微射流均質(zhì)機有限公司；GI20體外模擬消化系統(tǒng) 澳大利亞國家儀器公司；Elx-800酶標儀 美國BioTek公司；85-2A數(shù)顯測速恒溫磁力攪拌器 常州金壇華偉儀器廠；1200高效液相色譜儀美國安捷倫科技有限公司；BS224S電子分析天平 北京賽多利斯科學(xué)儀器公司；TG16-WS臺式高速離心機 湖南湘儀離心機儀器有限公司；FE20實驗室pH計 上海梅特勒-托利多儀器有限公司；D10氮氣吹掃儀 杭州奧盛儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 Lutein-NLCs的制備

參考程喆等的方法采用高壓微射流法制備Lutein-NLCs：稱取一定量的亞麻籽油和山崳酸甘油酯混合后于80 ℃條件下加熱熔化，然后加入葉黃素（占總油脂的質(zhì)量分數(shù)為5%），通過攪拌使其溶解在混合油脂中。將加熱到80 ℃的95%（/）Tween 80溶液（1%，/）迅速加入到5%（/）混合油脂中，在12 000 r/min攪拌10 min形成預(yù)乳液，然后經(jīng)高壓微射流（20 300 psi，4個循環(huán)）后迅速冷卻得到Lutein-NLCs。亞麻籽油與山崳酸甘油酯的質(zhì)量比分別為90%∶10%、60%∶40%、30%∶70%、10%∶90%。

1.3.2 差示掃描量熱分析

稱取10 mg Lutein-NLCs放入鋁制樣品盤中，以相應(yīng)的混合油脂作對照，并準確記錄樣品的質(zhì)量。氮氣以50 mL/min速率吹掃，以5 ℃/min的加熱速率將樣品在0～120 ℃范圍內(nèi)加熱，空的樣品盤作為參考。

1.3.3 固化層厚度的分析

參考Salminen等的方法對固化層厚度進行計算。假設(shè)Lutein-NLCs顆粒呈球形，其粒徑呈單峰分布，并且不忽略球的外殼部分，根據(jù)不同基質(zhì)結(jié)構(gòu)Lutein-NLCs中液體油脂占總油脂的質(zhì)量分數(shù)，可以通過式（1）計算球的外殼厚度，即固化層的厚度。本實驗制得的Lutein-NLCs納米顆粒的體積平均直徑（）在20～120 nm之間，故對體積平均半徑在10～60 nm之間的Lutein-NLCs納米顆粒的固化層厚度進行理論計算。

式中：為液體油脂占總油脂的質(zhì)量分數(shù)/%；為Lutein-NLCs納米顆粒的體積平均半徑/nm；為固化層厚度/nm；為亞麻籽油的密度/（g/cm）；為山崳酸甘油酯的密度/（g/cm）。

1.3.4 模擬體外消化實驗

體外消化參考Mutsokoti等的方法，并進行適當(dāng)修改。體外消化過程在弱光條件下進行。胃消化法：稱取5 g Lutein-NLCs產(chǎn)品于消化管中，加10 mL模擬胃液（3.5 mmol/L KHPO、10 mmol/L CaCl·2HO、3.6 mmol/L MgCl·6HO、6 mmol/L KCl、120 mmol/L NaCl），用0.1 mol/L HCl溶液調(diào)節(jié)pH 2.00±0.05，加入3.2 mg/mL胃蛋白酶。蓋上蓋子后置于體外消化儀（37 ℃、120 r/min）消化1 h。

腸消化法：取出消化管，用0.1 mol/L NaOH溶液調(diào)節(jié)pH 7.0±0.05，加入20 mL胰脂肪酶-膽鹽消化液（胰酶30 mg/mL，膽鹽28 mg/mL，用0.1 mol/L NaHCO溶液配制）。蓋上蓋子后置于體外消化儀（37 ℃、120 r/min）消化4 h。

1.3.5 粒徑和Zeta電位分析

在模擬體外消化過程中，分別取初始乳液、胃、腸消化結(jié)束時的消化液測定粒徑和Zeta電位。測定前需要用10 mmol/L磷酸鹽緩沖液（pH 7.0）稀釋，稀釋10 倍用于粒徑測定，稀釋1 000 倍后用于Zeta電位測定。

1.3.6 葉黃素釋放率的測定

參考Liu等的方法并進行適當(dāng)修改。在模擬腸消化過程中，于設(shè)定時間（7.5、15、30、45、60、90、120、180 min和240 min）取1 mL消化液，加入3 mL正己烷，旋渦混勻后，3 000 r/min離心5 min，收集上層有機相，重復(fù)上述過程3 次，合并所有有機相，經(jīng)N吹干后用甲醇復(fù)溶，在450 nm波長下測定吸光度。葉黃素釋放率計算如式（2）。葉黃素的標準曲線為=0.085-0.032 5，=0.998 2。

式中：為消化過程中消化液中葉黃素質(zhì)量/g；為初始乳液中葉黃素質(zhì)量/g。

1.3.7 生物可給率的測定

參考Luo Hao等的方法并略作修改。在模擬腸消化過程中的設(shè)定時間取1 mL消化液于4 ℃、10 000 r/min離心1 h以獲得上層膠束部分。取膠束相加入1 mL混合提取液（正己烷-乙醇-丙酮-甲苯（10∶6∶7∶7，/）），振蕩搖勻，靜置過夜分層，然后加入1 mL正己烷和1.5 mL 10 g/100 mL硫酸鈉溶液，靜置10 min后取出有機層，重復(fù)加1 mL正己烷，提取至下層無色或淡黃色，合并上清液，氮氣吹干后用甲醇復(fù)溶，用0.45 μm有機濾器過濾后在450 nm波長處測定樣品的吸光度。生物可給率計算如式（3）所示：

式中：為消化過程中膠束中葉黃素質(zhì)量/g；為初始乳液中葉黃素質(zhì)量/g。

1.3.8 脂肪酸含量和甘油酯成分的分析

脂質(zhì)提取參考Verrijssen等的方法，略有修改。取1 mL樣品（消化液和膠束），加入含有2 mL乙醇、3 mL乙醚-庚烷（1∶1，/）和0.2 mL 2.5 mol/L硫酸溶液的混合提取液中，渦流混勻2 min后200 r/min攪拌30 min。20 ℃、2 000 r/min離心5 min，收集上層有機相。此后，按上述方法重新往下層部分添加1 mL乙醚-庚烷（1∶1，/），攪拌15 min，提取有機相。合并有機相于容量瓶中，用乙醚-庚烷定容至5 mL。將收集的有機相過濾（Chromafil PET過濾器，孔徑0.2 μm，直徑25 mm）到棕色小瓶中，待高效液相色譜分析。

采用高效液相色譜分析脂肪酸含量及甘油酯的組成和含量。色譜條件參考洪穎的方法并作修改。采用C反相色譜柱（4.6 mm×250 mm，5 μm）和蒸發(fā)光散射檢測器進行脂肪酸和甘油酯的高效液相色譜分析。蒸發(fā)光檢測器的N流速1 mL/min；漂移管溫度55 ℃；增益1。流動相：A為乙腈， B為異丙醇；柱溫30 ℃；流速1.0 mL/min；進樣量10 μL；梯度洗脫程序：0～10 min，70%～60% A、30%～40% B；10～40 min，60%～50% A、40%～50% B；40～55 min，50%～70% A、50%～30% B。

1.3.9 動力學(xué)模型

采用Verkempinck等的方法對不同基質(zhì)結(jié)構(gòu)Lutein-NLCs的脂質(zhì)消化、葉黃素釋放、膠束形成和葉黃素膠束化過程的實驗數(shù)據(jù)進行擬合，通過非線性回歸進行參數(shù)估計。在模擬消化過程中，由于胃相中缺乏胰脂肪酶和膽鹽，Lutein-NLCs的脂解和葉黃素的膠束化不會在胃相中發(fā)生。因此，腸消化開始時消化液中甘油三酯（triacylglycerols，TAGs）濃度作為初始乳液中TAGs濃度，即為100%；消化液或膠束組分中甘油一酯（monoacylglycerols，MAGs）和游離脂肪酸（free fatty acids，F(xiàn)FAs）初始濃度、葉黃素釋放率、生物可給率的初始值假定為0。根據(jù)式（4）對實驗數(shù)據(jù)進行擬合，所有模型曲線均通過計算和可視化分析殘差圖評估模型的擬合度。

式中：C為模擬腸消化時間時的參數(shù)值；為模擬腸消化時的初始參數(shù)值；為腸消化時間=∞時的估計漸近參數(shù)值；為反應(yīng)速率常數(shù)/min；為模擬腸消化時間/min。

1.4 數(shù)據(jù)分析

2 結(jié)果與分析

2.1 基質(zhì)結(jié)構(gòu)對Lutein-NLCs熱力學(xué)性質(zhì)的影響

表1顯示，與純山崳酸甘油酯相比，混合油脂的熔點和焓值均降低，峰寬（熔化起點到終點的溫度跨度）增加，并且隨著亞麻籽油質(zhì)量分數(shù)增加，混合油脂的峰寬逐漸增加，熔點和焓值均逐漸降低，這表明亞麻籽油的引入會破壞固體脂質(zhì)的結(jié)晶狀態(tài)，導(dǎo)致晶體的有序性和結(jié)晶結(jié)構(gòu)降低。與混合油脂相比，Lutein-NLCs的焓值降低，并且隨著亞麻籽油質(zhì)量分數(shù)增加，Lutein-NLCs的熔點和焓值均呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢，Lutein-NLCs的熔點和焓值均在亞麻籽油質(zhì)量分數(shù)（亞麻籽油占總混合油脂的質(zhì)量分數(shù)）為30%時出現(xiàn)“拐點”。由于隨著NLCs中液體油含量增多，NLCs結(jié)構(gòu)會發(fā)生從缺陷型到復(fù)合型的轉(zhuǎn)變，因此，推測當(dāng)亞麻籽油質(zhì)量分數(shù)為低于30%時，體系有利于形成缺陷型Lutein-NLCs，當(dāng)亞麻籽油質(zhì)量分數(shù)為高于30%時，體系有利于形成復(fù)合型Lutein-NLCs。

表1 混合油脂和Lutein-NLCs的熱力學(xué)參數(shù)Table 1 Thermodynamic parameters of mixed lipids and Lutein-NLCs

2.2 基質(zhì)結(jié)構(gòu)對Lutein-NLCs的固化層厚度的影響

不同粒徑下理論固化層厚度隨亞麻籽油質(zhì)量分數(shù)的變化情況以及固化層厚度和體積平均粒徑隨亞麻籽油質(zhì)量分數(shù)的變化情況如圖1所示。理論計算結(jié)果（圖1A）顯示，隨著亞麻籽油質(zhì)量分數(shù)的增加，固化層厚度逐漸降低；隨著體積平均粒徑的減小，固化層厚度也逐漸降低。根據(jù)本實驗構(gòu)建的Lutein-NLCs固化層厚度的計算結(jié)果（圖1B），隨著亞麻籽油質(zhì)量分數(shù)增加，Lutein-NLCs的固化層厚度逐漸降低，這與晶體的熱力學(xué)性質(zhì)有關(guān)；當(dāng)脂質(zhì)基質(zhì)中亞麻籽油質(zhì)量分數(shù)低于60%時，Lutein-NLCs固化層厚度隨著體積平均粒徑的減小而降低；而基質(zhì)中亞麻籽油的質(zhì)量分數(shù)高于60%，Lutein-NLCs固化層逐漸減小但是體積平均粒徑逐漸增大，這是因為含有高含量液體油的Lutein-NLCs在高壓均質(zhì)過程中，顆粒容易聚集，導(dǎo)致體積平均粒徑變大。

圖1 不同粒徑下的理論固化層厚度（A）以及固化層厚度和體積平均粒徑（B）隨亞麻籽油質(zhì)量分數(shù)的變化Fig. 1 Changes in theoretical solidified layer thickness under different volume mean particle sizes (A) and changes in solidified layer thickness and volume mean particle size (B) with concentration of linseed oil

2.3 不同消化階段Lutein-NLCs粒徑的變化

圖2 消化過程中不同基質(zhì)結(jié)構(gòu)Lutein-NLCs的粒徑變化Fig. 2 Changes in particle size of Lutein-NLCs with different matrix structures during digestion

如圖2所示，不同基質(zhì)結(jié)構(gòu)Lutein-NLCs初始粒徑均小于200 nm，經(jīng)過胃消化后，其粒徑均顯著增加（＜0.05），表明Lutein-NLCs在胃中發(fā)生了顆粒聚集現(xiàn)象，這主要由于胃液的高離子強度、強酸性以及陰離子胃蛋白酶的存在，Lutein-NLCs顆粒間的靜電排斥減少。經(jīng)過腸消化后，Lutein-NLCs的粒徑均顯著降低（＜0.05），這是由于腸液中胰脂肪酶對Lutein-NLCs脂質(zhì)的水解，產(chǎn)生了多種膠束粒子，包括未消化的脂滴、混和膠束和不溶性鈣皂等。

2.4 不同消化階段Lutein-NLCs電位的變化

在模擬體外消化過程中不同基質(zhì)結(jié)構(gòu)Lutein-NLCs的Zeta電位變化情況如圖3所示。經(jīng)胃消化后，不同基質(zhì)結(jié)構(gòu)Lutein-NLCs的Zeta電位絕對值均降低，表明Lutein-NLCs表面的負電荷含量減少，這是因為高離子強度的胃液可以通過靜電屏蔽作用降低Zeta電位。進入小腸相后，Lutein-NLCs的負電荷顯著增加（＜0.05），這主要與腸液中的膽鹽、FFAs等陰離子物質(zhì)有關(guān)。

圖3 消化過程中不同基質(zhì)結(jié)構(gòu)Lutein-NLCs的Zeta電位的變化Fig. 3 Changes in zeta potential of Lutein-NLCs with different matrix structures during digestion

2.5 基質(zhì)結(jié)構(gòu)對Lutein-NLCs脂質(zhì)水解反應(yīng)動力學(xué)的影響

圖4 不同基質(zhì)結(jié)構(gòu)Lutein-NLCs中脂質(zhì)水解情況Fig. 4 Hydrolysis of lipids from Lutein-NLCs with different matrix structures

表2 不同基質(zhì)結(jié)構(gòu)Lutein-NLCs的脂質(zhì)水解動力學(xué)參數(shù)Table 2 Kinetics parameters for lipid hydrolysis from Lutein-NLCs with different matrix structures

油脂的消化主要發(fā)生在小腸階段，在小腸中，脂質(zhì)中的TAGs被胰脂肪酶水解產(chǎn)生FFAs和MAGs，這些脂解產(chǎn)物與膽汁鹽、磷酸等成分結(jié)合，形成混合膠束，以溶解負載脂溶性活性物質(zhì)。由圖4可知，消化初期，不同基質(zhì)結(jié)構(gòu)Lutein-NLCs的TAGs水解產(chǎn)物含量均呈線性增加，在消化的4 h內(nèi)，所有樣品水解的TAGs含量均達到穩(wěn)定值，但是TAGs的水解率在60%～85%之間，脂質(zhì)水解不完全，這可能是由于脂肪水解產(chǎn)物在界面的積累以及NLCs在胃相發(fā)生聚集，使得脂肪酶在油水界面的吸附面積降低；此外，TAGs水解的過程中伴隨著FFAs和MAGs的釋放，其中FFAs的釋放量遠高于MAGs，一方面是由于胰脂肪酶水解TAGs時，每分子TAG能水解產(chǎn)生兩分子FFAs和一分子MAG；另一方面是由于在脂質(zhì)水解過程中其釋放的MAGs進一步水解成了FFAs，Tokle等的研究也發(fā)現(xiàn)了該現(xiàn)象。表2顯示了不同基質(zhì)結(jié)構(gòu)Lutein-NLCs的脂質(zhì)水解動力學(xué)參數(shù)。隨著油脂基質(zhì)中亞麻籽油質(zhì)量分數(shù)的增加，TAGs水解的和值均顯著降低（＜0.05），消化結(jié)束時，NLC的TAGs的值和值最高，分別為84.02%和0.057 min，顯著高于NLC、NLC和NLC（＜0.05），NLC的TAGs的和值最低，分別為63.28%和0.031 min。FFAs和MAGs釋放的和值變化規(guī)律與TAGs相似，即隨著亞麻籽油質(zhì)量分數(shù)的增加，F(xiàn)FAs和MAGs釋放的和值均逐漸降低。不同基質(zhì)結(jié)構(gòu)Lutein-NLCs的脂質(zhì)水解的差異可能與多不飽和脂肪酸含量有關(guān)，亞麻籽油富含多不飽和脂肪酸，山崳酸甘油酯富含多飽和脂肪酸，多不飽和脂肪酸的彎曲結(jié)構(gòu)造成空間位阻效應(yīng)，以及多不飽和脂肪酸具有更高的表面活性，在油水界面與脂肪酶發(fā)生競爭性吸附，導(dǎo)致亞麻籽油質(zhì)量分數(shù)高的Lutein-NLCs的脂質(zhì)基質(zhì)不容易被脂肪酶水解。

2.6 基質(zhì)結(jié)構(gòu)對Lutein-NLCs中葉黃素釋放動力學(xué)的影響

圖5顯示，在腸消化過程中，隨著時間的推移葉黃素釋放率先快速增加后逐漸趨于穩(wěn)定，不同基質(zhì)結(jié)構(gòu)Lutein-NLCs的葉黃素釋放率達到穩(wěn)定狀態(tài)所需的時間存在差異，這體現(xiàn)了其葉黃素釋放速率存在差異，圖5顯示除NLC外，隨著亞麻籽油質(zhì)量分數(shù)的增加，Lutein-NLCs的葉黃素釋放速率逐漸增加，表3中的速率常數(shù)值也體現(xiàn)了這一規(guī)律，這可能是由于隨著亞麻籽油質(zhì)量分數(shù)增加，Lutein-NLCs的固化層厚度逐漸降低（圖1），Lutein-NLCs的脂質(zhì)更容易被脂肪酶水解而釋放葉黃素。在消化結(jié)束時，NLC的葉黃素釋放率最高，為73.74%，顯著高于NLC、NLC和NLC（＜0.05），而NLC的葉黃素釋放率最低，為58.32%。

圖5 不同基質(zhì)結(jié)構(gòu)Lutein-NLCs在消化過程中的葉黃素釋放率的變化Fig. 5 Changes in degree of lutein release from Lutein-NLCs with different matrix structures during digestion

表3 消化過程中不同基質(zhì)結(jié)構(gòu)Lutein-NLCs中葉黃素釋放動力學(xué)參數(shù)Table 3 Kinetics parameters for lutein release from Lutein-NLCs with different matrix structures during digestion

2.7 基質(zhì)結(jié)構(gòu)對Lutein-NLCs膠束形成動力學(xué)的影響

圖6顯示，消化7.5 min時，在膠束中檢測到FFAs和MAGs的存在，表明腸消化開始時MAGs和FFAs就參與混合膠束形成，在消化過程中，膠束中FFAs和MAGs的含量逐漸增加，直至達到穩(wěn)定狀態(tài)，并且在消化過程中膠束組分中的FFAs濃度顯著高于MAGs濃度。此外，表4表明，在模擬消化過程中，隨著亞麻籽油質(zhì)量分數(shù)的增加，Lutein-NLCs消化釋放的MAGs和FFAs的膠束化程度和速率均呈顯著上升趨勢（＜0.05），與MAGs、FFAs釋放規(guī)律一致，這是因為膠束是由膽鹽和脂肪消化產(chǎn)物混合而成的，MAGs、FFAs釋放的規(guī)律會影響兩者參與膠束形成的規(guī)律。然而，在消化過程的任意時刻，膠束中MAGs、FFAs含量均低于消化液，這表明并非所有的MAGs、FFAs均參與混合膠束的形成，這與Verkempinck等的研究一致，并且該研究表示參與膠束形成的MAGs和FFAs的含量取決于油脂的類型。

圖6 不同基質(zhì)結(jié)構(gòu)Lutein-NLCs膠束中MAGs和FFAs的含量Fig. 6 Concentrations of MAGs and FFAs in micelles from Lutein-NLCs with different matrix structures

表4 不同基質(zhì)結(jié)構(gòu)Lutein-NLCs脂質(zhì)消化產(chǎn)物膠束化的動力學(xué)參數(shù)Table 4 Kinetics parameters for micellization of lipid digestion products from Lutein-NLCs with different matrix structures

2.8 基質(zhì)結(jié)構(gòu)對Lutein-NLCs中葉黃素生物可給率動力學(xué)的影響

如圖7所示，在腸消化過程中，葉黃素的生物可給率呈線性增加直至達到穩(wěn)定值，NLC的葉黃素生物可給率達到穩(wěn)定值所需時間最短，而NLC所需時間最長，葉黃素膠束化速率常數(shù)值變化（表5）也反映了這一點，即NLC的值最大，為0.208 min，顯著高于NLC和NLC，而NLC的值最小，只有0.058 min，值可以反映葉黃素膠束化速率，因此NLC的葉黃素以最快的速度摻入到膠束中。消化結(jié)束時，NLC的葉黃素生物可給率最高，為68.50%，但與NLC沒有顯著差異，當(dāng)亞麻籽油質(zhì)量分數(shù)低于90%時，隨著亞麻籽油質(zhì)量分數(shù)增加，Lutein-NLCs的葉黃素生物可給率逐漸降低，這主要是因為高含量亞麻籽油中的多不飽和脂肪酸含量高，導(dǎo)致Lutein-NLCs的脂質(zhì)水解降低，進而導(dǎo)致FFAs和MAGs膠束化程度，影響了混合膠束的形成，因而生物可給率降低。

圖7 消化過程中不同基質(zhì)結(jié)構(gòu)Lutein-NLCs中葉黃素的生物可給率Fig. 7 Bioaccessibility of Lutein-NLCs with different matrix structures during digestion

表5 不同基質(zhì)結(jié)構(gòu)Lutein-NLCs的葉黃素生物可給率動力學(xué)參數(shù)Table 5 Kinetics parameters for bioavailability of Lutein-NLCs with different matrix structures

2.9 不同基質(zhì)結(jié)構(gòu)Lutein-NLCs脂質(zhì)消化與生物可給率的關(guān)系

圖8 TAGs釋放、葉黃素釋放、FFAs和MAGs膠束化以及葉黃素生物可給率的k值和Cf值的關(guān)系Fig. 8 Relationship between k-values and Cf-values for TAGs release,lutein release, micellization of FFAs and MAGs, and lutein bioavailability

通過動力學(xué)參數(shù)值和值評估TAGs水解與葉黃素釋放、MAGs和FFAs釋放與其膠束化、葉黃素釋放與葉黃素生物可給率、MAGs和FFAs膠束化與葉黃素生物可給率之間的關(guān)系，從而闡明不同基質(zhì)結(jié)構(gòu)Lutein-NLCs的脂質(zhì)消化對葉黃素釋放和生物可給率的影響。TAGs釋放、FFAs和MAGs釋放、葉黃素釋放、FFAs和MAGs膠束化、葉黃素生物可給率的值和值的關(guān)系如圖8所示。結(jié)果顯示，不同基質(zhì)結(jié)構(gòu)Lutein-NLCs的MAGs和FFAs釋放速率和程度與MAGs和FFAs膠束化的速率和程度具有顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.985 3和0.954 4。亞麻籽油質(zhì)量分數(shù)大于10%時，隨亞麻籽油質(zhì)量分數(shù)增加，Lutein-NLCs的TAGs水解值逐漸降低，而葉黃素釋放及其膠束化的值均逐漸升高，并且隨著MAGs和FFAs膠束化速率的增加，葉黃素膠束化速率逐漸降低；隨著葉黃素釋放速率和程度的增加，葉黃素膠束化速率和生物可給率逐漸增加。葉黃素釋放值與TAGs水解值沒有顯著關(guān)系。

3 結(jié) 論

通過分析晶體熱力學(xué)性質(zhì)、固化層厚度、脂肪酸和甘油酯含量、葉黃素釋放率、生物可給率等探究基質(zhì)結(jié)構(gòu)對Lutein-NLCs中葉黃素生物利用度的調(diào)控作用。根據(jù)Lutein-NLCs的焓值和熔點可以推測出，當(dāng)亞麻籽油質(zhì)量分數(shù)為低于30%時，體系有利于形成缺陷型Lutein-NLCs，當(dāng)亞麻籽油質(zhì)量分數(shù)為高于30%時，體系有利于形成復(fù)合型Lutein-NLCs。隨著亞麻籽油質(zhì)量分數(shù)增加，Lutein-NLCs的固化層厚度逐漸降低。脂質(zhì)水解動力學(xué)實驗表明，亞麻籽油質(zhì)量分數(shù)低于90%時，隨亞麻籽油質(zhì)量分數(shù)增加，Lutein-NLCs的脂質(zhì)基質(zhì)中多不飽和脂肪酸增加，這會限制脂肪酶的水解作用，導(dǎo)致Lutein-NLCs脂質(zhì)水解率、FFAs和MAGs的釋放率以及葉黃素生物可給率均逐漸降低。亞麻籽油質(zhì)量分數(shù)高于10%時，Lutein-NLCs的葉黃素釋放速率隨TAGs水解速率的增加而降低；此外，隨著MAGs、FFAs膠束化速率增加，葉黃素膠束化速率逐漸降低；隨著葉黃素釋放速率和程度增加，葉黃素膠束化速率和生物可給率逐漸增加，為NLCs在新型功能食品遞送領(lǐng)域中的應(yīng)用提供科學(xué)理論依據(jù)。