基于環(huán)糊精及其衍生物的遞送體系在食品領(lǐng)域的研究進(jìn)展

申雨苗，王 倩，郭 瑜，牛佳琪，孫萌萌

（天津商業(yè)大學(xué)生物技術(shù)與食品科學(xué)學(xué)院，天津 300134）

環(huán)糊精（cyclodextrin，CD）是一類環(huán)狀低聚糖，由淀粉經(jīng)過環(huán)糊精葡萄糖轉(zhuǎn)移酶解而制得，通常由6～12個吡喃葡萄糖單元以α-（1,4）糖苷鍵連接而成[1]，分子結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)“截錐狀”，具有親水表面和疏水內(nèi)腔[2-3]，空腔直徑由CD含有的葡萄糖單元數(shù)量決定。最常見的是α-CD、β-CD、γ-CD，分別含有6、7、8個葡萄糖單元[4]，結(jié)構(gòu)如圖1所示。由于具有“內(nèi)疏水、外親水”的空腔結(jié)構(gòu)，環(huán)糊精能夠作為主體選擇性鍵合多種疏水性客體小分子化合物，從而形成主-客體包合物，目前已成功地應(yīng)用于化學(xué)[5]、醫(yī)藥[6]、食品[7]、生物[8]等諸多領(lǐng)域。

圖1 三種常見環(huán)糊精的空腔結(jié)構(gòu)及內(nèi)外徑大小示意圖Fig.1 Schematic diagram of cavity structure and inner and outer diameters of α-, β-, and γ-CD

在食品領(lǐng)域，很多功能性成分具有水溶性差、性質(zhì)不穩(wěn)定等缺陷，以至于應(yīng)用受到限制[9]。當(dāng)環(huán)糊精與功能性成分形成包合物后，可顯著改善其某些理化性質(zhì)，例如水溶性提升、穩(wěn)定性增強(qiáng)、生物利用度提高、不良風(fēng)味減少等[10-14]。另外，將不同官能團(tuán)如甲基、羥丙基、羧甲基、磺丁基等引入環(huán)糊精，能形成穩(wěn)定性更高、水溶性更好、分子識別能力更強(qiáng)的環(huán)糊精衍生物（cyclodextrin and its derivatives，CDs），其物理化學(xué)及生物性質(zhì)得到了改善，因此應(yīng)用范圍得到進(jìn)一步拓展[15-17]。

為了更深入、全面地了解環(huán)糊精，促進(jìn)其在食品領(lǐng)域的發(fā)展，本文就近年來基于環(huán)糊精及其衍生物遞送體系的構(gòu)建方式以及其在食品領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)行綜述，為進(jìn)一步拓展環(huán)糊精遞送體系在食品行業(yè)的應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 環(huán)糊精及其衍生物遞送體系的構(gòu)建方法

1.1 包合物

與客體分子形成包合物是環(huán)糊精最重要的性質(zhì)之一。所謂“包合”就是主體與客體通過分子間相互作用完成彼此間的識別過程，最終使得客體分子部分或全部嵌入主體內(nèi)部的現(xiàn)象。根據(jù)生物活性客體分子結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及應(yīng)用等的差異，可以采取不同的方法制備環(huán)糊精包合物[18]。

1.1.1 共沉淀法 共沉淀法是制備CDs包合物最常用的方法，又稱為飽和水溶液法或重結(jié)晶法，是將CDs制備成飽和水溶液后，加入適量被包結(jié)物質(zhì)，保持在一定溫度下進(jìn)行攪拌，使得被包結(jié)物質(zhì)充分進(jìn)入CDs空腔，然后將混合物冷藏得到沉淀，最后抽濾、洗滌、干燥，即得到CDs包合物[19-20]。李進(jìn)霞等[21]利用加熱回流共沉淀的方法，制備了芹菜素和γ-CD的包合物，增強(qiáng)了芹菜素的抗氧化活性。研究發(fā)現(xiàn)包合物最佳形成條件是在中性介質(zhì)中芹菜素和γ-CD以1:1混合，該條件下形成的包合物對自由基1,1-二苯基-2-三硝基苯肼的清除活性更高。表1列舉了一些共沉淀法制備環(huán)糊精/活性成分包合物的包埋效果及表征、分析方法。

表1 共沉淀法制備環(huán)糊精/活性成分包合物的包埋效果及表征、分析方法Table 1 Embedding effect and characterization analysis method of cyclodextrin/active ingredient inclusion complex prepared by coprecipitation method

1.1.2 超聲法 在上述飽和水溶液法中，將客體分子物質(zhì)加入CDs飽和水溶液后，若用超聲波代替攪拌作用對客體進(jìn)行包埋，則稱之為超聲波法[26]。由于超聲波在液體中傳播時能夠釋放巨大能量，該方法往往制備時間短，但包埋效果較好。此外，超聲波法易控制且操作簡便。Sun等[27]利用超聲波法快速制備了百里香酚和2-羥丙基-β-環(huán)糊精的包合物，提高了百里香酚的水溶性和熱穩(wěn)定性，并對包合物的抗菌活性進(jìn)行了評價，發(fā)現(xiàn)包合物對灰霉菌、指狀青霉、交聯(lián)孢霉的抗菌活性比純百里香酚有明顯的提高。Qiu等[28]利用種子介導(dǎo)成核方法和超聲波輔助制備了環(huán)糊精金屬有機(jī)骨架（cyclodextrin-metal-organic framework，CD-MOF），平均直徑在234～894 nm，具有較高的結(jié)晶度和較好的熱穩(wěn)定性。利用CD-MOF負(fù)載水溶性極低的甘草酸（glycyrrhizic acid，GA），CDMOF對GA的結(jié)合量隨超聲時間延長而增加，10 min后可達(dá)到10271 g/mg。李萍等[29]利用超聲波法制備八角茴香油-β-環(huán)糊精微膠囊，將八角茴香油滴在β-CD溶液中，超聲處理后抽濾，將濾餅干燥即得到包埋八角茴香油的微膠囊；該微膠囊的包埋率和載藥量分別為94.21%和6.93%，包埋率相較于飽和水溶液法提高了7.80%，載藥量相差不大，但超聲波處理后的八角茴香油-β-CD微膠囊熱穩(wěn)定性顯著提高。

超聲波輔助制備的包埋率較飽和水溶液法有所提高，其中超聲功率和時間是影響包埋率的重要因素。若將這種方法應(yīng)用在實(shí)際食品保鮮等領(lǐng)域，還需要詳細(xì)探索超聲條件。

1.1.3 研磨法 研磨法是取環(huán)糊精加入少量水研勻，然后加入客體分子物質(zhì)（或加入少量溶劑溶解的客體分子物質(zhì)）充分混合研磨成糊狀，經(jīng)干燥、洗滌即得包合物[30]。該法操作簡單，制備時間短，但包合率和包合收率較高。王艷艷等[31]采用飽和溶液法、研磨法和超聲法，三種不同方法制備感冒清熱揮發(fā)油和β-CD包合物。結(jié)果表明，研磨法制備包合物的包合率最高，達(dá)到91.1%，包合收率也可達(dá)到73.3%。李翠紅等[32]研究了犍為筠姜揮發(fā)油和β-CD包合物的制備，對比超聲法和研磨法兩種制備方法，由于犍為筠姜揮發(fā)油在溶液中分散度低、易聚集等原因，研磨法較超聲法包合收率更高，同時包結(jié)效果也更好。

在Ozdemir等[33]的研究中，對比了研磨和冷凍干燥兩種方法制備得到的黑胡椒油樹脂/β-CD包合物。研究發(fā)現(xiàn)，冷凍干燥法包封率為79.3%，粒徑為607 nm；而研磨法包封率達(dá)到90.2%，粒徑為393 nm，造成這種現(xiàn)象的原因可能是研磨過程中提供的剪切力要高于冷凍干燥法。此外，研究發(fā)現(xiàn)研磨形成的包合物能夠更好地抑制革蘭氏陽性菌的生長。

1.1.4 冷凍干燥法 冷凍干燥法是將主、客體混合溶液凍結(jié)后，通過低溫、真空條件下升華去除溶劑，從而獲得高質(zhì)量均一的粉末狀包合物產(chǎn)品。該方法處理溫度較低，因此更適用于熱敏性包合物的制備。

Ahmed等[34]通過冷凍干燥法將揮發(fā)性強(qiáng)、穩(wěn)定性差的肉桂精油（cinnamon essential oil，CEO）分別和兩種不同環(huán)糊精制備包合物。實(shí)驗(yàn)表明，加入CEO的包合物冷凍干燥后水分含量降低，有很強(qiáng)的抗菌性和抗氧化性，熱穩(wěn)定性也顯著提高。

由于薄荷揮發(fā)油熱穩(wěn)定性差、易揮發(fā)，石秀佳等[35]比較了不同凍干制劑對薄荷揮發(fā)油冷凍干燥后保留率的影響，發(fā)現(xiàn)利用環(huán)糊精包合后保留率可達(dá)到86.36%，并通過正交試驗(yàn)探究了最佳包合工藝條件，顯著提高了薄荷揮發(fā)油的穩(wěn)定性，可有效降低薄荷揮發(fā)油在實(shí)際生產(chǎn)和應(yīng)用中的損失。于博等[36]采用冷凍干燥法制備了8-姜酚/麥芽糖基-β-環(huán)糊精包合物，紫外光譜、紅外光譜等實(shí)驗(yàn)表明，麥芽糖基-β-環(huán)糊精對8-姜酚具有良好的包合能力，使得8-姜酚的熱穩(wěn)定性得到顯著提升。

雖然冷凍干燥法有利于保護(hù)熱敏性和易揮發(fā)物質(zhì)的穩(wěn)定性，并且得到的產(chǎn)品質(zhì)量也較高，但在實(shí)際生產(chǎn)中對設(shè)備、成本的要求過高，能耗大，不適用于大規(guī)模生產(chǎn)[37-38]。

1.1.5 噴霧干燥法 噴霧干燥法是將主、客體混合溶液在高溫下迅速霧化、干燥成為粉末的方法，已被廣泛用于CDs包埋活性成分的生產(chǎn)中，可以提高包封率及加工速率。Shi等[39]在90 g的水溶液中，添加不同量的三丁酸甘油酯（tributyrin，Tb）和γ-CD，制備不同摩爾比的Tb/CD溶液，混合均勻后靜置，再利用噴霧干燥機(jī)（噴嘴直徑為2 mm，進(jìn)出口溫度分別為160 ℃和190 ℃）得到了Tb/CD包合物粉末。李晨等[40]采用噴霧干燥的方式制備得到淡黃色白藜蘆醇/β-CD包合物粉末。

楊艷紅等[41]研究比較了研磨法、飽和水溶液法、冷凍干燥法、噴霧干燥法幾種制備技術(shù)對山蒼子油的β-CD微膠囊的制備效果，發(fā)現(xiàn)噴霧干燥法包埋率高于其他幾種方法，且制得的微膠囊顆粒大小也更為均勻，對山蒼子油的保護(hù)效果最好。遲曉君等[42]利用噴霧干燥法構(gòu)建了β-CD/阿拉伯膠（1:1）微膠囊用于負(fù)載蒲公英粉。通過體外模擬胃腸環(huán)境研究發(fā)現(xiàn)，較單獨(dú)的蒲公英粉，膠囊負(fù)載的蒲公英粉在胃和腸中的穩(wěn)定性分別提高15.4%和15.8%，并且釋放率分別提高47%和25.9%。該β-CD/阿拉伯膠微膠囊有效改善了蒲公英粉在胃腸中的穩(wěn)定性和生物利用度。

盡管噴霧干燥法包埋率較優(yōu)，但該法操作較為復(fù)雜，用到的設(shè)備儀器較多，成本也更高。此外，噴霧干燥是在高溫下進(jìn)行，會導(dǎo)致熱不穩(wěn)定的芯材揮發(fā)或分解，造成損失，因此該方法更適用于對溫度不敏感的成分。可以將高壓均質(zhì)與噴霧干燥相結(jié)合，使芯材和壁材充分接觸，形成密閉性更好的包合物，從而減少芯材的損失。

以上是環(huán)糊精包合物的常用制備方法。具體應(yīng)選擇何種方法，應(yīng)根據(jù)被包合物的性質(zhì)及應(yīng)用等來確定。一般來說，共沉淀法適用范圍最廣，包合率也較高，是實(shí)驗(yàn)室最常用的包合物制備方法；研磨法操作快速、簡便，被包合物的利用率較高，尤其適用于易揮發(fā)、易升華的客體分子；若包合物易溶于水，不易析出結(jié)晶沉淀，或在加熱干燥時易分解、變色，可選擇冷凍干燥法；而對于遇熱性質(zhì)較穩(wěn)定的包合物，則可選擇噴霧干燥法。

1.2 水凝膠

水凝膠是三維的親水或聚合網(wǎng)絡(luò)，能夠吸收大量的水，制備交聯(lián)水凝膠的方法主要有兩種：化學(xué)方法（如自由基聚合或高能輻射）和物理方法（如結(jié)晶或凍融循環(huán)）[43]。環(huán)糊精構(gòu)建的凝膠在化學(xué)[44]、環(huán)境[45]、藥物[46]等領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用，近年來也在功能性食品、食品包裝、食品安全領(lǐng)域有了廣泛的研究[47]。

徐川輝等[48]在堿性條件下制備了β-CD改性的羧甲基纖維素水凝膠，用來封裝對光、空氣等條件敏感的香蘭素，封裝率可達(dá)95.8%，并且在中性條件下最大釋放率可達(dá)93.9%。實(shí)驗(yàn)表明，該水凝膠具有優(yōu)良的性能，拓展了香蘭素作為防腐劑在食品中的應(yīng)用。

Cui等[49]將甲基-β-CD和冬香草精油（Satureja montanaL. essential oil，SEO）形成的包合物與大豆可溶性多糖（soluble soybean polysaccharide，SSPS）水凝膠復(fù)合，制備了一種抗菌包裝材料。該材料提高了SEO的穩(wěn)定性和溶解性，且對肉制品具有良好的抑菌效果，能夠顯著降低肉制品的品質(zhì)損失，可以作為一種安全有效的冷凍肉類保鮮包裝材料。

1.3 Pickering乳液

Pickering乳液是以納米固體顆粒為穩(wěn)定劑的乳液體系，與傳統(tǒng)液體乳液相比，Pickering乳液避免了小分子表面活性劑的使用，具有穩(wěn)定性好、制備方便等優(yōu)點(diǎn)[50-51]，非常適合應(yīng)用于食品領(lǐng)域[52]。

Liu等[53]利用β-CD作為穩(wěn)定劑、以葵花籽油作為分散相制備了水包油型高內(nèi)相液乳（high internal phase emulsions，HIPEs），用以負(fù)載葉黃素。實(shí)驗(yàn)證明，紫外線照射12 h后HIPEs中葉黃素含量保持了原來的80%以上，60 h后也能保留60%，較在葵花籽油中30%的保留率大有提升。

Xi等[54]利用β-CD、十八烯基琥珀酸酐（octadecenyl succinic anhydride，ODSA）和維生素E（vitamin E，VE）進(jìn)行組裝得到具有pH響應(yīng)性的ODS-β-CDVE納米粒子，利用該粒子作為乳化劑形成Pickering乳液，由于VE有抗氧化作用，因此乳液中脂質(zhì)氧化得到有效抑制。實(shí)驗(yàn)證明，乳液在pH≤4時能夠保持穩(wěn)定，但中性條件下不穩(wěn)定，通過這種方式，乳液中的脂質(zhì)將不受胃液的影響，能順利在腸道中被釋放。

Niu等[55]利用辛烯基琥珀酸酐（octenyl succinic anhydride，OSA）對β-CD進(jìn)行改性，制備了辛烯基琥珀酸環(huán)糊精酯（OCD）?？疾炝甩?CD和OCD對β-胡蘿卜素的包埋能力及包合物的乳化和抗氧化性能。研究發(fā)現(xiàn)與β-CD相比，經(jīng)OCD穩(wěn)定的乳液具有較小的尺寸，且OCD/β-胡蘿卜素包合物可以提高乳液的物理穩(wěn)定性和氧化穩(wěn)定性，這對于食品工業(yè)具有重要意義。

Tian等[56]分別制備了β-CD穩(wěn)定的Pickering乳液和肉桂醛精油/β-CD復(fù)合物穩(wěn)定的Pickering乳液，并將二者進(jìn)行對比。研究結(jié)果表明，肉桂醛精油/β-CD復(fù)合物穩(wěn)定的Pickering乳液具有更小的液滴尺寸、更高的貯存穩(wěn)定性以及更加優(yōu)良的流變性能，這主要?dú)w因于肉桂醛精油對β-CD晶體聚集的有效抑制作用。該研究對功能性乳液的制備和應(yīng)用具有重要意義。

2 環(huán)糊精及其衍生物遞送體系的應(yīng)用

CDs構(gòu)建的遞送體系可以保護(hù)活性成分，防止其分解而導(dǎo)致活性降低，多用于抗菌劑[57]、抗氧化劑[58]、以及維生素[59-60]、蛋白質(zhì)[61]等營養(yǎng)成分的遞送，起到改善成分的穩(wěn)定性、水溶性，提高生物利用度，促進(jìn)營養(yǎng)成分吸收，維持人體健康，提高免疫力等作用。

2.1 環(huán)糊精及其衍生物與抗菌劑的遞送體系在食品中的應(yīng)用

為了防止或延緩包裝食品品質(zhì)劣變，活性包裝（將活性成分添加到食品包裝中）已顯示出較大的潛力。一些活性成分例如游霉素[62-63]、丁香酚[64]、肉桂提取物[65]等對霉菌、大腸桿菌等腐敗菌有良好的抑制作用，可作為食品添加劑。但這些物質(zhì)普遍存在揮發(fā)性強(qiáng)、水溶性差、具有不良?xì)馕兜葐栴}，通過將這些活性成分與CDs構(gòu)建包合物，能夠?qū)崿F(xiàn)提高水溶性、穩(wěn)定性，掩蔽不良?xì)馕兜刃Ч?，并能夠通過緩慢釋放從包合物轉(zhuǎn)移到食品表面，從而達(dá)到延緩食品腐敗變質(zhì)、延長貨架期的目的。

2.1.1 游霉素 游霉素也稱納他霉素，是多烯大環(huán)內(nèi)酯類抗真菌劑，分子式為C33H47NO13，能夠抑制酵母菌和霉菌，有低劑量、高效率等優(yōu)良特點(diǎn)，但它微溶于水（30～50 mg/L），且對pH、光照等比較敏感，造成其生物利用度很低，影響其在工業(yè)中的應(yīng)用[66-67]。利用CDs對游霉素進(jìn)行包合可以有效地改善其水溶性，提高其生物利用度，從而達(dá)到在食品中長期有效的抗菌效果。

李飛等[68]利用羥丙基-β-環(huán)糊精和納他霉素制備包合物，研究了包合物對酵母菌、黑曲霉等的抑菌效果。實(shí)驗(yàn)證明，形成包合物后可明顯提高納他霉素的水溶性和穩(wěn)定性，且不影響其對真菌的抑菌效果。

Fang等[69]通過將納他霉素分子包封在甲基-β-CD中，使得納他霉素的水溶性提高了13.7倍，同時改善了納他霉素的pH穩(wěn)定性，特別是在pH較低（1～3）的情況下，包合物能夠有效延緩納他霉素的降解。在實(shí)際果汁生產(chǎn)中，某些果汁處于低pH范圍，如蘋果汁的pH約為3～4，形成包合物可以提高納他霉素在這些體系中的化學(xué)穩(wěn)定性[70]。

2.1.2 丁香酚 丁香酚（eugenol，EU）是天然植物精油，其揮發(fā)性成分主要有菇烯、菇類化合物和酚類物質(zhì)[71]，分子式為C10H12O2。它具有抗菌、防腐、抗炎、抗病毒等作用，被用于食品、制藥等行業(yè)，但存在光敏性和水溶性差的缺點(diǎn)。利用CDs形成包合物，可以增強(qiáng)其水溶性，提高其生物利用度[72-73]。

Joardar等[72]研究發(fā)現(xiàn)丁香酚與α-CD和β-CD均有主客體絡(luò)合反應(yīng)，與β-CD結(jié)合親和力較高，原因是β-CD較大的疏水口能夠更好地容納丁香酚，因此能夠有效地增強(qiáng)丁香酚的水溶性。Bai等[74]制備了β-CD包埋EU的緩釋生物防腐劑（Eugenol/βcyclodextrin-g-acrylamide，EU/β-CD-g-AM），研究其對魚肉的保鮮效果，實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明EU/β-CD-g-AM能持續(xù)釋放EU，從而有效抑制腐敗菌生長，與用蒸餾水處理的魚肉樣品相比能延長6 d儲存期。

2.1.3 肉桂提取物 肉桂是樟科樟屬肉桂干燥的樹皮，可以用于提取肉桂精油，其中含肉桂醛等揮發(fā)性成分和多酚、黃酮類非揮發(fā)性成分[65]，具有抗菌、抗氧化、殺蟲等功能，廣泛用于食品、制藥、活性包裝等領(lǐng)域，但其揮發(fā)性強(qiáng)、不穩(wěn)定，遇光、熱和空氣容易分解[75-76]。

Hill等[76]采用冷凍干燥法分別制備了β-CD與肉桂樹皮提取物、反式肉桂醛、丁香芽提取物、EU幾種抑菌劑的包合物，分析了包合物的抑菌情況。研究發(fā)現(xiàn)，EU/β-CD包合物是一種選擇性抑菌劑，對大腸桿菌的生長有抑制作用，但并不能抑制副傷寒沙門氏菌和金黃色葡萄球菌。而肉桂皮提取物/β-CD包合物和丁香芽提取物/β-CD包合物既能抑制革蘭氏陽性菌也能抑制革蘭氏陰性菌的生長，并且由于β-CD的包埋作用，兩種提取物的水溶性還得到顯著提高，因此該類包合物在食品抗菌中具有潛在的應(yīng)用。

Wang等[77]利用κ-卡拉膠（κ-Carrageenan，KC）和肉桂精油/羥丙基-β-環(huán)糊精包合物（CEO/HP-β-CD）制備了一種新型抗菌凝膠。將凝膠添加到裝有面包切片的聚乙烯袋中儲存6 d，每隔一段時間對面包取樣，檢測面包上微生物生長總數(shù)和霉菌數(shù)量，并同市售酒精保鮮卡進(jìn)行對比。結(jié)果表明，含有CEO/HP-β-CD復(fù)合材料的KC凝膠有抑制霉菌生長的作用，同時能夠保留面包中的水份，并且CEO的香氣比酒精更易于讓人接受，但是由于凝膠中水份釋放和雙層包埋的緣故，CEO的抑菌功效有所減弱，造成凝膠的抗菌效果比市售保鮮卡的抗菌效果弱，因此還需要調(diào)整CEO/HP-β-CD復(fù)合材料的濃度和凝膠形狀來滿足商業(yè)需求。

2.2 環(huán)糊精及其衍生物與抗氧化劑的遞送體系在食品中的應(yīng)用

具有抗氧化作用的保健食品近年來引起了人們的廣泛關(guān)注。白藜蘆醇[40]、姜黃素[78-80]、蝦青素[81]等物質(zhì)具有良好的抗氧化作用，然而它們水溶性差、化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，這大大限制了其在食品領(lǐng)域的應(yīng)用。一些研究人員將CDs與這類物質(zhì)構(gòu)建包合物，來提升其水溶性和穩(wěn)定性，從而拓展其應(yīng)用。

2.2.1 白藜蘆醇 白藜蘆醇又叫芪三酚，是天然多酚類化合物，廣泛存在于葡萄、花生等農(nóng)作物中，化學(xué)式為C14H12O3，具有抗癌、抗氧化、抗炎、抗衰老等生物活性，但白藜蘆醇具有水溶性差、化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定和代謝速度快等缺點(diǎn)，大大限制了其應(yīng)用[40,82-84]。

Silva等[58]構(gòu)建了γ-CD和白藜蘆醇的包合物，通過冷凍干燥獲得固體，并將其添加到新鮮的檸檬汁中。與游離的白藜蘆醇添加到果汁中相比，包合物的形成能夠促進(jìn)白藜蘆醇在檸檬汁中的溶解，并且能夠保護(hù)其在檸檬汁中的抗氧化穩(wěn)定性，因此可以通過果汁提高白藜蘆醇的攝入。

Duarte等[85]制備了甲基-β-CD與白藜蘆醇的包合物，使白藜蘆醇水溶性提高了400倍，同時保留了白藜蘆醇極強(qiáng)的抗氧化活性、抗菌活性以及抑制Caco-2細(xì)胞活性的能力。

利用CDs和白藜蘆醇形成包合物，可以有效地改善白藜蘆醇水溶性差、見光易分解等缺點(diǎn)，但不影響其抗氧化、抗癌、抗菌等優(yōu)良性能，極大地拓展了白藜蘆醇在食品和醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用。

2.2.2 姜黃素 姜黃素具有抗氧化、抗炎等功效，但其水溶性極差、見光易分解等性質(zhì)，限制了其在工業(yè)上大規(guī)模應(yīng)用[78-80]。Arya等[86]利用β-CD和姜黃素形成包合物，將其水溶性提高了206倍。該研究還發(fā)現(xiàn)，包合物中的姜黃素可持續(xù)體外釋放5 h，在β-CD腔中未釋放的姜黃素可得到保護(hù)，釋放的姜黃素才能與酶或受體相結(jié)合。Hedi等[87]利用環(huán)氧氯丙烷作為交聯(lián)劑，將γ-CD接枝到牛血清蛋白（bovine serum protein，BSA）上得到γ-CD-BSA納米粒子，并對姜黃素進(jìn)行負(fù)載。實(shí)驗(yàn)證明，γ-CD-BSA的pH穩(wěn)定性和鹽穩(wěn)定性較γ-CD有所提高。體外釋放研究發(fā)現(xiàn)姜黃素在pH為1.2鹽酸中釋放緩慢，而在pH為7.2的中性環(huán)境中釋放較快，說明γ-CD-BSA納米粒子能夠在胃環(huán)境中保護(hù)姜黃素不釋放，而在腸道中將其釋放出來發(fā)揮作用。

利用CDs對姜黃素進(jìn)行包合，不僅可以有效提高姜黃素的水溶性，還能保護(hù)其不被胃酸環(huán)境破壞。

2.2.3 蝦青素 蝦青素是類胡蘿卜素，屬于萜烯類不飽和化合物，分為游離蝦青素和蝦青素酯（astaxanthin ester，Asta-E）兩種，是極好的活性氧清除劑，具有抗氧化、提高機(jī)體免疫力的功效[88]，但Asta-E無法在水中溶解，且在光、熱或氧氣存在下極其不穩(wěn)定[81]。利用CDs對蝦青素進(jìn)行包埋，能夠有效地提高蝦青素和蝦青素酯的穩(wěn)定性和水溶性，可以解決其在食品中應(yīng)用的局限性。

陸亞鵬等[89]利用HP-β-CD與蝦青素包合，將蝦青素溶解度由0.21 mg/mL提升到3.74 mg/mL，穩(wěn)定性提高了約20倍。Qiao等[90]用HP-β-CD與Asta-E形成包合物，研究結(jié)果表明形成包合物后Asta-E的熱穩(wěn)定性、溶解度、生物利用度和抗癌活性都有了明顯提高。

2.3 環(huán)糊精及其衍生物與營養(yǎng)補(bǔ)充劑的遞送體系在食品中的應(yīng)用

補(bǔ)充人體所需氨基酸、維生素、礦物質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)的產(chǎn)品稱為營養(yǎng)補(bǔ)充劑，目的是為了補(bǔ)充人體必需但所缺少或需求量增加的營養(yǎng)素[91]，例如維生素[59-60]、蛋白質(zhì)[61]等。將這類物質(zhì)與CDs形成包合物能夠保護(hù)其不被胃酸分解，使其穩(wěn)定地到達(dá)腸道發(fā)揮作用。

2.3.1 維生素 維生素A（vitamin A，VA）是指含有β-白芷酮環(huán)的多烯基結(jié)構(gòu)、具有視黃醇生物活性的一大類物質(zhì)[59]，為人體維持正常代謝和機(jī)能所必需的脂溶性維生素。但VA對光和熱較為敏感，在水中溶解度和分散性差限制了應(yīng)用[92]。Xu等[93]利用VA和VA酯分別與β-CD進(jìn)行包合，研究發(fā)現(xiàn)在加入β-CD后，VA和VA酯的熱穩(wěn)定性和水溶性增加了。相比于VA酯，β-CD更適合與VA形成包合物。

維生素E（vitamin E，VE）是指含有苯并二氫吡喃結(jié)構(gòu)、具有α-生育酚生物活性的一類物質(zhì)，是自由基清除劑，在抗衰老、抗腫瘤等方面具有良好效果。但VE屬于脂溶性維生素，且對氧氣敏感，因此在應(yīng)用過程中如何提高其水溶性和穩(wěn)定性是重點(diǎn)考慮的問題[60]。Chen等[94]利用β-CD對VE進(jìn)行包合，通過包合VE的穩(wěn)定性和自由基清除能力均顯著提高。Eid等[95]利用化學(xué)交聯(lián)劑制備了β-CD和SSPS的水凝膠納米復(fù)合材料用于VE的控制遞送。在大鼠體內(nèi)的生物利用度和藥代動力學(xué)研究證明，復(fù)合材料可以有效地提高VE的生物利用度。由于SSPS是陰離子多糖，復(fù)合材料在胃中酸性條件（pH=1～3）下可以穩(wěn)定存在，因此能夠保護(hù)VE免受惡劣條件和胃脂肪酶和蛋白酶的影響，且復(fù)合材料能夠粘附在腸道壁上，可將VE直接傳遞到腸道壁，有利于人體對VE的吸收和利用。

2.3.2 蛋白質(zhì) 乳鐵蛋白的受體位于小腸刷狀緣膜中，白蛋白受體位于小腸Peyer's斑塊中的M細(xì)胞，放線菌素和溶菌酶能夠改變腸道健康，特別是乳鐵蛋白和白蛋白必須通過胃部到達(dá)腸道的受體細(xì)胞或作用部位才能發(fā)揮作用?；诖耍琋iu等[61]開發(fā)了天然聚ε-賴氨酸與β-環(huán)糊精硫酸鈉鹽的靜電納米復(fù)合物，研究了該復(fù)合物對上述4種蛋白質(zhì)的負(fù)載。研究表明，在胃蛋白酶模擬胃條件下，復(fù)合物能夠保護(hù)乳鐵蛋白和白蛋白不被酶水解。

在蜂王漿中蛋白質(zhì)是含量最高的營養(yǎng)物質(zhì)，包括多種蜂王漿主蛋白、活性酶以及多肽等，但蜂王漿蛋白的水溶性和穩(wěn)定性較差，極大地限制了蜂王漿的應(yīng)用[96-97]。劉佳霖等[98]研究了β-CD包合蜂王漿的效果。實(shí)驗(yàn)證明，β-CD包合技術(shù)能夠顯著提高蜂王漿水溶性蛋白的穩(wěn)定性及蜂王漿水溶性。

3 結(jié)論與展望

近年來在食品領(lǐng)域中，基于CDs無毒害、無氣味、內(nèi)疏水外親水等特性，多采用制備包合物、水凝膠、Pickring乳液等方法將環(huán)糊精用于水溶性及穩(wěn)定性差的活性成分的負(fù)載，起到保護(hù)活性成分，降低其損失，使其更好地發(fā)揮抗氧化、抗菌、增強(qiáng)免疫等作用。雖然目前已經(jīng)有較多CDs遞送體系在食品領(lǐng)域的研究報道，但多停留在理論研究階段，在食品行業(yè)中應(yīng)用的還比較少。眾所周知，食品是多元化的復(fù)雜體系，想要遞送體系發(fā)揮出理想的效果，還需考慮食品中其他組分、加工烹飪方法、儲存條件等對遞送體系的影響。未來探究CDs遞送體系在食品加工過程、加工方式、儲存條件、人體耐受等方面的性能或?qū)⒊蔀橄乱粋€研究重點(diǎn)。因此，我們需要付出更多的努力才能夠?qū)?shí)驗(yàn)創(chuàng)新成果應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)中。可預(yù)見的是，隨著對遞送體系的研究越來越深入，CDs包埋活性物質(zhì)在食品及包裝中的應(yīng)用將會越來越廣泛，使活性成分能夠有效并穩(wěn)定地發(fā)揮其價值。