食源性活性肽遞送系統(tǒng)的研究進展

陳梅香，張 洋，蘇綠欣，何建林，洪碧紅,*，張 怡

（1.福建農林大學食品科學學院，福建 福州 350002；2.自然資源部第三海洋研究所，海洋生物資源開發(fā)利用工程技術創(chuàng)新中心，福建 廈門 361005）

隨著經濟的發(fā)展和物質生活的豐富，人們逐漸意識到飲食對健康的影響。富含維生素、礦物質和其他生物活性物質（如黃酮、多酚、多糖、肽等）的食物在營養(yǎng)健康產業(yè)中越來越受到重視。食源性活性肽（foodderived bioactive peptides，F(xiàn)BPs）是指由食物蛋白水解產生的各種氨基酸序列片段，通常由2～20 個氨基酸組成，分子質量小于6 kDa[1]。FBPs不僅營養(yǎng)豐富，同時具有免疫調節(jié)、緩解疲勞、抗氧化、降血壓等重要生理功效，在預防和減輕各種慢性疾病中起積極作用，引起了人們廣泛的關注[2-3]。

目前，國內外對于FBPs的研究主要集中在制備技術和生物學功能等方面，并取得了不錯的進展，但這些基礎研究向實際應用轉化率較低，主要原因有：1）FBPs多具有不良的味道特征，感官可接受性差；2）FBPs在加工、貯存和運輸期間的穩(wěn)定性易受外界環(huán)境因素的影響；3）FBPs口服進入體內后，在消化吸收過程中穩(wěn)定性差且難以控制，吸收效率低[4]。這些問題嚴重阻礙了FBPs在食品領域中的應用，為了解決上述問題，研究人員探索了各種策略，其中遞送系統(tǒng)被證明是一項行之有效的技術。遞送系統(tǒng)將FBPs裝載在載體基質中，在實現(xiàn)其持久穩(wěn)定活性的同時控制FBPs的釋放行為，從而提高FBPs的生物利用度。本文討論了制約FBPs在食品工業(yè)中有效利用的主要因素，匯集分析了脂質體、乳液、聚合物納米顆粒、水凝膠這4 種遞送系統(tǒng)在包埋、保護和遞送FBPs中的應用進展，總結了FBPs遞送系統(tǒng)所面臨的問題，同時對其未來研究重點提出建議。

1 FBPs的來源

FBPs在前體蛋白質結構中不活躍，需要經外源性蛋白或內源性蛋白酶水解、化學水解或微生物發(fā)酵等方式從食物蛋白質中釋放出來才能發(fā)揮作用[5-6]（圖1）。目前，人們已經成功地從各種食物蛋白中制備和鑒定出多種FBPs。FBPs的蛋白來源豐富，根據蛋白屬性可分為3 類——植物源、動物源和微生物源。植物源蛋白大多來自谷物和蔬果，研究較多的有玉米蛋白[7]、核桃蛋白[8]、大豆蛋白[9]、大米蛋白[10]等；動物源蛋白主要來自禽肉、蛋、乳制品、昆蟲和海洋生物，如牛奶[11]、雞肉[12]、羅非魚[13]、牡蠣[14]、蝦[15]等；來自微生物的FBPs相對較少，主要來自菌類和藻類，如酵母[16]、納豆芽孢桿菌[17]、螺旋藻[18]等。由于蛋白結構的復雜性，不同蛋白來源FBPs的生物活性各不相同，這些FBPs具有安全性高、成本低等共同優(yōu)點，是現(xiàn)代保健食品和藥物開發(fā)不可或缺的組分。

圖1 FBPs主要的制備方法和生物活性Fig.1 Major preparation methods and biological activities of FBPs

2 FBPs在食品工業(yè)應用中面臨的挑戰(zhàn)

2.1 不良風味

食物蛋白水解后產生的FBPs呈甜味、鮮味、咸味和苦味等滋味，從而賦予產品豐富的口感和味道。其中，苦味在很大程度上影響了產品的感官品質，降低了消費者的接受度和購買意愿[19]。FBPs產生的苦味與多種因素有關。疏水性氨基酸是影響FBPs苦味的重要因素，二者呈正相關[20]。但疏水性氨基酸對FBPs的活性具有重要影響，大多數(shù)抗氧化肽和血管緊張素轉換酶（angiotensin converting enzyme，ACE）抑制肽中通常含有豐富的疏水性氨基酸[21-22]。Mongkonkamthorn等[23]采用中性蛋白酶水解金槍魚血得到的水解產物（tuna blood hydrolysate，TBHN）在體外有顯著的抗氧化活性和ACE抑制活性，但具有強烈的苦味，通過分析TBHN的氨基酸組成發(fā)現(xiàn)，TBHN的疏水性氨基酸含量達總氨基酸含量的60%。

目前，降低FBPs苦味的方法包括進一步水解肽段、膜分離及色譜分離已知的苦味肽等[19]。但這些方法在一定程度上會破壞FBPs的生物活性，且在實際應用中存在生產成本過高等問題，產業(yè)化開發(fā)應用中可行性低。因此，需要尋求一種有效的工藝技術改善FBPs的苦味，以提高FBPs的適口性，拓展FBPs的應用范圍。

2.2 加工及貯運的穩(wěn)定性

在生產加工及貯運期間FBPs不可避免地暴露在各種環(huán)境條件下，其穩(wěn)定性受到多種因素的影響（圖2）。

圖2 一些影響FBPs穩(wěn)定性的環(huán)境因素Fig.2 Environmental factors affecting the stability of FBPs

2.2.1 溫度對FBPs穩(wěn)定性的影響

熱處理（如蒸煮、熱滅菌和干燥等）是食品生產中的重要步驟，但高溫會導致FBPs的結構和構象發(fā)生改變，使FBPs的生物活性降低。Wang Jing等[24]研究核桃肽的熱穩(wěn)定性時發(fā)現(xiàn)，核桃肽的ACE抑制活性在20～60 ℃之間保持穩(wěn)定，在80 ℃時抑制活性為初始活性的80%以上，在100 ℃時則下降到70%左右。裴云成等[25]研究了杏鮑菇柄肽在20～100 ℃條件下的抗氧化活性變化規(guī)律，發(fā)現(xiàn)杏鮑菇柄肽的1,1-二苯基-2-苦基肼（1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl，DPPH）自由基清除活性隨著溫度的升高而下降。溫度超過40 ℃后，杏鮑菇柄肽的抗氧化活性明顯下降，當溫度達到100 ℃時其DPPH自由基清除活性只保留了76%左右。

2.2.2 pH值對FBPs穩(wěn)定性的影響

加工和貯運過程中溶液的pH環(huán)境是影響FBPs穩(wěn)定性的另一個重要因素。一般來說，不同蛋白來源的肽具有不同的適宜pH值范圍，在這個pH值范圍內FBPs的結構和活性相對穩(wěn)定；而在強酸或強堿溶液環(huán)境中，F(xiàn)BPs可能會進一步水解、發(fā)生消旋或脫酰胺反應[26]。劉曉藝等[27]研究紅花籽抗氧化肽的pH值穩(wěn)定性，發(fā)現(xiàn)溶液體系的pH值在6～8時，紅花籽肽DPPH自由基清除率可達到初始值的98%左右，而在強酸或強堿環(huán)境下其清除率僅有初始值的40%左右。Liu Yuanyuan等[28]發(fā)現(xiàn)當pH值從2增加至10時，蠶蛾肽的氧自由基吸收能力（oxygen radical absorbance capacity，ORAC）先升高后降低，其在pH值為4～8范圍內的穩(wěn)定性最好。

2.2.3 金屬離子對FBPs穩(wěn)定性的影響

FBPs在食品生產各個階段中可能會接觸到一些金屬容器，或同其他富含金屬離子的原輔料一起加工。金屬離子的加入會改變FBPs溶液的電荷，誘導FBPs與其形成復合物，對FBPs的穩(wěn)定性具有一定的影響。宋賢娟等[29]從辣木籽蛋白中分離鑒定出兩個抗菌肽組分F2和F3，發(fā)現(xiàn)抗菌肽F2和F3在MgCl2溶液中的抑菌活性顯著降低，其抗菌活性的保留率分別為初始值的43.04%和44.43%。鄭昌亮等[30]研究了Cu2＋、K＋、Mg2＋對鳙魚肌原纖維蛋白源抗氧化肽穩(wěn)定性的影響，發(fā)現(xiàn)這3 種金屬離子均可抑制抗氧化肽的自由基清除活性，其中Cu2＋的對抗氧化肽的穩(wěn)定性影響最顯著，在Cu2＋質量濃度為250 μg/mL時，該抗氧化肽的DPPH自由基清除率約為初始值的48%。

2.2.4 其他因素對FBPs穩(wěn)定性的影響

除了上述幾個主要的影響因素外，氧氣及環(huán)境濕度也是影響FBPs穩(wěn)定性的重要因素。FBPs大多以噴霧干燥或冷凍干燥制備的粉末形式貯存，但這些干燥的粉末普遍具有較強的吸濕性，暴露在空氣中容易吸濕，出現(xiàn)結塊發(fā)黏、液化、腐敗等現(xiàn)象，造成肽粉發(fā)生變質、營養(yǎng)損失、感官品質下降等不良后果[31]。Wang Ke等[32]在對海參肽粉（sea cucumber peptide powders，SCPPs）的風味及活性的研究中發(fā)現(xiàn)，SCPPs在貯存期間會迅速吸收水分呈現(xiàn)黏稠狀，產生并積累其他異味物質，嚴重影響產品質量。不僅如此，SCPPs在貯存24 h和80 d后抗氧化活性降低，對羥自由基的清除率分別下降到初始值（44.17%）的30.59%和10.30%。Masum等[33]指出乳清水解物粉末吸濕性強，容易發(fā)生黏連，貯運穩(wěn)定性差，導致乳清水解物在嬰幼兒配方奶粉中的應用受限。因此，為了充分發(fā)揮FBPs在食品工業(yè)中的應用價值，有必要提高其在加工及貯運過程中的穩(wěn)定性。

2.3 胃腸道消化吸收障礙

經口服攝入FBPs的方式具備便捷、可接受度高等優(yōu)勢[34]。研究指出FBPs口服攝入后須以完整的、具有活性的結構片段進入血液循環(huán)到達作用靶點，且積累到一定量時才能在體內真正發(fā)揮促健康作用[35]。然而，F(xiàn)BPs在這個過程中會受到一系列生化屏障和物理屏障的阻礙（圖3），使得FBPs的結構和生物學特性發(fā)生不同程度的改變，最終導致其在體內的生物利用度較低。胃腸道中pH值及各種消化酶（淀粉酶、胃蛋白酶、胰蛋白酶、羧肽酶和氨肽酶等）是FBPs主要的生化屏障[36]。Qian Jingjing等[37]測定了酪蛋白源促睡眠肽YPVEPF的體外消化穩(wěn)定性，發(fā)現(xiàn)YPVEPF對胃腸道酶不耐受，在消化結束后幾乎完全被降解。Wong等[38]發(fā)現(xiàn)抗氧化肽WAFAPA的2,2’-聯(lián)氮-雙-3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸（2,2’-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid)，ABTS）陽離子自由基清除活性經體外模擬消化后有所降低，其半抑制濃度（half maximal inhibitory concentration，IC50）比初始值提高了1.3 倍。研究表明西班牙火腿肽AEEEYPDL經人工胃、腸液處理后，被降解為四肽AEEY和三肽PDL，并失去其抗氧化活性[39]。

圖3 FBPs口服后面臨的主要吸收障礙Fig.3 Major absorption barriers faced by FBPs after oral administration

腸上皮屏障是影響FBPs吸收的重要物理屏障，F(xiàn)BPs被腸上皮細胞完整轉運吸收的可能途徑包括：1）細胞旁路轉運，即肽分子經被動轉運通過腸上皮細胞之間的細胞間隙，是帶負電荷、親水性肽的首選途徑，如R L S F N P、V G P V 和G P R G F[40-41]；2）跨細胞被動擴散，即肽分子從細胞內向基底外測膜擴散，該途徑適用于某些帶正電荷、疏水性肽。Schumacher-Klinger等[42]發(fā)現(xiàn)遮蔽環(huán)N-甲基化六肽的親水性殘基（精氨酸和天冬氨酸）有利于提高肽的跨膜通透性，進而提高肽的生物利用度；3）寡肽轉運體1（oligopeptide transporter 1，PepT1）介導轉運，PepT1是存在于腸上皮細胞的一種特異性載體蛋白，優(yōu)選結合短鏈（二肽和三肽）、帶中性電荷肽及疏水性寡肽，如ACE抑制肽IPP、LKP和IQW[43-44]；4）胞吞轉運，適用于一些長鏈、帶正電荷、疏水性的肽，它們與腸上皮細胞細胞膜相互作用，形成囊泡轉運進入細胞內，如油菜籽衍生肽YWDHNNPQIR[45]。盡管FBPs能夠被腸上皮細胞完整轉運吸收的途徑多樣，但其轉運吸收能力普遍較弱[46]。Satake等[47]利用Caco-2單層模型測定酪蛋白源ACE抑制肽VPP的吸收率，發(fā)現(xiàn)能夠被Caco-2細胞吸收的VPP僅有8%左右。玉米源五肽YFCLT和六肽GLLLPH易被肽酶降解為更小的肽或氨基酸[48]。因此，如何提高FBPs在胃腸道消化吸收中的穩(wěn)定性成為FBPs研究及其高效利用中亟需克服的關鍵問題。

FBPs的轉運機制和吸收效率除了受自身分子質量、疏水性和凈電荷等因素的影響外，食品基質中共存的其他化合物也會影響FBPs的吸收。Lacroix等[49]研究發(fā)現(xiàn)將乳清蛋白源二肽基肽酶-IV（dipeptidyl peptidase IV，DPP-IV）抑制肽添加到含有無機鹽和葡萄糖的基質中時，Caco-2細胞中的肽酶對DPP-IV的降解程度更高。另外，兒茶素被證明可以下調載體蛋白PepT1的表達，導致二肽VY轉運吸收量減少[50]。

3 FBPs的膠體遞送體系

遞送系統(tǒng)的發(fā)展為FBPs穩(wěn)態(tài)化應用提供了一種新途徑，其在改善FBPs的分散性、穩(wěn)定性及提高生物利用度方面展示出獨特的優(yōu)勢[51]。每種遞送系統(tǒng)的組成結構和功能特性不盡相同，研究者需要根據FBPs的性質和具體加工需求選用合適的遞送系統(tǒng)。常見的FBPs遞送系統(tǒng)類型如圖4所示。表1列舉了不同遞送系統(tǒng)的制備方法和優(yōu)缺點。

表1 不同F(xiàn)BPs遞送系統(tǒng)的制備方法及優(yōu)缺點Table 1 Preparation methods and advantages and disadvantages of different delivery systems for FBPs

圖4 典型遞送系統(tǒng)的結構示意圖Fig.4 Schematic diagram of the structure of a typical delivery system

3.1 脂質體

脂質體是具有雙層膜結構的小球囊泡體。磷脂是制備脂質體的主要材料，其結構包含一個親水性頭部和兩個疏水性尾部。當磷脂分子分散在水溶液中時會產生疏水效應，疏水尾與極性環(huán)境保持屏蔽并聚集在一起而產生不同區(qū)域的極性差異，可用于包埋各種疏水性（磷脂雙層膜中）、親水性（極性水核心）和兩親性（磷脂雙層膜與水相界面處）活性組分[62]。膽固醇是脂質體的另一種重要組成成分，其扮演著“緩沖劑”的角色，能夠幫助調節(jié)磷脂膜的流動性和通透性，以此維持脂質體結構的穩(wěn)定性。

脂質體作為FBPs的遞送載體，能夠保護FBPs免受金屬離子、pH值和酶等不利環(huán)境因素的影響，延緩FBPs在體內的釋放。脂質體的結構與生物膜相似，具有優(yōu)異的生物相容性、低毒性和低免疫原性等特征，有利于FBPs被人體高效吸收。宋敬一[63]以蛋黃卵磷脂、膽固醇為原料，通過乙醇注入法制備包埋蛋清抗氧化肽EWPH的脂質體，EWPH的包埋率為65.7%。體外緩釋實驗結果顯示，游離肽在胃液中消化2 h后的釋放率達64%，而脂質體的釋放率僅為48%。在腸液消化過程中，脂質體的釋放率也始終低于同一時間的游離肽，表現(xiàn)出良好的緩釋效果，提高了EWPH的生物利用度。Xu Jinjin等[64]采用薄膜水合法制備包埋牡蠣蛋白水解物（oyster peptide hydrolyate，OPH）的脂質體，明顯改善了OPH的貯存穩(wěn)定性，且包埋后OPH的DPPH自由基和ABTS陽離子自由基清除活性較游離的OPH均有顯著提高。在體外緩釋實驗中，游離OPH在24 h內釋放率超過83.06%，而脂質體中OPH僅釋放約63.84%，釋放速率減慢。Zhang Tao等[41]將乳源ACE抑制肽RLSFNP包埋在脂質體中，發(fā)現(xiàn)RLSFNP具有更高的表觀滲透性系數(shù)Papp（包埋前Papp為8.29×10-7cm/s，包埋后Papp為1.72×10-6cm/s），表明脂質體可以提高RLSFNP的生物利用度。

然而，脂質體在實際應用中也存在著一些缺陷。如脂質體的磷脂膜對高溫、離子強度和酶敏感，易發(fā)生氧化和水解，導致脂質體囊泡大量聚集、融合和破裂，使得FBPs從脂質體中泄漏[65]。除了添加天然的抗氧化劑外，另一種可行的方法是通過殼聚糖、果膠、聚乙二醇等聚合物對脂質體進行表面修飾，進一步提高脂質體的穩(wěn)定性和緩釋能力。Ramezanzade等[54]將帶正電荷的殼聚糖吸附在脂質體表面，二者通過氫鍵和靜電相互作用形成新的遞送載體，用于包封虹鱒魚抗氧化肽。結果表明，殼聚糖-脂質體在加工和貯存過程中的穩(wěn)定性優(yōu)于常規(guī)脂質體，且殼聚糖-脂質體的緩釋能力受殼聚糖濃度調控：當殼聚糖濃度從0.2%增加到1.0%時，其緩釋能力也逐漸增強。Lopes等[66]以大豆磷脂酰膽堿為原料制備裝載乳鏈菌肽的脂質體，并研究果膠或聚半乳糖醛酸的修飾對脂質體性能的影響，其制備的果膠-脂質體和聚半乳糖醛酸-脂質體中乳鏈菌肽的包埋率分別為87.9%和84.0%，與常規(guī)脂質體相比，經果膠和聚半乳糖醛酸修飾后的脂質體緩釋性和貯存穩(wěn)定性明顯提高。Jiang Xiaoxiao等[67]將乳源降膽固醇肽LQPE裝載在經嗜酸乳桿菌CICC6074 S層蛋白（S-layer protein，SLP）修飾的脂質體中，與游離肽和常規(guī)脂質體相比，SLP-脂質體表現(xiàn)出更好的胃腸道耐受性和緩釋性，跨上皮轉運實驗證明，LQPE被SLP-脂質體包埋后轉運量顯著增加。

3.2 乳液

乳液是由兩種互不混溶的相以及乳化劑按適當比例形成的分散體系。根據乳液結構特點，分為單乳液（O/W、W/O）和雙重乳液（W/O/W、O/W/O）[68]。乳液的性能主要受兩相組成、乳化劑種類及乳化條件的影響。Giroux等[69]通過兩步乳化法制備W/O/W乳液，研究不同油相（荷荷巴油、亞麻籽油、礦物油）對乳液中β-乳球蛋白水解物釋放效果的影響。結果表明，β-乳球蛋白水解物在胃腸道中的釋放速率與油相黏度相關，β-乳球蛋白水解物在以亞麻籽油為油相的乳液中生物利用度更高。Zhu Zhenbao等[70]分別以茶皂素、皂素和吐溫-80作為乳化劑，考察不同類型乳化劑對乳液穩(wěn)定性的影響。研究發(fā)現(xiàn)，以茶皂素為乳化劑的乳液在30～90 ℃、pH 3～9、NaCl濃度300～500 mmol/L條件下穩(wěn)定效果最好。Ying Xin等[71]比較不同的乳化條件（1 000 r/min高速剪切3 min、1 000 r/min高速剪切13 min、1 000 r/min高速剪切3 min后100 bar高壓均質3 次）對W/O/W乳液的粒徑及乳液中大豆肽包埋率的影響，發(fā)現(xiàn)W/O/W乳液的平均粒徑隨著輸入能量的增大顯著減小，3 種乳化條件下依次為10.70、8.30、3.57 μm。但高強度的乳化條件會導致乳液液滴破裂，從而使大豆肽泄漏到外水相中，造成大豆肽的包埋率下降。

乳液在FBPs的保護性包埋、提高溶解性、緩釋及風味改良等方面具有巨大的應用潛力。Jamshidi等[72]利用W/O/W雙重乳液包埋魚蛋白水解物，并將其用于生產營養(yǎng)強化型酸奶。發(fā)現(xiàn)魚蛋白水解產物的穩(wěn)定性和風味得到顯著改善，含有魚蛋白水解物乳液的酸奶感官特性與傳統(tǒng)酸奶相似，無明顯的苦味和腥味。應欣[73]以聚甘油蓖麻醇酸酯和變性淀粉為乳化劑成功制備了大豆肽乳液，其包埋率達80%以上。與游離大豆肽相比，大豆肽乳液的苦味值減小，且體外模擬消化實驗顯示大豆肽乳液能夠抵抗人工胃液的消化，消化后大豆肽保留率高于70%。Yang Wen等[74]將牡蠣肽包埋在W/O/W雙重乳液中，通過冷凍干燥得到乳液微膠囊粉末。研究發(fā)現(xiàn)，乳液微膠囊粉末有良好的復溶性，且電子鼻分析結果表明復溶乳液的腥味明顯低于牡蠣肽溶液。

雖然乳液應用于FBPs遞送系統(tǒng)的前景樂觀，但其中所添加表面活性劑的生物毒性一直是食品工業(yè)中頗具爭議的問題。而且乳液為非熱力學穩(wěn)定體系，長期放置后會出現(xiàn)絮凝、聚結和奧氏熟化等現(xiàn)象，不宜長期貯存。改變連續(xù)相的流變特性能夠提高乳液的穩(wěn)定，在乳液中添加蛋白質或多糖可以增加連續(xù)相的黏度，從而抑制乳液中相的遷移運動和液滴聚集[75]。另外，Pickering顆粒（如纖維素顆粒、疏水改性淀粉顆粒、脂質晶體、蛋白質/多糖顆粒、無機顆粒等）也常作為一種穩(wěn)定劑，其在油相和水相中都具有適當?shù)臐櫇裥?，但又不溶于任何一相，可以代替表面活性劑不可逆地吸附在?水界面處[76]。Pickering乳液是乳液的重要分支，與常規(guī)乳液相比，Pickering乳液表現(xiàn)出更高的穩(wěn)定性和更低的毒性，因此在包埋、保護和遞送FBPs方面具有良好的應用前景。Cai Luyun等[77]從鯰魚皮中分離鑒定出一種廣譜抗菌肽Parasin I，通過殼聚糖包埋Parasin I作為Pickering顆粒，并以此制備O/W型Pickering乳液。結果表明，Pickering乳液可以保護Parasin I不被細菌代謝物降解，從而獲得更高的抗菌性能。與游離Parasin I相比，Pickering乳液顯著降低了Parasin I的細胞毒性和溶血性。

3.3 聚合物納米顆粒

聚合物納米顆粒是平均粒徑范圍在10～1 000 nm的固態(tài)膠體微粒。FBPs可以通過化學鍵合、物理吸附和包埋等方式存在于納米粒子中，使其得到有效保護并抑制其降解。相比其他的FBPs遞送系統(tǒng)，聚合物納米顆粒的形狀、結構、尺寸可調節(jié)性更強，表面易于功能化修飾，并且聚合物納米顆粒體積小，有較大的比表面積，在提高FBPs溶解度、溶出度、黏膜滲透性及減輕其細胞毒性方面展現(xiàn)出獨特的優(yōu)勢[78]。

聚合物納米顆粒的制備有兩種基本方法：一種是“Top down”法，即以機械力作為能量將較大的顆粒分解成較小的納米級顆粒（物理過程）；另一種方法是“Bottom up”法，即通過化學反應或聚合物的自組裝產生（化學過程）[79]。在制備過程中，一些無毒且親和性良好的載體材料更受研究者的歡迎，以多糖（如殼聚糖、淀粉、果膠等）和蛋白質（如明膠、牛血清白蛋白、大豆蛋白、酪蛋白等）兩大類為主[80]。張碧瑩[81]從蛋清蛋白中分離得到具有ACE抑制和腎素抑制活性的雙重活性肽LAPYW，并將其包埋在牛血清白蛋白納米顆粒中，得到平均粒徑為165.37 nm、ζ-電位為48.78 mV的穩(wěn)定納米顆粒，LAPYW的包埋率為34.54%。采用Caco-2細胞單層膜模型測定LAPYW的吸收效率，發(fā)現(xiàn)LAPYW被包埋后在腸道中的吸收效率較游離LAPYW提高了約1.8 倍，其Papp為4.62×10-7cm/s。Zhu Yiqing等[82]將熱誘導的溶菌酶-黃原膠納米顆粒作為含硒肽的載體，結果顯示粒子的平均粒徑為153 nm，ζ-電位為-50 mV。對比游離的含硒肽，這種納米顆粒結構可極大提升含硒肽的穩(wěn)定性，增強含硒肽的Caco-2細胞滲透性，并表現(xiàn)出更低的細胞毒性。Danish等[83]通過離子凝膠法制備殼聚糖納米顆粒，用于包埋雞肉源ACE抑制肽LKP，所得納米顆粒的平均粒徑為200 nm，對LKP的包埋率為65%。體外消化實驗結果表明，納米顆粒能夠有效保護LKP不被胃液破壞，擁有更好的時滯釋放特性。同樣，Auwal等[84]將魚源ACE抑制肽包埋于殼聚糖中，獲得平均粒徑為162.47 nm、包埋率（75.36%）較高的納米顆粒。與游離ACE抑制肽相比，包埋在納米顆粒中ACE抑制肽的降血壓功效顯著提高，這與ACE抑制肽在自發(fā)性高血壓大鼠體內的持續(xù)釋放作用及其較高的腸道滲透性有關。

聚合物納米顆粒由于制備方法和材料的不同，對FBPs的裝載效率也存在一些差異。若僅以單一聚合物材料作為載體制備聚合物納米顆粒存在包埋率低、穩(wěn)定性差等不足。有研究指出，通過不同聚合物材料的組合能夠提高納米顆粒對外界環(huán)境的抵抗能力。崔敏[85]分別使用牛血清白蛋白和葡聚糖-牛血清白蛋白復合納米粒子包埋蛋清肽，研究溫度對其穩(wěn)定性的影響。結果顯示，70、80、90 ℃水浴加熱30 min后，前者的粒徑隨著溫度的升高而增大，而后者的粒徑沒有發(fā)生明顯變化，表明葡聚糖與牛血清白蛋白聯(lián)用提高了納米粒子的熱穩(wěn)定性。

3.4 水凝膠

水凝膠是一種由親水性聚合物通過物理（熱、pH值、酶、鹽）或化學交聯(lián)（二硫鍵、氫鍵、疏水或靜電相互作用等）方法形成的三維網絡。水凝膠含有豐富的孔隙，能夠吸收大量水（＞90%）作為分散介質，有良好的延展性、柔彈性和溶脹性[86]。一般親水性活性組分可以直接與聚合物溶液混合形成水凝膠，而疏水性活性組分則需要先裝載在基于油脂基的疏水性載體中，再將其固定在水凝膠的網絡結構中[87]。水凝膠是FBPs的理想載體，其具有組織刺激性小、可再生、生物相容性和生物降解性好等眾多優(yōu)點，在FBPs緩釋、靶向輸送方面的應用越來越廣泛。

水凝膠的載體材料包括合成聚合物和天然聚合物。常見的合成聚合物材料有羧甲基纖維素、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚乙二醇和聚L-谷氨酸等，這類材料制備的水凝膠主要被用在生物醫(yī)學材料領域。而在食品領域中，主要選擇天然聚合物作為水凝膠的基質成分，例如蛋白質（明膠、乳清蛋白、酪蛋白、大豆蛋白等）或多糖（淀粉、殼聚糖、海藻酸鹽、果膠、纖維素等）[79-80]。近年來，研究者對在特定環(huán)境（溫度、離子強度、pH值、酶、磁性等）具有刺激響應性的智能水凝膠產生了濃厚的興趣。智能水凝膠能夠實現(xiàn)FBPs的定點、定時和定量釋放，例如Steichen等[88]設計出聚(甲基丙烯酸-共聚-N-乙烯基吡咯烷酮)接枝聚乙二醇（P((MAAco-NVP)-g-EG)）的三元共聚物水凝膠。研究發(fā)現(xiàn)，P((MAA-co-NVP)-g-EG)水凝膠在胃的酸性條件下收縮，以保護多肽不被蛋白酶降解，而在小腸的中性環(huán)境中發(fā)生溶脹，使多肽從水凝膠的網狀結構中快速且完全釋放。類似地，Lu Sitong等[89]以巰基化殼聚糖碳酸鈣納米粒（CS-NAC(CaCO3)）、海藻酸鹽（alginate，ALG）為原料，制備具有pH值響應性的水凝膠，用于包埋羅非魚皮膠原蛋白肽（tilapia collagen peptide，TCP）。CSNAC(CaCO3)/ALG/TCP水凝膠前體溶液接觸胃酸后會釋放出Ca2＋，其產生的海藻酸鈣交聯(lián)的三維蛋殼結構可以保護TCP免受胃液破壞，并有效延長TCP在胃中的釋放時間。通過乙醇誘導胃損傷小鼠模型并進行干預實驗，觀察到CS-NAC/ALG/TCP水凝膠具有較強的胃黏膜黏附性，可以促進小鼠的胃黏膜傷口愈合。

水凝膠含水量高的同時也存在一些不足，如凝膠網絡分布不均、松散多孔，結構強度較弱，持水性以及熱性能較差，這與天然生物組織中的水凝膠相差較大。為使水凝膠的機械性能和穩(wěn)定性得到提高，可通過兩種具有互補特性的聚合物形成雙交聯(lián)水凝膠?，F(xiàn)已開發(fā)了由蛋白質-蛋白質、多糖-多糖或蛋白質-多糖組合的雙交聯(lián)水凝膠，并取得了良好的效果[90]。

4 FBPs遞送系統(tǒng)存在的問題

4.1 技術和設備

目前，F(xiàn)BPs遞送系統(tǒng)更多停留在實驗室研究階段，在工業(yè)化生產中的實踐較少，要推進其實際應用，還需要解決諸多問題，包括荷載量低、粒徑分布不均、批次間重現(xiàn)性差、產品長期穩(wěn)定性不足和生產成本高等缺點。在實驗室規(guī)模上，F(xiàn)BPs遞送系統(tǒng)可以采用多種方法制備，但適用于工業(yè)化生產的技術卻屈指可數(shù)。此外，如何把控關鍵工藝參數(shù)是實現(xiàn)FBPs遞送系統(tǒng)工業(yè)化生產的另一大難題，實驗室與工業(yè)生產設備不配套的矛盾也需解決。材料學、電子信息學、化學、醫(yī)學等學科的融合和科技的進步為FBPs遞送系統(tǒng)技術的創(chuàng)新優(yōu)化和設備的研制帶來了契機。研究者在兼顧原料、工藝帶來成本問題的同時，不斷尋求穩(wěn)定、高效、質量可控、在生產上具有規(guī)?；l(fā)展性的“多能型”技術和設備，才能有效推動FBPs遞送系統(tǒng)的工業(yè)化生產。

4.2 質量評價體系

遞送系統(tǒng)的質量評價研究是保證FBPs穩(wěn)定性和功能特性的基礎[91]。FBPs遞送系統(tǒng)的質量參數(shù)包括微觀形貌、尺寸、電荷性質、分子內和分子間信息、生物利用度、感官特性等，相應的表征技術如圖5所示。盡管這些技術已取得明顯進步，但尚存在質量評價不完善的問題，特別是關于FBPs遞送系統(tǒng)生物利用度的評價。目前，評價工作多聚焦在體外消化模擬研究和Caco-2細胞培養(yǎng)模擬研究中，這些研究揭示了FBPs遞送系統(tǒng)在體外模型中的效果，但無法準確預測FBPs被包埋后在體內的行為和有效性，這是目前研究的重點和難點。綜上，F(xiàn)BPs質量評價應該是一個多方位、綜合的過程，未來需要建立一套完善的、規(guī)范的質量評價體系，從而助推FBPs遞送系統(tǒng)的評價和研究，助力FBPs的高效利用。

圖5 FBPs遞送系統(tǒng)的主要表征技術Fig.5 Major techniques for the characterization of delivery systems for FBPs

4.3 安全性

盡管FBPs遞送系統(tǒng)在包埋、保護、遞送FBPs中的應用潛力已得到科學界的廣泛認可，但其若在沒有監(jiān)管指南和標準化安全評價體系的情況下進入市場，則可能會給消費者帶來潛在的隱患。因此，必須對此加以重視。目前無法明確證實包埋FBPs載體材料的安全性，關于FBPs遞送系統(tǒng)作用于人體后所形成代謝物毒性的信息也不明晰，且制備工藝中多用到有機溶劑和大量表面活性劑，若被人體長期攝入并積累可能會增加額外的健康風險[92]。

研究人員一直專注于對FBPs遞送系統(tǒng)安全性的分析，但僅局限于動物和細胞實驗，尚未進行臨床試驗。因此，仍需開展臨床研究，科學合理地評估FBPs遞送系統(tǒng)的毒性和蓄積特征，并給出相關產品的推薦日攝食量和可耐受上限攝入量，特別是針對兒童和老人等特定人群。值得注意的是，F(xiàn)BPs遞送系統(tǒng)的設計需要在食品理論框架中進行，必須遵循食品安全法規(guī)，并且生產者和監(jiān)管者在這些新技術和產品進入市場之前應確保其安全性，從而提高公眾對FBPs遞送系統(tǒng)潛在積極影響的認可度。

5 結 語

FBPs具有良好的活性功能，是開發(fā)功能性食品和保健品的優(yōu)質資源，但是FBPs存在風味不佳、穩(wěn)定性差和生物利用度低等問題，影響其發(fā)展應用。幸運的是，國內外學者通過各種遞送系統(tǒng)（如脂質體、乳液、聚合物納米顆粒、水凝膠等）不同程度地改善了FBPs的感官特性和穩(wěn)定性，并實現(xiàn)了體內FBPs的靶向和緩慢持續(xù)釋放。在設計和選擇合適的FBPs遞送系統(tǒng)時，應充分考慮FBPs的理化特性、食品基質間的相容性和經濟可行性。根據目前的報道來看，F(xiàn)BPs遞送系統(tǒng)以脂質體和乳液的研究最為廣泛。脂質體制備工藝相比于其他遞送系統(tǒng)更加復雜，存在有機溶劑去除不徹底的風險，且脂質體的關鍵原料磷脂大多價格較為昂貴。相比之下，乳液不僅可以滿足消費者的感官需求，且其面對復雜的食品體系（包括調味品、醬汁、酸奶和飲料）更具適用性，有利于FBPs在食品領域的應用，是FBPs遞送系統(tǒng)后續(xù)的研究重點。遞送系統(tǒng)的發(fā)展為富含F(xiàn)BPs產品的開發(fā)提供了更多的思路，但仍面臨著諸如技術壁壘高、質量評價體系不完善、具有潛在毒性等問題，需要進行深入研究和探討。隨著遞送系統(tǒng)應用于食品領域的技術不斷發(fā)展和成熟，相信在不久的將來，優(yōu)良的遞送系統(tǒng)將為FBPs的應用開辟更新、更廣闊的道路。