食品運載體系包埋姜黃素的研究進展

任 爽，董文霞，劉錦芳，毛立科，高彥祥，袁 芳*

（中國農業大學食品科學與營養工程學院，北京 100083）

姜黃素（1,7-雙(4-羥基-3-甲氧基苯基)-1,6-庚二烯-3,5-二酮）是天然的多酚化合物，是從植物姜黃（Curcuma longa）的根莖中分離出來的主要活性成分（圖1）[1]。姜黃根莖中含有3%～5%的姜黃素及其衍生物，包括姜黃素（77%）、去甲氧基姜黃素（17%）、雙去甲氧基姜黃素（3%）和環姜黃素[2]。

圖 1 姜黃屬植物、姜黃根莖和商品姜黃粉[1]Fig. 1 Turmeric plant, curcuma rhizome and commercial curcuminoid powder[1]

在過去的幾十年中，姜黃素由于其諸多的藥物功能和生物學特性受到了廣泛的關注。姜黃素可用作調味劑（苦味）、食品防腐劑、天然著色劑（亮黃色）和各種食品飲料中的抗氧化劑。姜黃素的分散性較強，染色力較好，在應用過程中具備諸多優勢；防腐蝕能力較強，且不會產生毒副作用，常被用作天然的食品添加劑[3]。除此之外，姜黃素還可以預防和治療多種炎癥疾病、例如皮膚傷口、促炎癥慢性疾病、心血管疾病、自身免疫性疾病、胃腸道疾病等[4]。姜黃素的抗癌活性也得到了廣泛研究，例如乳腺癌、胃腸道癌、黑色素瘤和肉瘤等[5]。

盡管姜黃素在食品和藥品領域有著廣闊的應用前景，但仍面臨其水溶性差、化學性質不穩定、光降解性、代謝速率快以及生物利用度低等應用障礙。另外，姜黃素由于具有親脂性而在人體內顯示出較低的吸收率，因此口服后會迅速被代謝系統從體內清除。為了克服這些問題，研究人員已嘗試使用遞送系統將姜黃素包埋，例如水凝膠、納米顆粒、乳液、脂質體等。脂質是用于輸送活性物質最受歡迎的載體之一[6]，但是，在某些情況下，它們的理化性質不穩定，易發生聚集、融合、水解、氧化等[7]。因此，研究人員還引入了各種類型的生物聚合物，如殼聚糖、淀粉、玉米醇溶蛋白、蠶絲蛋白等[8]。 這些載體能改善姜黃素溶解度，增加其穩定性，減少對食品感官特性的不良影響，使其在目標部位靶向釋放，從而提高姜黃素的生物利用度。

本文詳細介紹了姜黃素的結構和功能性質，以及在實際應用過程中存在的限制及其原理，重點介紹了幾種傳統及新型納米載體的結構和優缺點，并針對這些運載體系提高姜黃素生物利用度的研究現狀進行綜述，最后對未來姜黃素運載體系的研究重點提出合理的建議。

1 姜黃素的性質及其在應用方面的限制

1.1 姜黃素的結構特征和化學性質

姜黃素也稱為二鐵甲酰甲烷，是一種具有規則晶體結構的對稱分子[2]。姜黃素的結構由兩個帶有鄰位甲氧基和羥基的芳環組成，這些芳環通過包含一個α-、一個β-不飽和羰基的七碳鏈連接[9]。由于姜黃素的β-二酮鏈上的氫原子可以發生分子內轉移，因此其分子結構以酮-烯醇互變異構體的形式存在。姜黃素的結構特征見圖2。在弱酸性和中性條件下，姜黃素的酮形式占主導地位；但是，在堿性條件下，姜黃素主要以烯醇形式存在，后者具有清除自由基的能力[10]。姜黃素的構象還取決于溫度和溶劑的性質，例如，在黑暗條件下于70 ℃的乙醇中溶解時姜黃素主要以烯醇形式存在[11]。

姜黃素是一種相對疏水的分子，辛醇/水分配系數的對數值（lgP）為3.2，這使其幾乎不溶于水（溶解度為11 ng/mL，環境溫度）而高度溶于脂質[12]。此外，在有機溶劑中，姜黃素微溶于甲醇，而易溶于氯仿和二甲基亞砜。由于極低的水溶性和親脂性，姜黃素在生物膜上具有良好的跨膜滲透性[1]。姜黃素對環境條件敏感，包括高溫、光照、極端pH值、高相對濕度和氧氣。在這些條件下，姜黃素的3 個活性位點（一個二酮和兩個酚基）會發生氧化作用，尤其是酚羥基官能團最容易發生失氫反應，進而發生親核加成反應、水解、降解和酶促氧化反應[13]。姜黃素在溶液中的化學降解會產生一系列化合物，例如反式-6-(4’-羥基-3’-甲氧基苯基)-2,4-二氧代-5-己烯醛、香蘭素、阿魏酸和阿魏酰甲烷[14]。

圖 2 姜黃素的酮式（A）和烯醇式（B）結構示意圖Fig. 2 Structural diagrams of keto (A) and enol (B) forms of curcumin

1.2 姜黃素在應用方面的限制

姜黃素只有被胃腸道上皮細胞吸收并轉運到體內循環中之后才能發揮其生物活性。然而，由于姜黃素的疏水性，大部分通過口服攝入的姜黃素不能被吸收到小腸上皮細胞中。即使有一部分可以被吸收，也會通過配合反應（葡萄糖醛酸化或硫酸化）或還原反應進行快速的新陳代謝，通過腎臟系統大量清除出體內[15]。由于溶解度低、吸收少和腸道代謝迅速，60%～70%的口服姜黃素作為糞便被排泄掉，控制姜黃素的新陳代謝速度是提高其食用功效的重要途徑。

姜黃素非常不穩定，暴露于光下會迅速降解為香草醛、香草酸、阿魏醛和阿魏酸[16]，限制了其在工業上的大規模應用，并導致產品的貨架期大幅縮短。這主要是因為姜黃素分子經陽光照射后獲取一定能量，羰基與其緊鄰的α-碳之間發生斷裂，生成阿魏醛，進而氧化成阿魏酸；若脫除羰基，斷裂產物進一步被氧化，則可生成香草醛及香草酸（圖3A）[14]。此外，姜黃素在生理pH值條件下會迅速水解。有研究表明，將姜黃素置于磷酸鹽緩沖液（0.01 mol/L、pH 7.4）中6 h后，殘留的姜黃素質量分數不超過6%[17]。這是由于姜黃素在酸性條件下的穩定性是由共軛二烯結構維持的，然而，當pH值調節至中性或堿性條件時，酚羥基失去氫離子，導致該結構破壞，穩定性喪失；主要降解產物為反式6-(4-羥基-3-甲氧基苯基)-2,4-二氧代-5-己烯醛，次要降解產物有香蘭素、阿魏酸和阿魏酰甲烷（圖3B）[18]。

圖 3 姜黃素光降解（A）和水解（B）產物的化學式及可能的降解途徑[18]Fig. 3 Structures of curcumin photolytic products (A) and alkaline solution degradation products (B) and possible degradative pathways[18]

鑒于姜黃素的以上特點，無論采用什么樣的給藥途徑，其生物利用率和生物學功效都極低。一項臨床實驗報告表明，每天口服8 g姜黃素，到第3天時其在血漿中能達到的穩態質量濃度是22～41 ng/mL。另一項臨床實驗表明，在每天口服0.5～8.0 g姜黃素病人的血漿中沒有檢測到姜黃素，只在少數每天口服10～12 g姜黃素病人的血漿中檢測到痕量姜黃素[19]。此外，還有人對小鼠中姜黃素的生物分布進行了研究，在小鼠腹腔內給予安全劑量（0.1 g/kg）的姜黃素后，在肝、腎、脾、腦和腸中姜黃素的含量可忽略不計[1]。

2 包埋技術

在食品研究領域，常將對外界環境敏感的功能活性物質（如姜黃素）加入食品運載體系中，以改善活性物質的水溶性，提高對光和熱的穩定性，延長貨架期，提高緩釋功效及靶向性，進而提高其生物利用度。常用的姜黃素運載體系有乳液、脂質體、環糊精（cyclodextrin，CD）包合物、納米顆粒等（圖4）。表1總結了不同種類姜黃素包埋體系的特性及優缺點。

圖 4 各種類型的姜黃素運載體系[20]Fig. 4 Various types of curcumin delivery systems[20]

表 1 不同種類包埋體系的特性及優缺點對比Table 1 Comparison of characteristics, advantages and disadvantages of different delivery systems

2.1 脂質體

脂質體是具有球形形狀的簡單的自組裝膠體系統。它是由脂質雙層（主要是磷脂雙層和膽固醇）圍繞內部的水環境組成的囊泡系統[21]。脂質體被美國食品藥品 管理局認為是安全的和生物可降解的納米制劑。它們既可以包埋親脂性化合物（在脂質雙層中溶解）又可以封裝親水性物質（在囊泡的水核心中溶解），從而提高活性物的溶解性，調節其代謝速度以延長血漿半衰期；提高活性物的滲透性，從而提高其生物利用度；實現活性物的靶向輸送，消除生物分布不均衡性；以及減少活性物可能給食品帶來的不良影響[22]。

然而，由于循環半衰期短，并且易于氧化和水解，導致對目標化合物的負載能力下降，使得脂質體的使用受到限制。為了降低脂質雙層的流動性以增強其穩定性，通常在脂質體制劑中加入膽固醇；為了減少膜缺陷，通常加入氫化大豆磷脂酰膽堿或長鏈飽和?；湥缍仓Ａ字Ｄ憠A[23]。加入鞘磷脂可以降低膜兩側水的滲透性并改善離子的滲透性；運用凍干、超臨界流體和噴霧干燥等技術可以提高脂質體囊泡的穩定性[24]。用殼聚糖等聚合物包被脂質體的表面可以增強脂質體的分散穩定性。表2展示了一些負載姜黃素脂質體的制備原料、方法、特征及主要結論。

表 2 脂質體包埋姜黃素及其類似物的方法及主要結論Table 2 Liposomal formulations used for encapsulation of curcuminoids and their major conclusions

2.2 固體脂質納米顆粒

SLN是近幾十年來最流行的膠體劑型之一。SLN通常由包覆有單層磷脂的固體疏水脂質核心組成；通常為球形，粒徑范圍在亞微米級別（50～1000 nm）[31]。SLN的主要成分是固體脂質、表面活性劑和水。各種天然或合成的脂質均可以作為SLN的基質，如甘油三酯、蜂蠟、脂肪酸、類固醇等。磷脂、離子表面活性劑（如十二烷基硫酸鈉、膽酸鈉、硬脂胺）、非離子表面活性劑 （如泊洛沙姆、普朗尼克、吐溫）、聚乙二醇等常用于穩定水性介質與SLN外殼之間的界面[32]。此外，還可以使用增溶劑（如甘油單酯、甘油二酯）以增加姜黃素的溶解度和負載率[24]。為了延長SLN在消化系統中停留的時間，研究者嘗試使用多糖來修飾其表面，增強其黏膜吸附性。例如，Ramalingam等[33]采用高速剪切均質和超聲波技術制備了粒徑為451.8 nm的姜黃素脂質納米顆粒，在用殼聚糖作外層材料修飾后，粒徑增至739.26 nm，消化時間延長兩倍多，同時包埋率非常高 （表3）。除了殼聚糖外，酪蛋白酸鈉和果膠也可以用作SLN的表面涂層，并且酪蛋白酸鈉和果膠之間會形成共價鍵，使SLN的理化穩定性顯著提高，緩釋效果更好[34]。

表 3 包埋姜黃素的固體脂質納米顆粒Table 3 Solid lipid nanoparticles used for curcumin encapsulation

SLN包埋姜黃素具有諸多優勢，例如，較高的包埋率、易于修飾的表面、極大提高姜黃素的生物利用率（為單獨口服姜黃素的32～155 倍）、具有合適的 Zeta-電位、可快速內化到細胞中[39]；另一方面，由于滲透作用強，其運載的姜黃素更易進入癌細胞并促使其凋亡，對于研發抗癌食品有一定的積極意義[40]。SLN主要是通過兩種技術制備的：高能量法和低能量法。前者需要超聲、高速剪切、高壓均質等機械設備提供的高能量；后者則是在低速混合以及混合物可控的條件下進行，例如通過溶劑擴散、溶劑注入、微乳化等方法進行。

2.3 生物聚合物納米顆粒

天然存在的生物大分子，例如多糖和蛋白質，具有生物相容性、低免疫原性、無毒性和生物可降解性，因此適用于封裝姜黃素等活性物質[41]。由它們制成的納米顆?？梢酝ㄟ^氫鍵和疏水相互作用將姜黃素包埋在納米粒子中，從而增強其溶解度，抑制其在胃腸道中的氧化分解。納米顆粒通過誘導細胞內吞，直接被小腸上皮細胞攝取，顯著增加了姜黃素的吸收和生物利用度[42]。

2.3.1 多糖納米顆粒

多糖具有高穩定性、低毒性、廉價、來源廣泛等特點。除此之外，天然多糖還可以通過物理、化學或者酶法 改性手段獲得需要的功能特性[43]。因此可以廣泛應用于生物、食品、醫學等不同領域。

制備納米載體最常用的多糖之一是殼聚糖。殼聚糖是由天然幾丁質部分脫乙酰衍生而成的線性陽離子聚合物，可促進細胞膜的通透性增加，從而增強腸上皮吸收[44]。殼聚糖還具有抗菌活性，是輸送活性物的理想 載體[45]。殼聚糖納米顆?？捎啥喾N方法制備，如離子凝聚、微乳液、復合凝聚、蒸發溶劑法等[43]。Yadav等[46]制備的殼聚糖-姜黃素復合顆粒與天然姜黃素相比具有更好的抗氧化性與金屬離子螯合能力，在預防砷中毒方面有良好的應用前景。

海藻酸鈉是一種從海洋褐藻中提取的陰離子線性多糖，由1～4 個相連的α-L-古洛糖醛酸和β-D-甘露糖醛酸殘基組成，已被廣泛用于包埋和傳遞生物活性物質[43]。然而，其在堿性條件下穩定性較差，且活性成分易從顆粒孔隙中泄漏[47]。Zhang Yueling等[48]發現使用殼聚糖作為第二層反離子層可以減小海藻酸鈉顆粒的孔隙并降低被包埋物質的滲漏，還可以提高其物理穩定性。Bhunchu等[49]通過乳化法和離子膠凝法制備了包埋姜黃素的海藻酸鈉-殼 聚糖納米顆粒，有效提高了姜黃素的細胞吸收率。

淀粉也是常用的多糖類納米載體之一，通常會對其進行修飾，以滿足不同功能需求。Acevedo-Guevara等[50]從綠色香蕉中提取乙酰化淀粉用作姜黃素的載體，制得的顆粒平均粒徑為250 nm，比天然形式的淀粉具有更高的包埋率和控釋能力。Athira等[51]制備了負載姜黃素的辛烯基琥珀酰木薯淀粉納米顆粒（粒徑10～50 nm），顯示出良好的水溶性、生物利用度、控釋能力、細胞攝取能力和抗癌潛力。Li Xiaomin等[52]制備了一種基于羧甲基淀粉和殼聚糖鹽酸鹽之間共價相互作用的納米凝膠，并以較高的包埋率（89%～95%）將姜黃素包埋其中。此外，該凝膠還具有響應pH值變化的控釋能力。

2.3.2 蛋白質納米顆粒

蛋白質具有一定的抗氧化性，對維持姜黃素的化學穩定性十分重要。然而，由于表面電荷和疏水性的作用，蛋白質對某些環境因素（pH值、離子強度、溫度）的變化十分敏感。

玉米醇溶蛋白是玉米粒中的主要蛋白，由大量的非極性氨基酸組成，其疏水性、高生物相容性和穩定性使其成為封裝疏水分子姜黃素的理想載體[53]。 Chen Shuai等[54]通過反溶劑沉淀法制備了載有姜黃素的玉米醇溶蛋白-透明質酸納米顆粒，提高了姜黃素的穩定性并具有控釋能力。玉米醇溶蛋白也可以與其他大分子結合使用，例如，研究員使用酪蛋白酸鈉和海藻酸鈉雙重包被負載姜黃素的玉米醇溶蛋白納米顆粒（粒徑70 nm），姜黃素的水溶性、控釋性、光穩定性和抗氧化活性得到顯著提高[55]。

絲素蛋白是從蠶絲中提取的天然高分子纖維蛋白，具有良好的理化性質和機械性能，如高穩定性、低毒性、緩釋性、抗拉伸性等，可形成不同的結構，如薄膜、水凝膠、纖維、納米顆粒等[56]。由于上述優良性能，絲素蛋白受到越來越多的關注。Crivelli等[57]研究發現將姜黃素封裝在絲素蛋白納米顆粒（粒徑 （71±10）nm）中，可增強其體外抗氧化性、抗炎活性和細胞吸收率。研究員給大鼠口服負載姜黃素的絲素蛋白顆粒，結果表明，較大的蠶絲顆粒（粒徑約為800 nm）具有較長的血漿半衰期和較慢的釋放速率，而較小的蠶絲顆粒（粒徑約為200 nm）具有較高的生物利用度。這兩種顆粒中姜黃素的生物利用度分別比游離姜黃素高5 倍和17 倍[58]。

還有很多種不同來源的蛋白質被用作姜黃素的載體。例如，在2019年，制造了基于太子參蛋白的納米顆粒以裝載姜黃素，粒徑約100 nm，具有可觀的熱穩定性和高光穩定性[59]。米糠白蛋白（rice bran albumin，RBA）源自米糠加工廢料，研究人員將RBA與殼聚糖共混通過自組裝形成納米顆粒，包埋率高達93.56%；同時降低了姜黃素在胃中的降解速率，并對癌細胞具有高毒性[60]。最近的一項研究中，研究員基于纖維結構蛋白（角蛋白）和熱響應性共聚物（普朗尼克）制備了新型水凝膠納米顆粒，可以實現姜黃素的氧化還原和溫度響應性釋放。當環境溫度從25 ℃升為37 ℃，載藥納米顆粒的粒徑也從165 nm減小到66 nm，表明納米系統具有熱響應性[61]。

2.3.3 蛋白質-多糖復合納米顆粒

蛋白質與多糖之間的相互作用，使蛋白質-多糖復合物具有比二者單獨使用時更好的溶解性、乳化性、穩定性、抗氧化性等[62]。蛋白質與多糖的結合方式有兩種，非共價結合（靜電作用、疏水相互作用、范德華力、氫鍵作用）和共價結合（美拉德反應）。與非共價結合相比，通過共價結合形成的蛋白質-多糖復合物更加穩定[63]。

Meng Jun等[64]將姜黃素包埋到酪蛋白-葡聚糖復合納米顆粒的蛋白核中，利用美拉德反應在干熱和濕熱兩種加熱狀態下合成。結果表明，濕熱法制備的納米顆粒（112 nm）比干熱法制備的納米顆粒（127 nm）粒徑更小，且在模擬胃腸道條件下表現出更高的穩定性和控釋性。復合凝聚法也常用于制備蛋白質-多糖納米顆粒。在低于蛋白質等電點（pI）且高于多糖解離常數（pKa）的pH值范圍內，蛋白質分子帶有正電荷，與帶負電的多糖羧基相互作用，從而形成結構緊湊的復合物[65]。Hu Kun等[66]采用疏水蛋白（玉米醇溶蛋白）作為芯材，親水多糖（果膠）作為壁材，在連續攪拌的條件下將含有負載姜黃素的玉米醇溶蛋白納米顆粒分散液倒入pH值為4的果膠溶液中，通過靜電沉積將陰離子果膠涂覆在陽離子玉米醇溶蛋白表面，獲得了直徑250 nm的球形納米顆粒，負載率為86%。表4總結了近年來包埋姜黃素的復合生物聚合物納米顆粒的種類和功能。

表 4 包埋姜黃素的復合生物聚合物納米顆粒Table 4 Composite biopolymer nanoparticles used to encapsulate curcumin

2.4 微乳液/納米乳液

微乳液或納米乳液被認為是使用最廣泛的藥物輸送系統之一，具有高包埋率和專門針對疏水性化合物的穩定性，具有體積小、表面積大、熱力學穩定、光學各向同性等優點，活性物質可以更快地溶解和擴散，并且可以通過控制液滴大小來控制活性物質的溶解度和功效。主要缺點是表面活性劑的含量相對較高，具有潛在的毒性作用[74]。

2.4.1 乳液結構類型

傳統的乳液是將油、水兩相混合后，添加乳化劑均質而成，按照這種方法得到的乳液是熱力學不穩定體系，在儲藏和加工過程中容易出現分層、聚集、破乳等現象。針對這一問題，研究員設計了多種不同結構和性質的乳液體系用于姜黃素的包埋與傳遞，如多層乳液、皮克林乳液、納米乳液等。

多層乳液是由帶相反電荷的乳化劑通過靜電相互作用穩定的乳液體系。近年來，人們越來越關注利用逐層靜電沉積方法來形成這種多層乳液結構。在該方法中，需要先使用一種乳化劑制備表面帶有電荷的初級乳液，接著通過靜電相互作用逐步沉積帶相反電荷的材料[75]，從而在界面處形成多層結構。

皮克林乳液是由不可逆地吸附在油-水界面的固體顆粒充當乳化劑的乳液體系。制備皮克林乳液時，為了保證其穩定性，乳液液滴的粒徑應該至少是界面處顆粒平均粒徑的10～100 倍。皮克林乳液的穩定機理與常規乳液不同。在皮克林乳液中，顆粒不可逆吸附在液滴表面以形成機械屏障，防止聚結和奧斯特瓦爾德熟化，賦予體系長期的物理穩定性。根據固體顆粒在兩相中的接觸角（θ）可以判斷其能夠穩定的乳液類型[76]。如果θ小于90°，則顆粒將優先被水相潤濕，有利于形成水包油（O/W）乳液。

納米乳液是熱力學不穩定體系，粒徑為20～200 nm，肉眼觀察為透明或半透明狀[77]。由于粒徑較小，納米乳液在儲存期間不易發生沉淀，具有較高的乳化穩定性。此外，比表面積的增大對提高乳液的消化效率以及姜黃素的生物利用度起到一定的促進作用。

圖 5 不同乳液的結構示意圖和制備方法[2]Fig. 5 Schematic diagram of different emulsions and their preparation methods[2]

2.4.2 乳液性能的影響因素

2.4.2.1 油的成分

Ahmed等[78]分別用中鏈三酰基甘油（medium chain triglyceride，MCT）和長鏈三?；视停╨ong chain triglyceride，LCT）作為脂質載體，制備β-乳球蛋白穩定的納米乳劑，觀察到在脂質質量分數2%條件下，MCT中姜黃素的生物可及性（58%）顯著高于LCT（41%）。當MCT的總質量分數在1%～2%范圍內增加時，姜黃素的生物可及性顯著增加，從8%增加至58%，是由于其形成了更多的混合膠束以溶解姜黃素。但是，當LCT添加量增加時，其運載的姜黃素的生物可及性并無顯著變化。然而，也有報告提出了相反的觀點，認為LCT更有可能形成膠束相。例如，Shah等[79]分別使用MCT和LCT制備了由非離子表面活性劑司盤80穩定的納米乳液，發現兩種載體脂質中姜黃素的生物可及性分別為32%和65%，并分析這可能是MCT形成的疏水結構域大小不足以容納姜黃素所致。

2.4.2.2 乳化劑類型

姜黃素分子主要包含疏水基團和少量親水基團， 它們可以分別通過疏水和靜電相互作用力與乳化劑分子產生相互作用。據報道，在由陽離子-非離子混合表面活性劑體系穩定的乳液中，姜黃素的烯醇和酚羥基與混合膠束帶正電的頭部發生靜電相互作用，而富含亞甲基的鏈則與疏水部分發生相互作用[80]。這表明乳化劑的親水和疏水部分都可能有助于姜黃素的增溶，因此由混合表面活性劑介導的微環境更有助于提高姜黃素的溶解性，從而導致高裝載效率。例如，將15 mg姜黃素添加到氫化L-α-磷脂酰膽堿（表面活性劑）和聚氧乙烯氫化蓖麻油60（助表面活性劑）或L-α-磷脂酰膽堿和吐溫-80的優化混合物穩定的納米乳劑中，分別獲得了100%和97%的高負載率[81]。

2.4.2.3 油-水界面結構

除了乳化劑的類型外，其在油-水界面形成的空間結構對包埋率也有影響。Wang Chaonan等[82]使用中鏈甘油三酯（medium chain triglyceride，MCT）和助溶劑乙醇90∶10（V/V）的混合物制備了BSA和葡聚糖偶聯物穩定的乳液，觀察到偶聯物在油-水界面處形成了BSA膜，并包裹一層葡聚糖殼，后者充當空間屏障阻止姜黃素在乙醇的輔助下擴散到水中。當水相中BSA質量濃度為 15 mg/mL時，姜黃素的負載率高達99%。

此外，為了提高乳液在胃腸道中的穩定性，研究人員提出了幾種方法。例如，對于由糊化淀粉或乳清蛋白微凝膠穩定的皮克林乳液，進行60 ℃熱處理后形成顆粒連接的熔融阻擋層界面，可以限制膽汁鹽或酶的滲透。通過結合帶相反電荷的多糖顆粒（例如纖維素納米晶體），也可以提高蛋白質界面在胃液中的穩定性[83]。這是由于纖維素納米晶體不被胃蛋白酶消化并具有較高的黏度，為胃蛋白酶攻擊液滴表面的乳清蛋白提供了強大的屏障[83]。通過使用合適的乳液體系配方，建立包圍液滴的保護性融合界面，從而促進乳液對pH值的穩定性，并延遲膽鹽和脂肪酶的作用，是提高姜黃素乳液穩定性的有效策略[84]。

2.5 環糊精包合物

環糊精（cyclodextrin，CD）是由淀粉衍生而來的環狀低聚糖，通常由6、7 個或8 個（α、β、γ-CD）葡萄糖通過α-1,4-糖苷鍵連接而成，具有內部疏水表面和外部親水表面，可以容納疏水性分子，賦予其在水性環境中的溶解性和穩定性[85]。β-CD、γ-CD、甲基β-CD和羥丙基β-CD是最廣泛使用的CD，它們具有特征性的中空截頭圓錐形狀，并且帶有疏水腔和親水性開口[31]。

基于溶液的CD-姜黃素傳遞體系是在飲料、口服液等產品中應用最多的一種類型。制備過程大致為：先配制CD的水溶液，然后按比例直接加入姜黃素或姜黃素的有機溶劑溶液，選擇合適的溫度和pH值并利用超聲波 輔助等方法充分混合[86]。此外，CD還可以制備固體顆粒載體，應用于粉劑類食品。有2 種工藝路線：一種是直接將CD和姜黃素混合，用球磨機或在研缽中研磨，使被包埋物質充分地與CD結合；另一種是使CD和姜黃素在溶液中形成包合物后，利用溶劑蒸發、低溫干燥、冷凍干燥或噴霧干燥等方法得到固體顆粒[87]。Ghanghoria等[88]分別利用研磨法、溶劑蒸發法和冷凍干燥法制備了β-CD-姜黃素固體顆粒，與游離態相比，姜黃素的溶解度分別提高了約100、1026 倍和1052 倍。

基于CD的金屬有機骨架納米膠囊（cyclodextrinmetal organic frameworks，CD-MOF）具有良好的生物相容性、安全性和水分散性，可用于封裝和輸送，近年來備受關注。CD-MOF是由天然CD和堿金屬鹽構建而成的晶體多孔材料，具有許多優勢，例如可調整的外部尺寸和內部孔隙率，以及較高的比表面積[89]。 Moussa等[90]發現姜黃素與CD-MOF主要是通過羥基之間的氫鍵發生相互作用；與γ-CD相比，CD-MOF負載的姜黃素在pH 11.5的磷酸緩沖液中的半衰期更長， 當CD-MOF的質量濃度增加到6.7 mg/mL時，姜黃素的半衰期為10.22 h。

2.6 納米晶體懸浮液

納米晶體懸浮液是無載體的納米級膠體分散體，由純活性物質的晶體和少量的表面活性劑和/或聚合物作為穩定劑組成。具有如下優點：疏水性物質的溶解度和生物利用度顯著增加，理化穩定性顯著改善，負載量高、粒徑小，適合用于靶向攻擊腫瘤細胞，制造技術簡單且易于規?；痆91]。

Gao Yan等[92]以卵磷脂為穩定劑用高壓均質法成功制備了姜黃素納米懸浮液，與粗制姜黃素相比，溶解度提高了600 倍，由于粒徑小，溶解速率也顯著提高；保留了姜黃素的晶態，提高了其抗降解穩定性。與姜黃素懸浮液相比，姜黃素-納米晶體懸浮液在宮頸癌和乳腺癌細胞中具有更強的細胞毒性和較低的局部刺激性。Onoue等[93]通過濕磨法開發了負載姜黃素的納米晶體分散體，然后凍干。結果表明，與粗姜黃素相比，姜黃素-納米晶體懸浮液的生物利用度提高了16 倍。Aditya等[94]使用β-乳球蛋白作為穩定劑，利用反溶劑沉淀法制備了非晶姜黃素納米懸浮液，粒徑范圍為150～175 nm。姜黃素的無定形性質和較小的粒徑使其溶解度提高了35 倍。使用Caco-2細胞進行的體外研究表明，β-乳球蛋白的穩定作用使姜黃素的生物利用度顯著增加。Wei Xiaolan等[95]通過濕球磨法制備了負載姜黃素的油性二癸酸酯納米懸浮液，中值粒徑為500 nm。在口服15 d內，與微懸浮液（5 μm）相比，納米懸浮液中姜黃素在血漿和大腦中的含量更高。

2.7 樹枝狀高分子

樹枝狀聚合物是高度支化的徑向對稱聚合物，具有單分散的三維結構和納米尺寸。樹枝狀聚合物的優點主要在于其高負載能力、納米支架結構、生物相容性和易于修飾的表面，因此是運輸活性物質的理想載體。親水性和疏水性活性物均可以通過化學鍵或物理相互作用直接結合并封裝在樹枝狀聚合物中[96]。

天然樹枝狀高分子的典型例子是植物糖原（phytoglycogen，PG）。PG是一種水溶性多糖，存在于玉米、水稻等作物中。PG由于具有分支模式、規則的結構以及由核心向外增加的分子密度而被認為是樹狀聚合物[97]。PG常被用作結構性支架以開發功能性生物聚合物，在食品和藥品中應用，天然PG已被用作槲皮素和葉黃素的輸送載體。Rodriguez-Rosales等[98]使用助溶劑將姜黃素和PG進行混合，然后分別進行噴霧干燥和真空干燥得到姜黃素-PG固體分散體。結果表明，使用噴霧干燥制備的姜黃素-PG中可溶性姜黃素的包埋量（最高 60.8 μg/mL）遠高于真空干燥（最高2 μg/mL）；Caco-2細胞單層滲透實驗結果表明，相同時間內，姜黃素-PG每孔基底外側姜黃素積聚量（0.53 μg）高于未經包埋的姜黃素（0.13 μg）；且姜黃素-PG在降低宮頸癌細胞活力方面比單獨的姜黃素表現出更強的功效。

3 結 語

姜黃素因其多種生物活性而在營養保健品中具有廣闊的應用前景，然而溶解度低、穩定性差和生物利用率低是制約其開發利用的阻礙。以可食用的天然來源的蛋白質、多糖和脂質等為材料，制備負載姜黃素的傳遞體系，可以增加其水溶性和穩定性，實現緩釋效果，提高其在人體內的生物利用率。

但是目前相關研究中還存在一些問題：1）盡管有許多方法已成功用于實驗室規模的制備，但可能不適用于工業上的大規模生產。2）隨著姜黃素的尺寸減小至納米級，其在人體內的吸收、分布、代謝等生物學過程發生改變，潛在毒性也可能隨之改變。3）對于姜黃素類化合物的研究較少，而這些物質往往具有比姜黃素更加優異的理化性質。

基于上述存在的問題，今后關于姜黃素運載體系的研究可側重于以下幾個方面：1）必須確定適用于大規模工業生產的經濟可行的姜黃素運載體系設計方案和工藝流程。2）迫切需要了解納米級姜黃素對人體的影響，需要進一步的體內和臨床研究以確定其毒理學安全性。 3）增加對姜黃素類化合物的研究，分析其進入納米系統后的化學穩定性。