山东农业大学江杨/李大鹏团队：咖啡樱桃果皮多糖的“新身份”，从乳化剂到活性物质递送系统

          生物活性物质如姜黄素、类胡萝卜素等具有显著的健康益处，但因溶解性差、稳定性低而限制了应用。为提升其生物利用度，研究人员开发了多种天然可食用递送体系（如凝胶、脂质体、纳米乳液）。其中，植物多糖因功能突出、来源可持续而备受关注。咖啡加工副产物中的咖啡樱桃果皮多糖（CCP），不仅具备优异的抗氧化活性，还能稳定油水界面，展现出良好的天然乳化性能，为活性物质递送提供了新思路。本研究以CCP和SA为乳化剂，形成O/W乳液体系，通过CCP/SA与Ca2+的交联，制备了具有增强凝胶性能的双多糖基乳液凝胶。通过改变CCP/SA比值，利用流变法、SEM和质构分析研究了不同多糖比例对乳液凝胶形成、微观结构、流变行为和热力学稳定性的影响。将姜黄素封装在双网络乳液凝胶中，并通过体外消化进行评估。这种结构提供了改进的稳定性和控释，使其有望提高食品、制药和功能应用中的生物利用度。近日该成果以“Dual network interpenetration emulsion gels based on alginate and coffee cherry-derived polysaccharides: preparation, characterization, and curcumin delivery”为题，发表于Food Chemistry期刊（中科院1区，IF=9.8），山东农业大学食品科学与工程学院硕士研究生张天骏为第一作者，江杨副教授、李大鹏教授为共同通讯作者，山东农业大学化学与材料学院张博闻讲师、李厚深副教授参与指导。这项工作得到了国家自然科学基金（32202052）、中国博士后科学基金面上项目（2023 M732116）的支持。计算机时间和软件由德克萨斯农工大学分子模拟实验室提供。

成果介绍

本实验采用乳液模板法制备双网络乳液凝胶，将咖啡皮樱桃果皮多糖（CCP）和海藻酸钠（SA）水溶液作为水性，玉米油作为油相。将水相与油相依次加入高速剪切乳化机中，形成稳定的水包油（O/W）型乳液体系。通过在得到的乳液中添加CaCl2溶液形成乳液凝胶。CCP/SA乳液凝胶形成机制可分为两个关键步骤：首先，利用多糖自身的乳化性制备双网络乳液，探究CCP与SA最适交联的浓度比例。其次，通过多糖与钙离子交联反应，形成“蛋盒模型”，制备乳液凝胶。这一系列反应过程确保了乳液凝胶的完整性和机械强度。该体系对姜黄素具有高效包埋（包埋率79.52%），并能在储存、加热及紫外照射过程中有效保护活性物，减少其损失。研究结果证明，该双多糖乳液凝胶可作为高效的姜黄素递送载体，为天然多糖在功能食品与口服药物递送中的应用提供了新策略。

在研究乳液凝胶之前，首先制备双网络乳液，以研究不同CCP/SA比对乳液稳定性的影响（图1a），乳液稳定性（图1d）分析表明，在CCP/SA比为3：2时，乳液稳定性达到最佳，这可能是由于CCP和SA之间的氢键增强了稳定性。两种多糖之间的相互作用导致液滴尺寸更小、更均匀（图1f和g），这可能是由于液滴之间的静电排斥力减弱导致絮凝减少。根据Stokes定律，较小的液滴有助于增强乳液的稳定性。乳液稳定性评价表明，CCP和SA在最适比例下形成的互穿网络使结构更加紧凑，在一定程度上提高了储存稳定性。


创新性/应用前景

本研究构建了基于咖啡樱桃果皮多糖（CCP）和海藻酸钠（SA）的双网络乳液凝胶体系（C3S2EG）。在Ca2+作用下，凝胶形成致密稳定的三维网络，具备优异的自愈性、可塑性和持水性，并能在酸性条件下保持结构稳定。该体系对姜黄素的包埋率达79.52%，显著提升了其在储存、加热和紫外环境下的稳定性，同时实现了在胃中保护、在肠道控释的效果。研究结果表明，CSEG不仅为姜黄素递送提供了高效载体，也为天然多糖在功能食品和口服药物中的应用开辟了新方向。

原文链接https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2025.146186