Исследования по инкапсуляции лютеинного порошка

Каротеноиды делятся на две категории в зависимости от их химической структуры: каротеноиды и ксантофилы. Ксантофилы являются одним из видов терпенового соединения в группе ксантофилл [1], который может быть синтезирован в организме, чтобы сформировать витамин а. они также являются основным пигментом в макулярной области человеческих глаз и#39; сетчатка [2]. Человеческое тело не может самостоятельно синтезировать ксантофилы, и большая часть ксантофилов в организме происходит из рациона питания [3]. Лютейн встречается в основном в маригольдах, яичных продуктах, зеленых листовых овощах и некоторых фруктах (табл. 1). Он считается не только натуральным пищевым красителем, но и натуральным антиоксидантом с различными биологическими видами деятельности [4].

Лютейн может эффективно противостоять ультрафиолетовому излучению, предотвращать повреждения клеток эпителия сетчатки (RPE) синим светом, а также предотвращать возникновение различных заболеваний, таких как возрастная дегенерация макулярной ткани (AMD) [5], сердечно-сосудистые и цереброваскулярные заболевания и Рак [6]. Согласно статистике, большинство американцев получают от 1 до 3 мг лютеина из своего рациона каждый день, в то время как рекомендуемая суточная доза лютеина составляет 6 мг, что указывает на то, что их доза лютеина явно недостаточна. Для повышения среднего уровня потребления лютеина должны предоставляться функциональные продукты питания или добавки, содержащие лютеин [7].

Лютейн представляет собой длинноцепную гидрофобную молекулу с множественными сдвоенными соединениямиВ молекулярной структуре она химически неустойчива и чувствительна к таким факторам, как кислотные условия, кислород, температура и свет. Поэтому он легко подвержен воздействию химических, механических или физических факторов при переработке, хранении, транспортировке и применении пищевых продуктов, что приводит к потере биологической активности и качества продукции [10]. Для устранения недостатков лютеина, таких как его низкая растворимость в воде, низкая физико-химическая стабильность и низкая биодоступность, исследователи провели большое количество исследований. В настоящее время в области продовольствия и медицины проводятся исследования по вопросу об использовании систем доставки (таких, как липосом, наночастицы, эмульсии и микрокапсулы) для доставки лютейна.

В настоящем обзоре анализируются причины ограниченного использования lutein, освещаются преимущества и недостатки нескольких систем доставки lutein, кратко излагается нынешнее состояние исследований этих систем доставки в целях повышения растворимости и биодоступности lutein и излагаются перспективы будущего развития систем доставки lutein.

1 ограничения применения lutein

Лютейн попадает в желудочно-кишечный тракт в больших количествах через рот человека путем жевания и действия ферментов и рассеивается по всему пищеварительному тракту человека с помощью диетического жира, сока поджелудочной железы и желчи. Растворяется в течение смешанного периода мицелля, образующегося в тонком кишечнике, а затем непосредственно всасывается эпителиальными клетками и, наконец, упаковывается в липобелки для транспортировки в кровоток [11-12]. Однако лютеин имеет низкую растворимость и его трудно абсорбировать с помощью небольшого эпителия кишечника, что приводит к низкой эффективности поглощения и биодоступности лютеина. Лютейн структурно очень нестабилен и подвержен изомеризации, деградации и окислению. Облучение продуктов, содержащих лютеин, в экстремальных условиях, таких как глубокое жаркое и выпечка, может снизить содержание лютеина и его активность [13-14]. Таким образом, биодоступность лютейна в основном зависит от пищевой матрицы [15], липидов [16], методов переработки пищевых продуктов [17] и т.д.

2 технология инкапсуляции

В области пищевых и фармацевтических исследований функциональные активные вещества (такие, как лютейн), чувствительные к внешним средам, таким, как свет, температура и pH, часто инкапсулируются в целях повышения их растворимости в воде, повышения стабильности, контроля за их подачей и высвобождением и тем самым улучшения их биодоступности. Широко используемые системы инкапсуляции лютеин включают липосомы, наночастицы, эмульсии и микрокапсулы (рис. 1), и их характеристики показаны в таблице 2.

2.1 липосом

Липосом представляют собой сферические или почти сферические везиклы с билайерной структурой, обычно состоящие из одного или нескольких фосфолипидных билайеров или ламеллей. Он обладает амфифилическими свойствами и может инкапсулировать как гидрофилические вещества, так и липофильные соединения. Он также может инкапсулировать амфифильные агенты в водной фазе и на фосфолипидах внутри мембраны. Таким образом, липосомы обладают хорошей биосовместимостью, устойчивыми свойствами высвобождения и целевыми свойствами и могут использоваться для инкапсулирования биоактивных веществ и ингибирования их разложения в таких экологических условиях, как свет [18]. Лютеин липосом был подготовлен с использованием метода инжекции этанола, при котором лютеин был встроен в фосфолипидный билайер. Фосфолипидный билайер использовался в качестве везикля для целевых поставок с коэффициентом охвата 92%. Однако существует проблема загрязнения органическими растворителями [19]. Использование сверхкритического рецептора растворителя для приготовления липосом, состоящего из лютеина и гидрогенированной сои лецитина, может решить проблему загрязнения органическими растворителями, и процесс подготовки прост, с коэффициентом инкапсуляции до 90% [20]. Аналогичным образом, лютейн липосом также может быть подготовлен с использованием сверхкритического диоксида углерода (ск-co2).

По сравнению с другими методами ск-co2 является экологически чистым и имеет мягкие условия эксплуатации. Для липосом, подготовленных с использованием ск-co2, скорость инкапсуляции и положение лютеина в липосоме зависят от давления, поскольку реорганизация фосфолипидных и лютеинных агрегатов в процессе декомпрессии приводит к более высокой степени инкапсуляции лютеина в липосоме (скорость инкапсуляции 97,0 гравита0,8 %) [21]. Однако липосом являются термодинамически нестабильными системами. С точки зрения физической и химической стабильности могут возникать такие проблемы, как синтез, агрегация, фосфолипидный гидролиз и окисление при хранении, а условия хранения являются слишком сложными [22].

Однако липосомы являются термодинамически нестабильными системами, и такие проблемы, как синтез, агрегация, фосфолипидный гидролиз и окисление при хранении, подвержены возникновению, что предъявляет высокие требования к условиям хранения [22]. Нанотехнология может решить вышеуказанные проблемы. Это может повысить растворимость и биодоступность биоактивных веществ, а также устойчивость in vitro и in vivo. Это также одна из наиболее широко изученных систем инкапсуляции для защиты и контроля за высвобождением лютейна. Например, нано-липиды, приготовленные из яичного желтка лецитина и холестерина в качестве мембранных материалов, могут защитить лютеин, равномерно распределить его внутри нано-липидов, уменьшить потери лютеина при различных условиях хранения, таких как свет, тепло и pH, а также улучшить антиоксидантные свойства лютеина [23].

Лютейн нано-липидсМодифицированные гидрофилическим катическим полипептидом поли-л-лизин имеют повышенный размер частиц и увеличивают потенциал. Улучшается также пищеварение, усвоение и использование лютеина. Это связано с тем, что полилизин связывается с липосом лютеина через электростатическую адсорбцию, которая улучшает скорость инкапсуляции липосома для лютеина. Кроме того, гидрофилистичность и биологическое трансдермальное проникновение полилизина сильны, что может улучшить абсорбционные и высвободительные свойства липосомы лютеина в желудочно-кишечном тракте, тем самым повышая биодоступность лютеина [24]. После того как полипептид добавляется к лютеиннанопосому, в дополнение к улучшению свойств инкапсуляции и высвобождения лютеина, он также может улучшить антиоксидантную активность и антиканцерогенную активность липосома, защищая лютеин от окисления во внешней среде [25].

2.2 наночастицы

Система доставки наночастиц означает использование наночастиц для инкапсуляции и доставки биоактивных ингредиентов для достижения цели контролируемого высвобождения [26]. Наночастицы являются небольшими по размеру, очень стабильными и могут быть сопряжены с высоким уровнем загрузки наркотиков. Инкапсулирование нестабильных питательных веществ в наночастицы может уменьшить их потери при переработке и хранении пищевых продуктов. Поэтому построение наночастиц является распространенным и эффективным методом транспортировки веществ в пищевой, фармацевтической и косметической промышленности [27]. Нанокарриры, как правило, представляют собой полисахаридные наночастицы, белковые наночастицы и составные нанокарриры.

Одним из наиболее часто используемых полисахаридов для подготовки нанокарриров является читосан. Наночастицы с читозановым покрытием могут способствовать проницаемости клеточных мембран, тем самым повышая эпителиальную абсорбцию кишечника. Они также широко доступны и недорогие, поэтому могут быть использованы в качестве идеального настенного материала для инкапсуляции активных веществ [28]. Hong В то же время- эл. - привет.[29] подготовили наночастицы читосан/грау-полиглутамической кислоты, которые могут повысить растворимость лютейна в воде, что в 12 раз выше, чем у необкапсулированного лютейна. Toragall В то же времяal. [30] использовали метод ионогеля для подготовки композитного нанокарриера, который не только повысил растворимость лютеина (в 1000 раз выше свободного лютеина), но и улучшил его теплостойкость и биодоступность. Тесты на острую и субоострую токсичность показали, что токсичного воздействия не наблюдается даже при более высоких концентрациях (лд50 > 100 мг/кг бм).

Белки, обычно используемые в качестве нанокарриров, включают белки животного происхождения или белки растительного происхождения. Естественные растительные белки поступают из различных источников, как правило, дешевле и легче доступны, чем животные белки, и являются устойчивыми и возобновляемыми. В последние годы натуральные растительные белки стали более популярными, чем животные белки, и поэтому являются идеальным источником для производства натуральных наночастиц [31]. Зейн, также известный как кукурузный глютен, является естественной растительной макромолекулой, которая широко доступна, недорога и богата различными аминокислотами [32-33]. Он широко изучался и применялся в таких областях, как продукты питания и медицина, благодаря хорошей биосовместимости, биоразлагаемости, свойствам самосборки и остеоиндуктивности [34 — 35]. Исследователи использовали простой метод борьбы с растворителями в осадках, чтобы показать, что в 75 - процентном этаноловом растворе по объему зейн может самостоятельно собираться с лютеином, образуя сферические наночастицы. Наночастицы лютейна, загруженные зеином, могут значительно снизить скорость фотодеградации естественного пигмента лютейна, при этом скорость инкапсуляции составляет около 80% [36]. Однако наночастицы, изготовленные из одного белка, как правило, нестабильны. Лютейн защищен в желудке, но легко разлагается протеазами в кишечнике, что повреждает структуру наночастиц и снижает эффективность образования мицела лютейна [37]. Поэтому наночастицы на основе белка, как правило, должны быть покрыты слоем других соединений для повышения стабильности и эффективности инкапсуляции.

Для повышения коллоидной стабильности исследователи недавно использовали полисахариды, такие, как гума, альгинат натрия и каррагинан, для стабилизации зиаксантинных частиц. Однако низкая растворимость этих полисахаридов в воде и их высокая вязкость при комнатной температуре могут ограничивать их применение. Соевые полисахариды являются естественным анионическим полисахаридом с отличной растворимостью в воде и низкой вязкостью при комнатной температуре. Они могут быть использованы для стабилизации зиаксантина наночастиц и повышения их коллоидной стабильности. По сравнению с чистым zeaxanthin наночастицами, полисахаридное покрытие сои может выступать в качестве физического барьера для блокирования света и кислорода, защищая лютейн от деградации. Он также может препятствовать гидролизу зеаксантина протеазами в желудке и кишечнике. Таким образом, значительно улучшаются растворимость в воде, химическая стабильность, pH и соленая стабильность композитных наночастиц zeaxanthin/soy polysaccharide [38]. Помимо полисахаридов, стабилизирующих zeaxanthin частицы, некоторые небольшие поверхностно-активные молекулы также могут повысить коллоидную стабильность. Например, в сочетании с чаем сапонином или саранчковой фасолью скорость инкапсуляции подготовленных наночастиц может достигать более 90%, а растворимость в воде примерно в 80 раз выше, чем у одного только лютейна. Значительно повысилась также стабильность и биодоступность, а добавление пав и лютейна изменило вторичную структуру зейна [39-40].

В дополнение к зейну, некоторые белки из различных источников были использованы в качестве носителей лютеина, таких как рисовый белок и сыворотка говядины албумин. Рисовой белок признан высококачественным и питательным естественным растительным белком в силу его высокой биологической потенции, низкой аллергенности, высокой пищеваренности и высокого содержания аминокислот. Сюй ю и др. Эта система может эффективно защитить лютейн, повысить его стабильность, а также эффективно замедлить высвобождение лютейна в желудке, способствовать его высвобождению в тонком кишечнике, сдерживать распространение раковых клеток молочной железы и способствовать абсорбции клеток. Hou Huijing et al. [42] использовали сыворотку говядины albumin для подготовки сыворотки говядины albumin- dextrann -lutein наностатьи, которые также могут улучшить устойчивость хранения лютеина, с коэффициентом инкапсуляции 95%, и имеют лучшую антиоксидантную активность в клетках.

2.3 эмульсионные системы

Традиционные эмульсии производятся путем смешивания фазы масла и фазы воды, добавления эмульгатора и гомогенизации. Они обладают низкой физической устойчивостью и подвержены демульсификации в экстремальных условиях (охлаждение, отопление, высокая ионная прочность и экстремальный pH). Для решения этих проблем были разработаны различные эмульсионные системы с различными структурами и свойствами, такие как микроэмульсии, множественные эмульсии, наноэмульсии и пикеринг эмульсии.

2.3.1 микроэмульсии

Микроэмульсии состоят как минимум из трех компонентов: непроницаемой неполярной фазы, полярной фазы и поверхностно-активного вещества. В некоторых случаях требуются дополнительные компоненты (например, пав). Эти компоненты образуют стабильную термодинамическую систему в нужных пропорциях, которая является бесцветной, прозрачной (или полупрозрачной) и имеет низкую вязкость [43 — 44]. Подготовка микроэмульсий требует более высокой концентрации поверхностно-активных веществ по сравнению с обычными эмульсиями, но процесс подготовки проще. Они также способствуют улучшению усвоения пищевых компонентов, сопротивляются окислению и ингибируют бактерии, поэтому широко используются для инкапсулирования гидрофобных веществ и улучшения их биодоступности в желудочно-кишечном тракте [45]. Доказано, что микроэмульзии, подготовленные с использованием неионического поверхностно-активного вещества пищевого качества (Tween-80), эффективно инкапсулируют лютейн и зеаксантин в напитки и улучшают их биодоступность [46].

Грузоподъемность микроэмульсии лютеина, сформированной из 30,00% триглицеридов средней цепи (MCT), 41,37% полиоксиетиленового гидрогенизированного касторового масла (cremophor RH40) и 28,63% полиэтиленгликола -400 (PEG-400), составила 1 мг/г. Он может быть практически распущен в течение 10 минут, с долей растворения около 67%. Однако количество нагрузки является низким, и она легко деградирует в кислотной среде, поэтому необходимы дальнейшие исследования [47].

Микроэмульсии лютеина были подготовлены с использованием твен -80 в качестве поверхностного и безводного этанола в качестве соповерхностного с использованием метода фазовой эмульсии. Этот метод может преодолеть термодинамическую нестабильность обычных эмульсий, повысить растворимость лютеина в воде и может быть использован в фактическом производстве продуктов питания [48]. Однако большое количество поверхностно-активного вещества, используемого в процессе формирования микроэмульсии, повышает токсичность микроэмульсии. Кроме того, в процессе переработки пищевых продуктов микроэмульсия будет разбавлена водной фазой и уничтожена за счет добавления различных ингредиентов, что приведет к фазовому переходу микроэмульсии. Помимо инкапсулирования лютеина, микроэмульсия может также использоваться в качестве экстрагента для извлечения лютеина из маригольдов, постепенно становясь новым методом извлечения лютеина.

2.3.2 множественные эмульсии

Множественные эмульсии — это сложная трехфазная система, в которой рассеянная фаза эмульсии также содержит капельки другой фазы, которые не смешиваются с ней [49]. Существует множество типов множественных эмульсий, включая масло в воде в нефти (O/W/O) и воду в воде в нефти (W/O/W) [50]. При встраивании традиционных эмульсий часто происходят утечки, что приводит к низкой степени встраивания. По сравнению с традиционными эмульсиями мульти-эмульсии имеют высокую степень инкорпорации и могут одновременно встраивать вещества с различными сходствами. Они широко используются в пищевой, медицинской, косметической и других областях [51]. Например, с использованием технологии сборки электростатических слоёв на слое эмульсий лютеина с различными межлицевыми слоями образовались с использованием изолята сырого белка, читосана и жвачки из линуса. Физическая и химическая стабильность двухслойных и трехслойных эмульсий была значительно лучше, чем однослойной эмульсии [52]. Доказано также, что многослойные эмульсии, образующиеся из жалатина Рыбы, изолята сырого белка и бромистого додецилтриметиламмония, повышают стабильность лютеина [53].

2.3.3 наноэмульсии

Наноэмульсии — термодинамически неустойчивые системы со средним размером частиц 50 — 200 нм [54]. Наноэмульсии обычно классифицируются как вода в нефти (вт/в), нефть в воде (вт/в) или двухтонная (до н.э.) [55]. По сравнению с традиционными эмульсиями, наноэмульсии имеют меньшие размеры частиц, менее склонны к оседанию во время хранения и могут предотвратить flocculation в системе. Поэтому исследователи широко используют наноэмульсии для инкапсулирования активных ингредиентов в целях повышения их физической и химической стабильности и биодоступности [56]. Наномилы лютеина, изготовленные с использованием гомогенизации под высоким давлением с использованием касейната натрия в качестве эмульгатора, показали значительную активность свободных радикальных падателей, и наномилы оставались физически стабильными после их хранения в 4 гравюках в течение 30 дней, что эффективно снижало скорость химического разложения лютеина [57-58]. Хотя белки считаются хорошими эмульгаторами, они, как правило, чувствительны к изменениям pH, высоким температурам, высокой ионной прочности и т.д., и имеют низкую растворимость вблизи своей изэлектрической точки.

Для решения этой проблемы, Gumus et al. [59] обнаружили, что эмульсии с кейсин-глюканским Maillard комплекс как эмульгатор имеют хорошую защиту для лютейна при pH 3-7 и при различных температурах. Это происходит потому, что глюкан обеспечивает сильные стерильные помехи, а комплекс майярд не влияет на пищеварение лютейна.

Кабальеро и др. [60] разработали эмульсию лютеина с комплексом гороха белка-декстр майяр в качестве эмульгатора. По сравнению с комплексом Maillard casein-dextran, оба могут обеспечить лучшую физическую стабильность при различных ионных сильных сторонах и температурах хранения, но ни Один из них не может остановить потерю лютеина. Некоторые ученые обнаружили, что добавление ресвератрола и виноградного масла в наноэмульсии, полученные из ковалентного комплекса кейсин-глюканского майяра, может препятствовать разложению лютеина и обесцвечиванию лютеина при различных температурах, эффективно повышая химическую стабильность лютеина. Это связано с тем, что ресвератрол обладает сильными антиоксидантными свойствами, а также с тем, что масло из семян винограда содержит эндогенные антиоксиданты, что еще больше повышает химическую стабильность лютеина [61]. Однако применение наноэмульсии в настоящее время все еще ограничено. Одна из причин заключается в Том, что термодинамические свойства наноэмульсий нестабильны, а отопление не способствует их стабильности. Помимо термодинамической нестабильности, промышленное применение наноэмульсий также ограничивается издержками производства, токсичностью и другими факторами [62]. Поэтому по-прежнему необходимы углубленные исследования для повышения термоустойчивости наноэмульсий.

2.3.4 пикеринг эмульсии

Пикеринговые эмульсии представляют собой эмульсии, стабилизированные твердыми частицами в качестве эмульгаторов, а не пав [63]. Эти твердые частицы имеют четко определенное распределение по размеру частиц и могут уменьшить межлицевую энергию между маслом и водой, что помогает производить стабильную пикеринговую эмульсию [64]. По сравнению с традиционными эмульсиями пикеринг эмульсий имеет преимущества низкой токсичности, высокой устойчивости к анти-коагуляции и высокой устойчивости хранения. В то же время они могут также инкапсулировать биоактивные ингредиенты и защищать, поставлять и контролировать высвобождение своих ингредиентов. Они имеют широкое применение в пищевой и фармацевтической промышленности [65 — 67]. В настоящее время твердыми частицами, обычно используемыми для стабилизации пикеринговых эмульсий, являются полисахариды, белки и составные частицы. Li Songnan et al. [68] изготовили гели для пикеринга эмульсии с различными межлицевыми процессами и эмульсионными структурами, регулируя объемную долю фазы масла. Гели для эмуляции пикеринга были изготовлены из крахмал octenyl surinate quinoa (OSQS) и использовались для доставки лютейна. После 31 дня хранения уровень удержания lutein достиг 55,38%.

SuJiaqi et al. [69] использовали β-lactoglobulin-gum arab в качестве стабилизатора частиц для поставки lutein. Подготовленный пикеринг эмульсии отличался высокой устойчивостью к флокуляции и коагуляции и был химически стабилен. После 12 недель хранения 91,1% лютеина по-прежнему сохраняется. В дополнение к привязке к полисахаридам белки могут также образовывать сложные частицы на основе белка с помощью epigallocatechin gallate (EGCG) через нековалентные взаимодействия. Сложные частицы стабилизируют пикеринг эмульсии и могут препятствовать деградации лютеина [70].

Хотя в последние годы такие съедобные твердые частицы, как белки и полисахариды, широко используются из-за их низкой токсичности, экологичности и высокой стабильности, они имеют определенные ограничения. Такие методы, как гидролиз, нагревание и компаундирование, необходимы для повышения степени их смачиваемости, размера частиц и неровности поверхности. Кроме того, было проведено мало исследований по вопросу об использовании пикеринговых эмульсий для повышения биодоступности лютеина при его использовании для инкапсуляции. Поэтому по-прежнему необходимы исследования по подготовке пикеринговых эмульсий с использованием новых твердых частиц, обладающих хорошей амфифиличностью и съедобностью, а также по использованию пикеринговых эмульсий для улучшения биодоступности лютеина. В таблице 3 приведены различные типы эмульсий, используемых для доставки lutein, и их свойства.

2.4 микрокапсулы

Микрокапсулы представляют собой небольшие частицы, изготовленные из фильмообразующего материала, который содержит чувствительные, летучие или реактивные твердые вещества или жидкости. Они имеют широкий спектр применения, таких как защита стабильности и задержки выпуска натуральных активных ингредиентов. Однако они по-прежнему имеют такие недостатки, как загрязнение окружающей среды и длительные сроки высвобождения основных материалов [71]. Многие исследования показали, что микроинкапсуляция лютеина может повысить растворимость и стабильность лютеина в воде и контролировать высвобождение лютеина [72-73].

Среди методов микроинкапсуляции технология распылительной сушки имеет преимущества высокой производительности, низкого потребления энергии, короткого цикла разработки и хорошей гибкости. Она стала одним из важнейших методов микроинкапсуляции в пищевой промышленности на протяжении десятилетий [74]. В процессе распыления сушки микрокапсулы решающее значение имеет выбор материала стенки микрокапсулы. Среди различных видов стеновых материалов микрокапсулы чаще всего используются полисахаридные полимеры (олигосахариды, мальтодекстроны, гиалуроновая кислота и крахмал), что объясняется их низкой стоимостью, высокой растворимостью, низкой вязкостью и антиоксидантными свойствами [75]. Чжан лихуа и др. [76] равномерно рассеяли лютеин в модифицированной крахмале и сукроза матрице, а затем покрыли кукурузным крахмалом. Лютеинские микрокапсулы были подготовлены с использованием технологии распылительной сушки. Подготовленные лютеинские микрокапсулы могут непосредственно растворять лютеин в воде, образуя однородную жидкость, что повышает растворимость и стабильность хранения лютеина и повышает биодоступность лютеина. Относительная биодоступность также достигла 139,1%.

Ding Zhuang et al. [77] выбрали три различных типа полисахаридов (трехалоза, инулин и модифицированный крахмал) и их комбинации для подготовки лютеинских микрокапсул с использованием трехфакторного трехуровневого эксперимента. Исследование показало, что максимальная скорость инкапсуляции микрокапсул с инулином и модифицированным крахмалом как композитных вставных материалов составила (80,0 гравита0,6)%, а стабильность также значительно повысилась. Помимо полисахаридных полимеров, настенные материалы микрокапсул включают также белковые полимеры (такие как белки и гелятин), обладающие хорошей способностью к биоразложению и совместимостью [78].

В последние годы отбор подходящих белковых стеновых материалов, а также компоновка и модификация белков стали "горячими точками" исследований. Qu Xiaoying et al. [72] использовали гуммиарабский и гелатин в качестве настенных материалов для микрокапсул, подготовили лютеинские микрокапсулы путем коасервации и оптимизировали условия подготовки для повышения стабильности лютеина к свету, температуре и относительной влажности. Жао тонг и др. [79] подготовили различные лютеинские микрокапсулы (лецитин-лютеинские микрокапсулы и кейсин-лютеинские микрокапсулы) и изучили воздействие температуры, света и pH на стабильность лютеина. Результаты показали, что микрокапсулы кейсин-лютейн обладают большей стабильностью и легче всасываются клетками кишечника како -2, чем естественные лютейны.

3. Выводы

В последние годы физиологическая и функциональная деятельность лютейна широко изучалась. Прием соответствующего количества лютеина не только способствует укреплению здоровья глаз, но и предотвращает сердечно-сосудистые заболевания и способствует развитию мозга. Лютейн также является естественным пищевым красителем и антиоксидантом. Однако низкая растворимость воды, химическая стабильность и низкая биодоступность лютеина ограничивают его применение в пищевых продуктах. Однако различные системы инкапсуляции (такие, как липосомы, наночастицы, эмульсии и микрокапсулы) могут улучшить инкапсуляцию, доставку и высвобождение лютеина и повысить его биодоступность в организме человека.

Однако имеются также некоторые недостатки в разработке систем инкапсуляции лютеина. Например, существует вопрос о цвете лютеина, который является естественным красителем, поэтому необходимо учитывать скорость химического разложения продуктов, содержащих лютеин. Существуют также проблемы, связанные с некоторыми методами инкапсуляции, такими, как высокие затраты, трудности в промышленном производстве и безопасность систем инкапсуляции наночастиц. Кроме того, мало исследований по пищеварению, абсорбции и метаболизму лютеина в различных системах доставки, и роль различных систем доставки в абсорбции и метаболизме лютеина нуждается в дальнейшем понимании. Поэтому будущие тенденции должны быть направлены на изучение экономически жизнеспособных систем поставки лютеина для крупномасштабного промышленного производства, безопасности систем инкапсуляции наномасштаба, механизма пищеварения и абсорбции, а также на разработку более встраиваемых систем, собираемых из натуральных пищевых полимеров (таких, как белки и полисахариды).

Справочные материалы:

[1] Лю ян, чэнь минцзюнь, сон сян и др. Влияние лютеина на степень воспалительной реакции атеросклеротических бляшек сонной артерии [J]. Пищевая наука, 2018 год,39(9): 170 — 175.

[2] абдель-ааль е м, ахтар х, захир к и др. Источники питания лютеина и зеаксантина каротиноидов и их роль в здоровье глаз [J]. Питательные вещества, 2013, 5(4): 1169-1185. DOI:10.3390/nu5041169.

[3] хоу янмэй, у тонг, се куй. Прогресс в исследованиях биологической активности лютейна [J]. Китай продовольствие и питание, 2020 год,26(10): 5-8. DOI:10.19870/j.cnki. 11-3716/ ts.20200902.001.

[4]BECERRA M O, CONTRERAS L - м,LO M H, et al. Лютейн как функциональный пищевой ингредиент: стабильность и биодоступность [J]. Журнал функциональных пищевых продуктов, 2020 год,66: 103711. DOI:10.1016/j.jff.2019.103771.

[5] гун сяомин, дрейпер с, эллисон г с и др. Влияние макулярного каротеноида лютейна на пигментные эпителиальные клетки сетчатки [J]. Антиоксиданты, 2017 год,6(4): 100. DOI:10.3390/antiox6040100.

[6] EGGERSDORFER M, WYSS A. Carotenoids in human nutrition иhealth[J]. Архив биохимии и биофизики, 2018 год,652: 18-26. DOI:10.1016/j.abb.2018.06.001.

[7] ма ле, лин сяомин. Влияние лютеинного вмешательства на визуальную функцию у людей с длительным освещением экрана [J]. Журнал питания, 2008(5): 438-442.

[8] чжу хайся, чжэн цзяньсян. Структура, распределение, физические и химические свойства и физиологические функции лютеина [J]. Пищевые добавки китая, 2005(5): 48-55.

[9] ван цисинь, лин сяомин. Определение и содержание lutein, zeaxanthin и β- каротин в общих овощах в пекине [J]. Журнал питания, 2010, 32(3): 290-294.

[10] бхат I, ясиша у г, карунасагар I и др. Nutraceutical approach to enhance lutein bioavailability viananodelivery systems[J]. Обзоры питания, 2020 год,78(9): 709-724. DOI:10.1093/ нутрит /nuz096.

[11] джонсон E. E. J. биологическое оружие Роль лютейна [J]. - продукты питанияReviews International, 2004, 20(1): 1-16. DOI:10.1081/ frii -120028826.

[12] лэй фей, гао янсян, хоу жаньцюнь. Факторы, влияющие на биодоступность каротеноидов во время экстракорпорального пищеварения [J]. Наука о еде, 2012 год,33(21): 368 — 373.

[13] чжан дунсюэ, ван лина, чжан син и др. Полимерик (полимерик) Micelles для ph-отзывчивый lutein доставка [J]. Журнал по наркотикам Наука и техника, 2018, 45: 281 — 286. DOI:10.1016/ j.jddst.2018.03.023.

[14] матинг, тянь ченгуй, Лу цзиян и др. Влияние технологических установок на альфа-каротин, бета-каротин и содержание лютеина в соке моркови (Daucus carrot L.) [J]. Журнал функциональных продуктов питания, 2015, 16: 104 — 113.

[15] маржер м, буффер с, гапи п и др. Противоположные эффекты пищевой матрицы шпинаха на биодоступность лютеина и поглощение кишечника приводят к неизменной биодоступности по сравнению с чистой лютеином [J]. Исследования в области молекулярного питания 2018,  62(11): 1800185. DOI:10.1002/mnfr.201800185.

[16]CHUREEPORN C, SCHWARTZ S - джей,FAILLA M L. оценка биодоступности лютеина из пищи и добавки с использованием имитированного пищеварения и Caco-2 клеток кишечника человека [J]. Журнал питания, 2004, 134(9): 2280-2286.

[17] се сяойе, ли дацзин, сон цзянфэн и др. Стабильность лютеина при обработке и хранении хлеба [J]. Наука о еде, 2014, 35(20): 271 — 275. DOI:10.7506/spkx1002-6630 — 201420053.

[18] Hou Lifen, Gu Kerren, Wu Yonghui. Прогресс в исследованиях методов приготовления липидных систем с различными составами [J]. Журнал хенанского технологического университета (издание естественных наук), 2016 год,37(5): 118 — 124. DOI: 10.16433/j.cnki.issn1673-2383.2016.05.021.

[19] тан чен, ся шунци, сюэ чжин и др. Липосом как средство для лютейна: подготовка, стабильность, липосомальная мембранная динамика, и

Структура [J]. Журнал сельскохозяйственной и пищевой химии, 2013, 61(34): 865 -8184. DOI:10.1021/jf402085f.

[20]XIA Fei, * ху (Китай) Даоде, джин хэян и др. Подготовка лутеина плодовитого s сверхкритическим Метод борьбы с растворителями [J]. Пищевые гидроколлоиды, 2012,  26(2): 456-463. DOI:10. 1016/ j.foodhyd.2010.11.014.

[21] жао лиша, темелли ф, кертис дж.м., и др. - инкапсуляция Лютейн в липосомах с помощью сверхкритического Диоксид углерода [J]. - продукты питания Международная организация по исследованиям, 2017,  100(1): 168-179. DOI:10. 1016/ j.foodres.2017.06.055.

[22] сяо яню, сон юнмэй, чэнь чжипэн и др. Подготовка плодовитого силимарина: новый способ повышения пероральной биодоступности силимарина в собаках beagle [J]. Международный журнал фармацевтики, 2006 год,319(1/2): 162-168.

[23] цзяо ян, ли дазин, лю чункван и др. Оптимизация процесса подготовки нанополипомов лютеина и их окислительной стабильности [J]. Наука о еде, 2017, 38(18): 259 — 265. DOI:10.7506/ spkx1002-6630-201718040.

[24] цзяо ян, гао цзянин, чан ин и др. Изменение полилизина лютеина нанолипосом и его свойств в пробах [J]. Китайская нефть и жир, 2021, 46(3): 62-67. DOI:10.19902/ j.cnki.zgyz.1003-7969.2021.03.013.

[25] цзяо ян, ли дазин, лю чункван и др. Полипептидные нанополиэфиры как новые системы доставки для lutein[J]. РСК авансы, 2018, 8(55): 31372-31381. DOI:10.1039/c8ra05838e.

[26]JOYE I J, - макклементс.D. Д.J. наночастицы на основе биополимеров и микрочастицы: изготовление, характеристика и применение [J]. Текущее мнение в коллоид & Интерфейс науки, 2014, 19(5): 417-427. DOI:10.1016/j.cocis.2014.07.002.

[27] рашиди - L, Хосрови-дарани - к. В настоящее время Применение нанотехнологий в пищевой промышленности [J]. В важнейших проблемных областях Отзывы в разделе продукты питания Наука и техника and  - питание, 2011 г., 51(8): 723- 730. DOI:10.1080/10408391003785417.

[28]    Куанг х, ху с, вен х и др. Свойства нанометра ZnO/chitosan композитной мембраны и его применение в сохранении свежезамороженной свинины [J]. Пищевая и ферментационная промышленность, 2017, 43(4): 251 — 256. DOI:10.13995/j.cnki.11-1802/ts.201704040.

[29]HONG D Y, LEE J S, LEE H G. Chitosan/ поли-гамма-глутамик Кислотные наночастицы повышают растворимость лютеина [J]. Международная организация труда Журнал биологических макромолекул, 2016, 85: 9 — 15. DOI:10.1016/ j.ijbiomac.2015.12.044.

[30]TORAGALL - V,JAYAPALA N, VALLIKANNAN B. Chitosan-oleic acid- натрия alginate гибридный нанокарриер как эффективная система доставки для повышения лютенестабильности и биодоступности [J]. Международный журнал биологических макромолекул, 2020, 150: 578-594.

[31] Tao Linlin, Huo Meirong, Xu Wei. Прогресс в исследовании нанокарриерных материалов на основе белка [J]. Журнал китайского фармацевтического университета, 2020 год,51(2): 121 — 129. DOI: 10. 11665/ j.issn.1000-5048.20200201.

[32] юй сянлонг, у яли, дю шуинг и др. Научный прогресс зейна как нанокарриера [J]. Исследования и разработки природных продуктов, 2020, 32(8): 1438 — 1477. DOI:10.16333/j.1001-6880.2020.8.021.

[33] ван лихуан. Подготовка и прикладные исследования коллоидных частиц зейна [D]. Гуанчжоу: южно-китайский технологический университет, 2014: 1-5.

[34]KASAAI M R. Zein and Zein -based nano-materials for food and nutrition applications: a review[J]. Тенденции в пищевой науке и Технологии, 2018, 79: 184 — 197. DOI:10.1016/j.tifs.2018.07.015.

[35] сингх с, гайквад к 'к, ли м и др. Микроволновая микроинкапсуляция материала для изменения фазы с использованием zein для смарт-упаковки пищевых продуктов [J]. Журнал термического анализа и калориметрии, 2017 г. 131(3): 2187-2195.

[36] де бур ф и, имхоф а, великий к п. фотоустойчивость лютейна в безповерхностно-вольтных композитных коллоидных частицах лютейна-зейна [J]. Пищевая химия: X, 2020, 5: 100071. DOI:10.1016/j.fochx.2019.100071.

[37]CHENG C J, FERRUZZI M, JONES O G. Fate of lutein- Наночастицы зейна после имитации желудка и кишечника Пищеварение [J]. Пищевые гидроколлоиды, 2019, 87: 229-236. DOI:10.1016/ j.foodhyd.2018.08.013.

[38] ли хао, юань юнкай, чжу цзюньсян и др. Цеин/растворимые соевые полисахаридные композитные наночастицы для инкапсуляции и пероральной доставки лютеина [J]. Пищевые гидроколлоиды, 2020,  103. : 105715. DOI:10.1016/j.foodhyd.2020.105715.

[39] ма менджи, юань юнкай, ян шуанг и др. Изготовление и характеристика композитных наночастиц zein/tea saponin в качестве средств доставки lutein[J]. Продовольственная наука и техника, 2020 год, 125: 109270. DOI:10.1016/j.lwt.2020.109270.

[40] юань юнкай, ли хао, лю чэньчжэнь, И др. Изготовление и характеристика загруженных lutein наночастиц на основе zein и sophorolipid: повышение растворимости в воде, стабильности и биодоступности [J]. Журнал сельскохозяйственной и пищевой химии, 2019 г. 67(43): 11977-11985 годы.

[41] сюй ю, Ма сяою, Гон вэй, И др. Наночастицы на основе карбоксиметилцеллюлозно-модифицированного рисового белка для эффективной доставки лютеина [J]. Продукты питания и Функция, 2020, 11(3): 2380-2394. DOI:10.1039/c9fo02439e.

[42] хоу хуцзинь, чжан сяоянь, чэнь цзянбо и др. Подготовка наночастиц bsa-dextrann -lutein и их антиоксидантной активности [J]. Продовольственные исследования и разработки, 2020, 41(20): 137 — 145. Дата :10.12161/j.issn.1005-6521.2020.20.023.

[43]ASGARI S, SABERI AH, MCCLEMENTS D J, et al. Микроэмульсии (микроэмульсии) В качестве наносубъектов для синтеза биополимерных наночастиц [J]. Iii. Тенденции В области пищевой науки и Технологии, 2019, 86: 118-130. Дата :10.1016/ j.tifs.2019.02.008.

[44]HUIE C W. недавние применения микроэмульсии электрокинетическими Хроматография [J]. Электрофорез, 2006, 27(1): 60 — 75. DOI:10.1002/ elps.200500518.

[45] ян гуаньцзе, лян пэн. Научно-исследовательский прогресс микроэмульсий в области питания и безопасности пищевых продуктов [J]. Исследования и разработки в области продовольствия, 2020, 41(8): 210 — 217. DOI:10. 12161 / j.issn.1005-6521.2020.08.035.

[46] амар Я, азерин а, - гарти. - н. Микроструктуры переходов, полученных от растворимости лютеина и лютеина эфиров в пищевых микроэмульсиях [J]. Коллоиды и поверхности B: биоинтерфейсы, 2004, 33(3/4): 143-150. DOI:10.1016/j.colsurfb.2003.08.009.

[47] ху чуньли, ян бейбэй, чжан линьцзе и др. Подготовка и контроль качества самомикроэмульсии лютеина [J]. На сегодняшний день и#39;s аптека, 2019, 29(9): 378-383. DOI: 10.12048/j.issn. 1674- 229X.2019.09.004.

[48] чэн линьюн, хуан гоцин, сяо цзюнься и др. Процесс подготовки исследования микроэмульсии лютеина, рассеяемого водой [J]. Китайская кухня, 2014, 39(12): 85 — 89; 93. DOI:10.3969/j.issn.1000-9973.2014.12.022.

[49] гарт I - н. В два раза больше Эмульсии-область применения, 3. Ограничения И новые достижения [J]. A: физико-химические и инженерные аспекты, 1997 год, 123/124. :233-246. DOI:10.1016/S0927- 7757(96)03809-5.

[50]GUZEY D, MCCLEMENTS D J. формирование, стабильность и свойства многослойных эмульсий для применения в пищевой промышленности [J]. Достижения в области коллоидной науки и 2006,  128/129/130: 227-248. DOI:10.1016/j.cis.2006.11.021.

[51] сюй вэньхуа, чжан цзя, ван цихан и др. Прогресс в подготовке и применении двойных эмульсий [J]. Продукты питания и машиностроение, 2020, 36(9): 1-11. DOI:10.13652/j.issn.1003-5788.2020.09.001.

[52] сюй дуоксия, айемаити зи, као яньпин и др. Физико-химическая стабильность, михрореологические свойства и микроструктура эмульсий лютеина, стабилизированных многослойными мембранами, состоящими из изолята сырого белка, жвачки из семян льна и читосана [J]. Пищевая химия, 2016, 202: 156 — 164. DOI:10.1016/j.foodchem.2016.01.052.

[53] BEICHT J, ZEEB.B, GIBIS M, et al. Влияние толщины слоя и состава взаимосвязанных многослойных эмульсий масла в воде на поведение лютеина при высвобождении [J]. Пищевая функция, 2013, 4(10): 1457-1467. DOI:10.1039/c3fo60220f.[54]    Мелесон к, грейвс с, мейсон т. г. образование концентрированных наноэмульсий экстремальным сдвигом [дж]. Мягкие материалы, 2004, 2(2/3): 109-123.

[55] Дэн лингли, ю лийи, маерхаба ташипалати и др. Прогресс исследований наноэмульсий и микроэмульсий [J]. Китайский журнал пищевой науки, 2013, 13(8): 173-180. DOI:10.16429/j.1009-7848.2013.08.023.

[56]CHOI S J, MCCLEMENTS D J. Nanoemulsions as delivery systems for lipophilicnutraceu: strategies for improving their, stability, функционал and bioavailability[J]. Пищевая наука и биотехнология, 2020, 29(2): 149-168.

[57] Li Jinan, Hu Hao, Wu Xuejiao и др. Влияние экологических факторов на стабильность и антиоксидантную активность нанодисперсий лютеина [J]. Пищевая наука, 2019, 40(19): 32-39. DOI:10.7506/ spkx1002-6630-20181028-322.

[58]LI Jinan, Го (фр.)Rui, HU Hao и др. Оптимизация подготовки и стабильность хранения наноэмульсионных систем доставки lutein [J]. Журнал микрокапсуляции, 2018, 35(6): 570-583. DOI:10.1080/ 02652048.2018.1559245.

[59] гумус с е, давыдов-пардо г, макклементс д Системы доставки, основанные на обогащении эмульсии: влияние сгиба меллеров на физико-химическую стабильность и желудочно-кишечный тракт Судьба [J]. Пищевые гидроколлоиды, 2016,  60. : 38-49. 

[60] кабальеро с, давыдов-пардо г. сравнение легума и молочных белков на влияние сгиба майяра на формирование наноэмульсии, стабильность и сохранение цвета лютеина [J]. Пищевая химия, 2021, 338: 128083.

[61] штайнер B  M,  Организация < < шукла > > V,  MCCLEMENTS  D  J,  et  Al. Инкапсуляция лютеина в наноэмульсии, стабилизированные conjugates resveratroland Maillard [J]. Журнал пищевой науки, 2019, 84(9): 2421-2431.

[62]KUMAR D H L, SARKAR P. инкапсуляция биоактивных соединений с использованием наноэмульсий [J]. Письма по химии окружающей среды, 2017, 16(1): 59 — 70. DOI:10.1007/s10311-017-0663-x.

[63] лю цянь, чан ся, шан ян и др. Исследование прогресса функциональных пикеринг эмульсий [J]. Китайский журнал пищевой науки, 2020, 20(11): 279-293. DOI:10.16429/j.1009-7848.2020.11.033.

[64] ши аймин, фэн синюэ, ван цян и др. Пикеринг и высоковнутренние фазовые эмульсии, стабилизированные частицами белка: обзор синтеза, применения и перспектив [J]. Пищевые гидроколлоиды, 2020,  109. : 106117.

[65]Чэнь (Китай)Lijuan, AO Fen, GE Xuemei и др. Пикеринг пищевых продуктов: подготовка, стабилизация и применение [J]. Молекулы, 2020, 25(14): 3202. DOI:10.3390/ молекул 25143202.

[66] ануджн, гамотт д, оои с W и др. Пикеринг на основе биомолекул Эмульсии пищевых продуктов: неотъемлемые компоненты пищевой матрицы, последние тенденции и перспективы [J]. Пищевые гидроколлоиды, 2021 год, 112. : 106303. DOI:10.1016/ j.foodhyd.2020.106303.

[67] цзян - подожди, подожди. Шэн йифэн, Эмульсии нгай т. пикеринг: Универсальность коллоидных частиц и их недавнее применение [J]. Текущее мнение в коллоид & Наука интерфейса, 2020, 49: 1-15. Дата :10.1016/ j.cocis.2020.04.010.

[68] ли соннань, чжан бин, ли чао и др. Пикеринг эмульсионного геля стабилизирован octenylsurinate quinoa крахмал гранулы как lutein carrier: роль сети геля [J]. Пищевая химия, 2020, 305: 125476. DOI:10.1016/j.foodchem.2019.125476.

[69] су цзяки, Го цин, Чэнь юлу, И др. Определение характеристик и Стабилизирован механизм формирования эмульсионных гелей лютеина пикеринга By β-lactoglobulin-gum arab composite коллоидные наночастицы [J]. Food  Гидроколлоиды, 2020,  98. :  105276. 

[70] су Чжи аки, GUO  - цин, CHEN  - да, улу. et  al.  Использование природных ресурсов Грау-лактоглобулин -(-)-epigallocatechin-3- галлатный композит (EGCG) B. коллоидные исследования Наночастицы как стабилизаторы для лютейна пикеринга Эмульсия [J]. Пищевые гидроколлоиды, 2020, 98: 105293.

[71] генг фэн, шао Мэн, вей цзянь и др. Научно-исследовательский прогресс в области применения технологии микроинкапсуляции в целях защиты натуральных активных ингредиентов [J]. Продукты питания и лекарственные средства, 2020, 22(3): 250-255. DOI:10.3969/j.issn.1672-979X.2020.03.018.

[72] цюй сяойнь, цзэн чжипэн, цзян цзяньго. Подготовка микроинкапсуляции лютеина сложным методом коасервации и ее физико-химические свойства и стабильность [J]. Пищевые гидроколлоквиумы, 2011, 25(6): 1596-1603.

[73] ван юфэн, е хон, чжоу чуньонг и др. Исследование по распылению-сушка инкапсуляции лютеина в пористой крахмале и гелатиновой смеси [J]. Европейские исследования и технологии в области продовольствия, 2012, 234(1): 157-163.

[74] шук п, жанте р, бхандари б и др. Последние достижения в области распылительной сушки, имеющие отношение к молочной промышленности: комплексная критическая оценка Обзор [J]. Технологии сушки, 2016, 34(15): 1773-1790. DOI:10. 1080/07373937.2016.1233114.

[75] дима а, дима с, йордаческу г. инкапсуляция функциональных биокомпонентов липофильных продуктов питания и лекарственных средств [J]. Обзоры пищевой промышленности, 2015, 7(4): 417-438. DOI:10.1007/s12393-015-9115-1.

[76] чжан Лихуа, сюй синде, Шао бин, И др. Физико-химические свойства и биодоступность микрокапсуляции лютеина (лм)[J]. Food Science and Technology Research, 2015, 21(4): 503-507. DOI:10.3136/fstr.21.503.

[77] динь чжуанг, тао тао, инь сяохан и др. Повышение эффективности инкапсуляции и стабильности хранения высушенного распылителем микроинкапсулированного лютеина с сочетаниями углеводов в качестве инкапсулирующего материала [J]. Продовольственная наука и техника, 2020,  124:  109139.

[78] Лу вэньонг, чжун шуруи, чжан чжихуа и др. Прогресс в исследовании материалов стенок из микрокапсул на основе белка [J]. Журнал южно-китайского технологического университета (издание естественных наук), 2019, 47(12): 116-125.

[79] чжао тун, лю фуго, дуан сян и др. Физико-химические свойства Свойства загруженных lutein микрокапсул и их поглощения через Caco-2 монолайеры [J]. Молекулы, 2018,  23(7): 1805.