高级多频脉冲超声波对提高玉米肽纳米脂质体负载槲皮素的稳定性、生物利用度和抗氧化活性的影响

《Journal of Future Foods》：Effect of advanced multi-frequency pulsed ultrasound on improving stability, bioavailability, and antioxidant activity of quercetin loaded by maize peptide nanoliposomes

　　槲皮素与玉米肽共负载纳米脂体的超声波辅助制备及其性能优化。通过多频脉冲超声技术（20/28 kHz，300 W，30/5 s脉冲比，11分钟）制备纳米脂体（UT复杂Lipo），显著提升包封效率（Qu 47.09%，MP 39.07%）、溶度（1.56倍）、抗氧化活性（DPPH 27.01%提升）及热稳定性（温度稳定性提高33.12%），并降低粒径（33.12%）。细胞实验表明其经肠黏膜的被动扩散（Papp 15.54-23.10 cm/s）和细胞内抗氧化活性（CAT 3.92倍增强）优于传统脂体。研究证实超声波通过空化效应促进分子结构重组（FT-IR证实氢键增强），优化纳米脂体性能

　　这项研究探讨了一种先进的物理处理技术——多频脉冲超声波，用于制备含有玉米肽（MP）和槲皮素（Qu）的纳米脂质体（UT复合脂质体）。通过评估制备参数对封装效率的影响，以及超声波辅助共封装对结构、功能特性、稳定性及细胞吸收率的影响，研究结果表明，超声波处理显著提高了Qu和MP的封装率（分别为47.09%和39.07%），产量（8.97%），DPPH清除活性（27.01%），乳化活性指数（48.72%），稳定性指数（4.00%），以及Qu的溶解度（增加了1.56倍）。此外，超声波处理使颗粒平均直径减少了33.12%，这是由于分子结构的解折叠和解螺旋效应。与单体Qu和MP相比，超声波辅助封装的纳米脂质体在长期储存、高温、高盐浓度和胃肠道消化条件下表现出更高的稳定性。消化后Qu和MP的保留率分别为40.88%和31.67%。同时，这种技术显著提升了Qu的细胞吸收率、运输率和生物利用度，分别提高了22.71%、27.17%和28.22%。这一提升归因于超声波处理显著下调了紧密连接蛋白ZO-1和Occludin的mRNA表达水平。此外，超声波处理还显著增强了Qu在细胞内的抗氧化能力，达到3.92倍。这些发现为理解抗氧化活性保护的分子机制及其与超声波处理的相互作用提供了重要的见解。这项研究提出了一种有前景的超声波辅助共封装技术，用于高效口服递送活性成分，从而增强其生物活性。

研究的创新之处在于，利用多频脉冲超声波技术，通过优化参数，实现了对MP和Qu的高效共封装。这一技术不仅提高了封装效率，还通过改变分子结构，增强了活性成分的稳定性与生物利用度。多频脉冲超声波相较于单频连续超声波，能够产生更强的空化效应，减少热损伤，并且具有更低的能量消耗。这些优势使得封装后的纳米脂质体颗粒更小、分布更均匀，从而增强了其在胃肠道中的吸收和运输能力。

研究还对纳米脂质体的结构和功能特性进行了深入分析。通过紫外-可见（UV-Vis）光谱、傅里叶变换红外（FT-IR）光谱、圆二色（CD）光谱以及原子力显微镜（AFM）和共聚焦激光扫描显微镜（CLSM）技术，研究人员观察到超声波处理显著改变了脂质体的分子结构。这些变化包括形成新的氢键、增强电荷相互作用和疏水相互作用，从而提高了Qu和MP的封装率。此外，超声波处理促进了分子结构的解折叠和解螺旋，增强了活性成分与脂质膜的结合能力，进而提高了其在体内的抗氧化活性。

研究还探讨了纳米脂质体在不同环境条件下的稳定性。通过热重分析（TGA）和模拟消化实验，发现超声波处理后的纳米脂质体在高温、高盐浓度和胃肠道消化条件下表现出更高的稳定性。这表明，超声波辅助封装不仅改善了脂质体的物理结构，还通过增强其对环境变化的抵抗力，提高了其作为活性成分载体的可行性。

在细胞实验中，研究人员使用了Caco-2细胞模型，评估了纳米脂质体的细胞吸收和运输特性。实验结果显示，超声波处理显著提高了Qu的细胞吸收率和运输率。这可能是由于超声波处理增强了脂质体的结构稳定性，使其在细胞膜上的渗透能力更强。此外，超声波处理还通过降低ZO-1和Occludin的表达，增加了细胞间的通透性，从而促进了Qu的细胞吸收和运输。

研究还发现，超声波处理显著提升了纳米脂质体的抗氧化能力。通过测量细胞内的CAT活性，研究人员发现超声波处理后的纳米脂质体能够显著增强细胞内的抗氧化酶活性，从而减少氧化应激引起的细胞损伤。这些结果表明，超声波处理不仅提高了Qu的封装效率，还通过改变其分子结构，增强了其在体内的抗氧化活性。

综上所述，这项研究展示了多频脉冲超声波技术在制备高效率、高稳定性的纳米脂质体方面的潜力。通过优化封装条件，超声波处理显著提高了Qu和MP的封装率、溶解度和生物利用度，同时增强了纳米脂质体的稳定性。这些发现为活性成分的口服递送提供了一种新的方法，并为相关产品的工业应用奠定了基础。未来的研究将进一步探讨MP和Qu的协同效应，以及其在体内抗氧化机制中的作用。