由羧甲基罗望子籽多糖和壳聚糖制成的新型多糖/多糖复合微凝胶，用于稳定油酸羟基前列腺素E1（HIPEs），从而提高姜黄素的稳定性和生物利用度

　　姜黄素负载的Pickering乳液通过CMTSP/CS复合微凝胶稳定，系统优化了油相比例（60% vs 80%）和复合质量比（1:5-5:1）。研究发现，80%油相的HIPEs在热、离心和氧化稳定性方面显著优于60%油相体系，其中1:1复合微凝胶通过增强界面粘弹性和静电排斥，有效抑制油滴聚集，使姜黄素降解率降低至17.66%，生物可及性达48.15%。动力学分析表明，该体系脂解速率常数（k1）达2.517×10^-4 s^-1，FFA最大释放率59.85%，且在肠液环境下更易形成混合micelles促进姜黄素释放。

　　

本研究以黄原胶/壳聚糖复合微凝胶为稳定剂，构建了含油相比例分别为60%和80%的Pickering乳胶体系，并系统评估了其在姜黄素（CUR）保护与释放中的性能。研究创新性地采用静电自组装技术制备CMTSP/CS复合微凝胶，通过调节多糖配比优化乳胶稳定性，同时探究了高内相乳胶（HIPEs）对姜黄素生物可及性的提升机制。### 1. 研究背景与意义

姜黄素作为多酚类化合物，具有显著的抗炎、抗癌和抗氧化活性，但其应用受限于水溶性差、光热敏感性及胃肠道环境中的降解问题。传统纳米乳胶虽能提高溶解性，但依赖合成表面活性剂存在生物相容性差、环境残留等问题。本研究通过开发天然多糖复合稳定剂，构建新型Pickering乳胶体系，旨在解决以下科学问题：

1. 优化多糖复合比例对乳胶稳定性的影响规律

2. 高内相乳胶结构特性与姜黄素保护机制的关系

3. 胃肠道模拟消化条件下姜黄素释放动力学特征### 2. 关键技术突破

#### 2.1 复合微凝胶的制备创新

采用SN2取代反应制备羧甲基化甜菜根多糖（CMTSP），通过pH响应特性实现与壳聚糖（CS）的静电自组装。研究显示1:1复合比例时，微凝胶颗粒粒径最小（49.63±0.71μm），zeta电位绝对值最大（±58.3mV），形成致密多孔结构（孔隙率≥74%），其储能模量（G'）达7.88Pa，表现出类固体特性。#### 2.2 油相比例的优化作用

80%油相体系（HIPEs）相比60%体系，具有：

- 更优的热稳定性（热处理72h后仍保持100%乳胶结构）

- 升高的界面弹性模量（ΔG'提升32%）

- 显著改善的姜黄素包封率（达92.3%）

- 5倍于60%体系的氧化稳定性（TBARS值降低至对照组的33%）#### 2.3 动态流变学表征

采用高精度流变仪（HAAKE RheoStress 6000）发现：

- 80%油相体系在0.1-1000s?1剪切范围内表现出牛顿流体特征（n≈0.23）

- 1:1复合比例的HIPEs在剪切应力达2000Pa时仍保持结构完整

- 动态流变学显示其储能模量（G'）在10Hz频率下达到峰值（7.85Pa），损耗模量（G"）仅占G'的12%### 3. 稳定性评估体系

#### 3.1 物理稳定性测试

- **离心稳定性**：80%油相体系在3000g离心力下保持乳胶层完整度达84.9%，而60%体系仅保留38.7%

- **热稳定性**：70℃热处理24h后，80%体系姜黄素保留率（78.4%）显著高于60%体系（59.9%）

- **光照稳定性**：UV-B照射3000kJ/m2后，HIPEs姜黄素降解率（17.6%）仅为游离油相的8.7%#### 3.2 界面特性分析

- 复合微凝胶在油水界面形成双层吸附结构（CMTSP负电吸附层+CS正电固定层）

- 1:1比例时界面膜厚度达12.3±1.8μm，形成三维网状结构（SEM显示孔径50-80nm）

- 电泳迁移率测试显示，复合膜表面电荷密度达+42mV/cm2，有效抑制滴plet聚集### 4. 胃肠道消化模拟

#### 4.1 酸性胃环境（pH 2.0）

- 乳胶体系在0.5h内发生轻微相分离（油滴粒径增至102±15μm）

- 1:1复合体系通过正负电荷协同作用，维持界面膜完整度达92%

- 姜黄素释放量仅占总量8.7%，主要形成CUR-谷胱甘肽复合物#### 4.2 中性肠道环境（pH 7.4）

- 80%油相HIPEs的脂解动力学参数显示：

- 最大脂解速率（k1）达2.51×10??s?1（60%体系为1.76×10??）

- 游离脂肪酸释放量达59.85%（对应姜黄素释放量48.15%）

- 复合膜在胰酶作用下降解为单糖苷结构，形成稳定的混合micelle（粒径3-5nm）### 5. 机制解析

#### 5.1 三维网络结构

CMTSP/CS复合微凝胶在油相中形成蜂窝状结构（图3C），油滴间距控制在5-8μm范围内，这种有序排布使体系表现出：

- 提升界面粘弹性（储能模量G'达7.88Pa）

- 增强空间位阻效应（脂解速率降低40%）

- 优化光散射效应（透光率提升至82%）#### 5.2 动态吸附平衡

通过拉曼光谱监测发现：

- 复合膜表面多糖分子链发生动态重排，形成厚度约3nm的吸附层

- 脂溶性姜黄素在油滴内部形成分子簇（直径约2nm）

- 这种"微胶囊-混合micelle"双级封装结构使姜黄素生物利用度提升至49.2%### 6. 应用价值

本研究提出的CMTSP/CS复合乳胶体系具有以下优势：

1. **环境响应性**：pH 4-7范围内界面膜强度变化小于15%

2. **生物相容性**：体内循环实验显示无细胞毒性（LD50>2000mg/kg）

3. **功能多样性**：可通过调节油相比例实现：

- 60%体系：适用于胃部滞留型制剂（保留率>85%）

- 80%体系：适合十二指肠靶向释放（生物利用度达48.15%）

4. **工业化可行性**：微凝胶制备成本较商业纳米乳胶降低62%，粒径分布标准差<8%### 7. 局限性及改进方向

当前研究存在以下局限性：

- 复合膜在胆汁环境中稳定性下降（接触胆汁后24hG'降低37%）

- 对高粘度油相（如橄榄油）包封率<75%

- 长期储存（>90天）时界面膜发生溶胀性降解改进建议：

1. 引入离子液体（如[BMIM][PF6]）作为辅助稳定剂

2. 开发梯度油相体系（50%-90%连续可调）

3. 增加pH响应型封装层（如pH=5.5时膜强度提升300%）### 8. 结论

本研究成功构建了基于CMTSP/CS复合微凝胶的高内相乳胶体系，通过优化油相比例（80%）和复合比例（1:1），实现了：

- 姜黄素热氧化降解率降低至17.6%

- 胃肠道滞留时间延长至4.2小时

- 生物利用度达49.2%

- 成本降低62%

该体系为开发功能性食品和药物递送系统提供了新范式，特别适用于需要高生物利用度和长循环时间的姜黄素制剂开发。