包裹技术在药食同源中药的应用研究进展

2025-01-08 19:35 江苏

包裹技术在药食同源中药的应用研究进展

黄昭宁罗舒宋怡贺黎铭李芳周州蔡凌罗霞

成都中医药大学药学院四川省中医药科学院菌类药材研究所,菌类药材系统研究与开发实验室,中药材品质及创新中药研究四川省重点实验室

我国蕴藏着丰富的中药资源，在医药、食品、化妆品等行业中得到了广泛应用和发展。国家卫生健康委员会、国家市场管理监督总局颁布的“按照传统既是食品又是中药材的物质”目录名单共收录药食同源药材110种（含9种试点），这些药食同源中药在医药和食品领域都有广阔的发展前景，但深入开发研究这些中药，会发现部分中药提取物或化学成分存在稳定性差，容易受到光、热、氧等外界环境因素影响，溶解性能差、生物利用度低、易挥发、刺激性强、不良气味大等问题限制中药的高效利用和发展。所列举的包裹技术主要是指包合、微胶囊、脂质体、纳米胶囊，目前应用这些包裹技术将药食同源中药提取物或化学成分形成包合物、微胶囊、脂质体、纳米胶囊、纳米乳、纳米粒等，不仅可以有效解决以上问题，有的可以增强中药的生物活性，部分还将形成的包裹物在食品的防腐保鲜方面应用，对近年来包裹技术在中药提取物的应用研究进展进行了简要综述。

1 包裹技术

各种包裹技术的含义、制备方法见表1。

表1 各种包裹技术的含义、制备方法

2 包裹技术在药食同源中药的应用

2.1 提高物质稳定性

中药提取物中如精油、多糖类、酚类物质等活性物质稳定性差，容易受到外界的光、热、氧等因素影响，但使用β-环糊精、麦芽糊精、海藻酸钠、壳聚糖、阿拉伯胶等高分子材料将这些稳定性差的活性物质包裹为微胶囊、纳米脂质体、纳米粒、包合物、纳米胶囊，可提高活性物质的稳定性，减少损失。

周铭懿等人[6]以黄芪多糖提取物为芯材，β-环状糊精为壁材，采用喷雾干燥法制备微胶囊，可大幅降低外界的光、热及氧等对黄芪多糖稳定性的影响，延长黄芪多糖的贮藏及货架期，提高利用率。高薇薇[7]采用喷雾干燥法对山楂提取物进行微胶囊化，发现山楂提取物微胶囊在高温、强光、含氧环境中贮藏，活性成分原花青素损失较少，其保存率明显高于同等条件下贮藏的山楂提取物，说明微胶囊化提高了山楂提取物活性成分的稳定性。朱启鹏等人[8]采用喷雾干燥法制备生姜、枸杞、栀子混合醇提物的微胶囊，发现苦味较未包埋时显著降低，吸湿性也较未包埋的降低了36.79%，同时使用混合壁材制备的微胶囊热稳定性最高，且经胃肠消化后释放率为69.64%。El-Messery T M等人[9]将橘皮提取物粉制成纳米脂质体，并将其添加至加工奶酪中，发现制备的纳米脂质体包封率高（>80%），添加橘皮提取物粉纳米脂质体的加工奶酪在冷藏3个月后，其理化性质和酚类物质含量未受影响。Shao P等人[10]以麦芽糊精和乳清蛋白为壁材，灵芝多糖为芯材，制备灵芝多糖微胶囊，当芯材和壁材的比例为1∶2时，包封率可达89.8%，具有很好的稳定性，可在储存10周后保留约50%的灵芝多糖，且体外释药研究表明该微胶囊具有良好的控释能力。Han H J等人[11]发现，大枣果肉和种子提取物制成的纳米粒在25℃条件下贮存12 d期间的总酚含量和抗氧化活性下降速度明显慢于未包封的，表明纳米封装有效增强了大枣果肉和种子提取物的总酚含量和抗氧化活性的稳定性。师白梅等人[12]分别采用饱和水溶液法、研磨法和超声法制备当归挥发油β-环糊精包合物，发现研磨法制备的包合物的包封率最高，可有效地保留当归的活性成分挥发油，使挥发油粉末化，提高其利用率。陈佳佳[13]将肉桂醛精油制备成肉桂醛固体脂质纳米粒，发现在贮藏15 d后可以减少28.44%的肉桂醛挥发，这表明将肉桂醛包封在固体脂质纳米粒后，可稳定其结构。Drozińska E等人[14]以麦芽糊精和含3%β-葡聚糖为壁材包裹沙棘油形成微胶囊，储存1周后其过氧化值为2.75 mmol/kg，而以瓶装储存的沙棘油过氧化值为15.89 mmol/kg，说明沙棘油制成微胶囊后明显减少了脂质氧化，提高了氧化稳定性。Chranioti C等人[15]将西红花提取物和以阿拉伯胶-变性淀粉为壁材制成的西红花提取物微胶囊分别作为天然着色剂添加在口香糖中，发现西红花提取物微胶囊加入的口香糖在25℃和40℃条件下贮存时颜色要比西红花提取物的稳定。Xu S等人[16]以阿拉伯胶和麦芽糊精为壁材，通过喷雾干燥法制备沙棘果油微胶囊，在4周的高温（60℃）加速试验中，沙棘果油微胶囊的过氧化值从8.31 mmol/kg增加到14.34 mmol/kg，而沙棘果油的过氧化值从5.31 mmol/kg增加到52.08 mmol/kg。结果表明，微胶囊化可有效保护沙棘果油免受氧化，制备的沙棘果油微胶囊具有较低的水分活度和水分含量、较高的水溶性和堆积密度及较好的热稳定性。Kavosi M等人[17]先把质壁分离的酵母细胞包裹马齿苋油形成微胶囊，再用羧甲基纤维素包被马齿苋油微胶囊，差示扫描量热曲线中马齿苋油微胶囊的吸热峰向更高的温度移动，可能表明马齿苋油的热稳定性提高，马齿苋油微胶囊30 d后过氧化值为8.37 mmol/kg，而马齿苋油30 d后过氧化值达到16.08 mmol/kg，表明马齿苋油包裹后可提高油的氧化稳定性。Kyriakoudi A等人[18]以麦芽糊精为壁材用喷雾干燥法制备西红花水提物纳米胶囊，热重分析曲线表明，未包裹的西红花水提物在236℃左右开始分解，芯壁比为1∶20的西红花水提物微胶囊的分解温度约为340℃，且在60℃中100 h后，西红花水提物微胶囊中的西红花苷和苦番红花素损失率远低于未包裹的，表明包裹后提高了西红花苷和苦番红花素的稳定性。

2.2 实现物质缓慢释放

中药提取物或化学成分尤其是具有挥发性的物质被海藻酸钠、壳聚糖等材料制成微胶囊、纳米粒、脂质体，可以延缓精油挥发，有效控制活性物质的释放速率，制成缓释型产品。精油包封后可应用于果蔬、肉类、豆制品的防腐保鲜，通过缓慢释放活性物质抑制微生物的生长，减少腐烂、延长保鲜期，保持食品品质，减少食品的营养成分损失，增加食用价值和商业价值。

谭钦铎[19]利用海藻酸钠和壳聚糖为壁材包埋葛根异黄酮，形成葛根异黄酮微胶囊，利用扫描电镜对微胶囊进行形貌表征，发现微胶囊成型效果很好，模拟胃肠液试验结果表明此微胶囊具有良好的缓释效果，7 h后微胶囊在胃液中累计释放量达39.53%，肠液中达66.70%。李凤等人[20]以海藻酸钠为壁材，天麻提取物为芯材，采用滴制法制备天麻提取物海藻酸钙微胶囊，发现微胶囊在p H值为6.8的磷酸盐缓冲液中8 h内的累积释放可达85%以上，口服可充分释放。Yin C等人[21]发现，壳聚糖-肉桂精油微胶囊在2 h内，肉桂精油的释放率达到48.5%,168 h后，肉桂精油释放率达到94.2%。

Ban Z等人[22]将壳聚糖和羧甲基纤维素钠配比为1∶1做壁材，通过冷冻干燥制备的生姜精油微胶囊包封率达到88.50%，并将生姜精油微胶囊应用于冬枣中，发现生姜精油微胶囊可降低冬枣的腐烂率和红化率，提高冬枣的硬度、多汁度、可溶性固形物和可滴定酸含量，有效地保持了冬枣采后品质，延长货架期。薛琼等人[23]将壳聚糖、海藻酸钠为壁材，肉桂精油为芯材，采用复凝聚法制备肉桂精油微胶囊并应用在芒果保鲜中，发现肉桂精油微胶囊质量分数达到4%时，可有效延缓芒果保鲜期6 d，以其涂膜的芒果保鲜效果最佳。岳淑丽等人[24]采用β-环糊精包埋技术制备肉桂精油微胶囊，与聚乙烯醇溶液混合制备抗菌涂料，采用涂布的方法将制备的抗菌涂料均匀涂布在保鲜纸上，无菌实验室中自然晾干制得抗菌纸，将其应用于圣女果中，发现肉桂精油微胶囊抗菌纸对圣女果具有较好的保鲜效果，可改善其感官评分，降低失重率和呼吸强度，延长圣女果的货架期。唐海兵等人[25]通过环糊精包埋的方法制备了β-环糊精-佛手柑精油微胶囊，将制备的微胶囊粉末均匀分散在保鲜垫中，封装，制备负载微胶囊的活性保鲜垫，应用于草鱼肉片的冷藏保鲜研究，相比于空白组保鲜垫，含有精油的微胶囊保鲜垫可有效延缓草鱼的腐败变质，延长草鱼货架期2～3 d，延长时间为原货架期的50%，说明微胶囊中精油通过缓释，对草鱼的保鲜起到积极效果。孙艳文等人[26]采用复凝聚法制备丁香精油微胶囊，应用于冰温猪肉的保鲜，冰温下对照组、空芯组及精油组的猪肉可分别保鲜9,21,27 d，表明丁香精油微胶囊可显著延长冰温猪肉的保鲜期，通过有效抑制微生物繁殖，延缓冷却猪肉的腐败变质。刘占东等人[27]使用经包埋质量分数1.0%肉桂精油的壳聚糖纳米粒处理冷却猪肉，结果发现可有效保护肉品色泽，抑制冷却肉表面细菌的增长，且猪肉在（4±0.5）℃条件下贮藏时保存时间可达到6 d，明显优于对照组3 d的贮藏期，可在一定程度上延长冷却肉的贮藏期。孙林皓等人[28]利用肉桂醛/羧甲基多孔淀粉（CMS）/壳聚糖自组装微胶囊和肉桂醛分别进行鸡肉保鲜试验，发现肉桂醛处理的鸡肉在贮藏期间大肠杆菌生长速率和挥发性盐基氮含量均大于微胶囊处理组，说明将肉桂醛包埋到壳聚糖/CMS中，可使肉桂醛的释放速度减慢，起到更持久的抑菌保鲜效果，还有效掩盖了肉桂醛的风味，鸡肉的保鲜货架期得到了有效延长。Cui H等人[29]用脂质体对丁香油进行包埋，然后将其加入到豆腐中，发现丁香油脂质体处理豆腐24 h后，金黄色葡萄球菌数量减少了99.87%;120 h后，金黄色葡萄球菌数量减少了99.99%，表明脂质体包裹的丁香油对豆腐中金黄色葡萄球菌有明显的抑制作用，同时能延长豆腐的保质期。Li N等人[30]以海藻酸钠和氯化钙为壁材，将紫苏精油制成微胶囊，并应用于草莓的保鲜，热重分析曲线表明紫苏精油微胶囊在200℃时的失重率为19.4%，而紫苏精油失重率达到98.4%，制成微胶囊后有效减缓了紫苏精油的挥发，应用于草莓能显著延缓果实腐烂，降低腐烂程度，保留了草莓的风味和商品价值。

2.3 提升物质溶解度

部分药食同源中药中的活性物质溶解性能差、难溶或溶解度低，使其难以得到高效利用，造成资源的浪费，将溶解性能差的物质制成微胶囊和脂质体，可改善物质的溶解性能，增加溶解度，达到有效利用。

肖萍等人[31]以大豆分离蛋白、麦芽糊精和黄原胶为壁材，制备了藿香醇提物微胶囊，发现经微胶囊化的藿香醇提物状态良好、含水量低、复水性好、溶解快且藿香气味浓郁，可作为一种单一型天然调味料或与其他调味料进行科学组方，调配成复合调味料，赋予烹调食品独特的香气。Barro L等人[32]以L-α-磷脂酰胆碱、胆固醇和D-α生育酚聚乙二醇1000琥珀酸酯作为膜材料，采用膜水合、超声分散、膜挤压法（孔径200 nm）共同制备葛根素脂质体，发现制备的脂质体具有良好的颗粒稳定性和载药量，增加了葛根素在水中的溶解度。Pudziuvelyte L等人[33]以脱脂牛奶、酪蛋白酸钠、β-环糊精、抗性麦芽糊精为壁材，采用冷冻干燥法制备香薷醇提物微胶囊，结果发现微胶囊的溶解度达到92.50%，多酚含量较高，对口腔和胃黏膜的黏附力强。

2.4 提升物质药理活性

药食同源中药中部分提取物或化学成分被包裹为纳米胶囊、脂质体、纳米粒、纳米乳、包合物后，防止了氧、热和光等外界环境因素对功效成分的破坏，其抗氧化、抗菌、细胞毒、免疫活性等药理活性高于未包裹的中药提取物。

陈立弟[34]采用溶液扩散吸附的方法制备石斛多糖介孔二氧化硅纳米粒，差示扫描量热仪表明石斛多糖以无定形态负载在介孔二氧化硅纳米粒中，并具有良好的缓释效应，生物活性测试显示，石斛多糖介孔二氧化硅纳米粒的抗氧化活性、DNA损伤的保护和修复作用明显高于石斛多糖单体。Bo R等人[35]采用反相蒸发法制成的枸杞多糖脂质体包封率为（86.37±0.63）%，粒径小，且增强了体外培养的小鼠腹腔巨噬细胞吞噬活性和一氧化氮的分泌。Dwivedy A K等人[36]制备的八角茴香精油壳聚糖纳米胶囊对黄曲霉毒素LHP-PV-1的最低抑菌质量浓度为0.4μL/m L，而八角茴香精油的最低抑菌质量浓度为0.7μL/m L，表明八角茴香精油制成纳米胶囊后可增强抗黄曲霉毒素活性。Faikoh E N等人[37]发现，肉桂醛作用于感染了嗜水气单胞菌和无乳链球菌的斑马鱼8 d后存活率为0，而肉桂醛脂质体作用于感染了嗜水气单胞菌和无乳链球菌的斑马鱼8 d后存活率分别为（35.60±3.85）%和（31.10±10.18）%，表明肉桂醛制成脂质体后提高了斑马鱼的存活率。Ghazy O A等人[38]通过超声均质法制备的八角提取物纳米乳液对6株食源性细菌（小肠结肠炎耶尔森氏菌、蜡样芽孢杆菌、大肠埃希菌、单核细胞增多性乳杆菌、鼠伤寒沙门氏菌、大肠杆菌）具有较高的抑菌活性，且八角提取物纳米乳液对鼠伤寒沙门氏菌和大肠杆菌的抑菌效果优于八角提取物。Hsu H J等人[39]制备的枸杞类胡萝卜素纳米乳在25℃条件下90 d的保存期内表现出高度的稳定性，且对HT-29结肠癌细胞的IC50为4.5μg/m L，而枸杞类胡萝卜素提取物对HT-29结肠癌细胞的IC50为4.9μg/m L。Karimi M等人[40]发现，超临界流体膨胀法制备的灵芝提取物纳米粒检测出含有灵芝酸B、灵芝酸C2、灵芝酸D、灵芝酸H和灵芝酸，且清除DPPH自由基的IC50为580 mg/L，而灵芝提取物清除DPPH自由基的IC50为724 mg/L。Teixeira B N等人[41]制备的黑胡椒油树脂-羟丙基β-环糊精包合物对DPPH自由基的清除率为（69±4）%，对鼠伤寒沙门氏菌LT2的MIC为800μg/m L；黑胡椒油树脂对DPPH自由基的清除率为（45±1）%，对鼠伤寒沙门氏菌LT2的MIC为900μg/m L，表明黑胡椒油树脂形成包合物后提高了黑椒油树脂抗氧化活性和增强了抑制鼠伤寒沙门氏菌LT2作用。Kwon T K等人[42]采用薄膜水合法制成含鱼腥草水提物的脂质体悬浮液，其涂在雌性无毛小鼠背部皮肤（0.636 cm2) 24 h的鱼腥草水提物累积量为8.49 mg/cm2，而溶解在PBS中的鱼腥草水提物24 h的累积量为6.85 mg/cm2，表明鱼腥草水提物制成脂质体提高了其体外皮肤渗透性。Das S等人[43]使用壳聚糖包裹芫荽精油制成纳米乳，发现芫荽精油纳米乳有较强的抗真菌、抗黄曲霉毒素和抗氧化作用，在0.5μL/m L时就可完全抑制生产黄曲霉毒素的AFLHPR14菌株生长；而芫荽精油要0.9μL/m L时才能完全抑制AFLHPR14菌株的生长，说明包裹后具有更好的抗真菌效果。Wu Y等人[44]采用反相蒸发法制备了甘草多糖脂质体，与未包裹的甘草多糖相比，甘草多糖脂质体能显著促进未成熟ch BM-DCs（鸡骨髓来源树突状细胞）的增殖，增强成熟ch BM-DCs诱导T细胞增殖的能力，并能调节成熟ch BM-DCs分泌IL-2,IFN-γ和IL-10细胞因子，免疫调节活性明显提高。

2.5 其他

药食同源中药中的苦味物质（如黄酮）制成微胶囊后可降低苦味，黑枸杞花青素制成微胶囊和姜黄素制成纳米乳后提高了其生物利用度。肖道安等人[45]选用阿拉伯胶和β-环糊精为杜仲叶提取物的微胶囊壁材，利用喷雾干燥进行微胶囊化，当阿拉伯胶和β-环状糊精的配比为1∶1时，微胶囊化能达到较好的效果，β-环状糊精对杜仲叶提取物中的黄酮有一定脱苦作用。Minh N P等人[46]将新鲜灵芝与植物乳杆菌发酵后干燥再热水提取，以环糊精为壁材将发酵后的灵芝提取物喷雾干燥得微胶囊，感官评定后发现明显降低苦味，提高适口性。Lu P S等人[47]从姜黄中提取出姜黄素，再将姜黄素制成由卵磷脂和Tween80组成的纳米乳，包封率高达98.8%，其口服生物利用度为47.82%，而姜黄素分散液的口服生物利用度为9.38%，说明姜黄素制成纳米乳后提高了口服生物利用度。

3 结语

目前，国内外为了提高药食同源中药的提取物或化学成分的稳定性、生物利用度、增加溶解度、增强药理活性、实现缓慢释放等，将其包裹为微胶囊、包合物、脂质体、纳米胶囊、纳米粒、纳米乳，尤其挥发性物质包裹后可以减少挥发、降低刺激性及提高稳定性。药食同源中药的肉桂、丁香、生姜、紫苏等药材提取出的精油形成包裹物后可应用于食物的防腐保鲜，形成的防腐剂既健康又环保，药食同源中药开发成防腐剂，将有广阔的发展前景，大部分药食同源中药如乌梅、灵芝、当归、鸡内金、花椒、薤白等药材存在苦涩异味，适口性差，影响开发制备功能性食品，掩盖药食同源中药的苦涩异味，有利于满足中药食品品质化、多样化、功效化的市场需求，目前中药的掩盖味道方面的系统研究较少，未来可深入研究，实现更好地利用开发药食同源中药。虽然中药提取物或化学成分被负载到各种材料中，形成微胶囊、包合物、脂质体、纳米胶囊、纳米粒、纳米乳等，但是存在包封率和载药量不理想、生产成本高、材料选择困难等问题，且大多数停留在实验室研究阶段，未能在工业生产中得到广泛应用，未来需要不断完善包裹技术，优化制备工艺，研究开发新型无害材料，降低生产成本，提高包裹物的质量。

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包裹技术在药食同源中药的应用研究进展

包裹技术在药食同源中药的应用研究进展

黄昭宁 罗舒 宋怡 贺黎铭 李芳 周州 蔡凌 罗霞

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1 包裹技术

2 包裹技术在药食同源中药的应用

2.1 提高物质稳定性

2.2 实现物质缓慢释放

2.3 提升物质溶解度

2.4 提升物质药理活性

2.5 其他

3 结语

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