《Food Chemistry》：Xanthan gum-stabilized cocoa butter emulsion: characterization, molecular interactions, physicochemical stability, and bioaccessibility of α-mangostin
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αM包埋于XG稳定可可黄油乳液中可提升稳定性及肠道可控释放，乳液具有85%高包封效率、亚微米级颗粒和低聚散指数，XG通过增强水相粘度和空间位阻抑制乳滴聚集，在模拟消化中保持αM生物可及性和抗氧化活性。
Naymul Karim|Ke Zhang|Mohammad Rezaul Islam Shishir|Mohammad Nasiruddin Rana|Gobinath Marappan|Muhammad Arslan|Haroon Elrasheed Tahir|Li Zhihua|Xiaodong Zhai|Isam A. Mohamed Ahmed|Jitbanjong Tangpong|Xiaobo Zou
江苏大学食品与生物工程学院，中国江苏省镇江市学府路301号，212013
摘要
α-山竹黄酮（αM）是一种溶解度较低的黄酮类化合物，通过将其包裹在由黄原胶（XG；0–0.5%）稳定的可可脂乳液中，以提高其稳定性并控制其在胃肠道中的释放。这些乳液具有较高的包封效率（77–85%），液滴尺寸在亚微米级别（440–540 nm），多分散指数低（<0.3），且ζ电位为负值（> -20 mV）。增加XG浓度可以提高乳液的粘度、剪切稀化行为、离心稳定性以及热稳定性，并确保在储存21天内不会出现氧化或微生物降解。结构分析（FTIR、XRD）证实αM成功包封在半结晶基质中（结晶度>60%）。显微镜观察（CLSM、FESEM）显示液滴接近球形且孔隙率较低。在模拟消化过程中，XG稳定的乳液能够根据浓度控制液滴行为、αM的生物利用度及抗氧化剂的保留情况，这归因于水相粘度的增加和空间位阻效应。这些发现表明，黄原胶稳定的可可脂乳液是提高像αM这样的疏水性生物活性物质稳定性和控制其肠道释放的有效载体。
引言
乳液因其高接受度和多功能性而在食品、化妆品和制药行业中得到广泛应用。它们作为载体，可以容纳各种辅料和活性成分（David & Akhondi, 2023）。然而，大多数乳液系统受到物理化学不稳定性的限制，如聚并、奥斯特瓦尔德熟化、絮凝、乳化剂分解以及油氧化，同时还受到环境因素（如pH值、离子、酶和生理温度）的影响（Wang et al., 2022）。这些不稳定性会直接影响乳液的关键性能指标，导致包封效率降低、生物利用度下降和生物活性减弱（R. Zhang & McClements, 2016）。因此，开发具有强大稳定策略的先进乳液配方对于克服这些障碍并提升功能性输送至关重要。
可可脂（CB）是从可可树（Theobroma cacao）种子中提取的天然脂肪，是理想的脂质相载体。其GRAS（公认安全）状态、生物相容性以及接近生理温度的熔化特性使其成为实现控释的理想选择（Loke et al., 2024）。基于CB的乳液（CBE）具有制备简便、包封效率高、颗粒小且分布均匀、稳定性好、感官特性优良等优点（Septiyanti et al., 2021）。然而，CBE也存在一些挑战，包括由于CB固化及多晶型转变导致的结晶问题、因水分含量高而引起的相分离和乳化分层现象，以及由于水和/或乳化剂浓度不当导致的粘度变化（di Bari et al., 2019; Gómez Hoyos et al., 2023; Septiyanti et al., 2021; Sullo et al., 2014）。通过将CB与橄榄油等液态油混合，可以调节结晶行为并提高物理化学稳定性，同时提供有益的不饱和脂肪酸（Yavuz et al., 2023）。这种组合形成了一个多功能、实用的油相。
选择合适的稳定剂可以进一步提升CBE的性能。例如，Gómez Hoyos等人（2023）使用从可可壳中提取的纳米纤维素来稳定CB水包油（O/W）Pickering乳液，0.7%和1.0%的纳米纤维素浓度形成了一个坚固的三维网络，显著提高了乳液的稳定性（Gómez Hoyos et al., 2023）。κ-卡拉胶通过形成凝胶状结构增加了水相的粘度，减缓了液滴运动，减少了聚并现象，提高了稳定性（Sullo et al., 2014）。在本研究中，我们假设XG作为CBE的稳定剂具有独特且协同的作用，尤其是在输送疏水性生物活性物质方面。纳米纤维素主要通过颗粒堆积提供机械稳定性（Gómez Hoyos et al., 2023），而κ-卡拉胶则通过形成刚性凝胶网络来稳定乳液（Shishir et al., 2025; Sullo et al., 2014）。然而，XG通过静止状态下保持稳定的网络结构来防止分离，同时便于加工并在剪切作用下提供良好的口感，这种剪切稀化行为非常适合产品的生产和感官特性（Fallourd & Viscione, 2009）。其在低浓度下的非凝胶性质，结合通过表面羧基提供的空间位阻和增强静电排斥作用，形成了多方面的稳定机制（J. Zhang et al., 2024）。我们认为这种组合在抑制CB的多晶型转变和防止高脂系统中的聚并方面特别有效，可能比其他常见稳定剂更能保持液滴完整性并控制包封化合物在胃肠道中的释放。
为了验证这一假设，我们选择了α-山竹黄酮（αM），这是一种来自Garcinia mangostana果皮的强效黄酮类化合物（占总黄酮的约69.01%）（Karim et al., 2024）。αM具有显著的生物活性，包括抗氧化、抗炎、抗菌、抗肥胖、抗糖尿病、神经保护和抗癌作用（Karim et al., 2024; Karim & Tangpong, 2018）。然而，由于其物理化学不稳定性（如水溶性差、储存和温度引起的降解、对pH值、离子、盐和紫外线/光敏感以及氧化降解）和生理不稳定性（如对生理温度、pH值、离子、盐的敏感性、胃肠道中的酶促降解以及与肠道微生物群的相互作用和非特异性释放），αM的健康促进效果无法完全发挥（Kalidason & Kuroiwa, 2023; Yao et al., 2016）。将其包裹在稳定的载体系统中（如乳液）可以解决这些问题（Karim et al., 2024）。
本研究开发了由XG稳定的可可脂乳液（αM-XG-CBE），以提高αM的稳定性和肠道释放效果。乳液通过高速均质化和探针超声处理制备，使用CB/橄榄油作为脂质相，水相中加入XG（0–0.5%，w/v）作为稳定剂。首先研究了XG对乳液物理化学、胶体、流变学和微观结构性质的浓度依赖性影响，以了解系统行为。随后，通过评估模拟胃肠道消化过程中的液滴行为、αM的生物利用度和抗氧化活性，对各种乳液的功能进行了关键评估。研究结果表明，XG稳定的可可脂乳液是提高像αM这样的敏感疏水性化合物稳定性和生物利用度的有效平台。
α-山竹黄酮（纯度≥98%）、可可脂（CB）、黄原胶（XG）、吐温80（Tween 80）、猪胃蛋白酶、猪胰酶、猪胆盐和甲醇均购自上海麦克林生化有限公司（中国上海）。橄榄油来自阿拉丁生化科技有限公司（中国上海）。氯化钠（NaCl）和氯化钙（CaCl?）购自中国药科大学试剂有限公司（中国上海）。
α-山竹黄酮负载的XG稳定CBE（αM-XG-CBE）是通过结合高速...
浊度和白度指数是直接影响乳液产品外观、稳定性和消费者接受度的关键质量参数（J. Li et al., 2023）。图2A展示了不同乳液配方的浊度和白度指数测量结果，具体外观见补充图S1。
随着XG浓度的增加（0.1–0.5%），乳液的浊度显著升高
本研究成功制备了用黄原胶（浓度0–0.5%）稳定的α-山竹黄酮负载可可脂乳液（αM-XG0–0.5%-CBE）。含有0.5% XG的优化配方表现出优异的物理化学稳定性，其特征是液滴尺寸在亚微米级别（505.26 ± 4.97 nm），包封效率高达85%，且乳化性能优于低XG浓度（0–0.4%）的配方。流变学分析证实了其剪切稀化行为...
Naymul Karim：撰写 – 审稿与编辑、初稿撰写、可视化处理、验证、软件应用、方法设计、实验设计、资金获取、数据分析、概念构思。
Ke Zhang：撰写 – 审稿与编辑、软件应用、方法设计、实验设计、数据分析。
Mohammad Rezaul Islam Shishir：撰写 – 审稿与编辑、软件应用、方法设计、实验设计、数据分析。
Mohammad Nasiruddin Rana：撰写 – 审稿与编辑、验证、软件应用、数据分析。
作者声明没有已知的财务利益冲突或个人关系可能影响本文的研究结果。
本研究得到了江苏省优秀博士后计划（2024ZB883）、国家重点研发计划（2024YFE0117000, 2023YFE0105500）、国家自然科学基金（32272407, 32372465）、江苏省自然科学基金（BK20220111）以及沙特阿拉伯利雅得国王沙特大学的在研研究资助计划（ORF-2025-1074）的支持。
