《Journal of Food Engineering》：Layer-by-layer assembly sodium hyaluronate/ε-polylysine-coated Zein nanoparticles enhance the gastrointestinal delivery and anti-inflammatory activity of capsaicinoids
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辣椒素oids通过层层组装技术制备壳聚糖/透明质酸包覆的玉米蛋白纳米颗粒（CAP@Zein-SH-PL），显著提升水溶性和稳定性，实现模拟胃肠液中的零级/一级可控释放，并通过抑制炎症因子和活性氧增强抗炎活性，为功能性食品开发提供新策略。
秦阳|李一克|左晓|阿尔弗雷德·穆甘比·马里加|胡秋慧|杨文健|张凤伦|谢敏豪|刘建辉|裴飞
南京财经大学食品科学与工程学院/现代粮食流通与安全协同创新中心，中国南京210023
摘要
在我们之前的研究中，成功从辣椒的胎盘中分离出了辣椒素类化合物（CAP）。然而，它们较差的水溶性限制了其应用。因此，本研究旨在通过层层组装技术制备透明质酸（SH）/ε-聚赖氨酸（ε-PL）包覆的玉米醇溶蛋白纳米颗粒（NPs），以递送CAP（CAP@Zein-SH-PL），并提高其在胃肠道中的递送效果和抗炎活性。物理化学表征证实了CAP@Zein-SH-PL的成功形成，这一过程主要受到静电相互作用和氢键的驱动。此外，CAP@Zein-SH-PL在多种环境压力下表现出优异的稳定性，并在模拟胃肠道环境中实现了CAP的控释。释放动力学表明，在模拟胃液中CAP@Zein-SH-PL遵循零级动力学（Fickian扩散），而在模拟肠液中则遵循一级动力学（非Fickian扩散）。最后，CAP@Zein-SH-PL通过调节炎症细胞因子、抑制活性氧的产生以及维持膜电位稳定性，表现出有效的抗炎活性。这些发现为将CAP应用于功能性食品和营养保健品提供了理论参考。
引言
辣椒素类化合物（CAP）是辣椒中的主要生物活性成分，具有多种有益的生理作用（Vázquez-Espinosa等人，2023年；Wu等人，2022年）。在我们之前的研究中，成功从辣椒胎盘中分离出了CAP，并证明了其优异的生物活性（Yang等人，2025年）。然而，它们固有的疏水性阻碍了在水性食品基质中的分散，降低了其生物利用度（Wang等人，2022年）。此外，直接摄入CAP可能会对口腔黏膜和胃肠道造成显著刺激，可能导致口腔炎和溃疡等不良反应（Xu等人，2022年）。因此，开发有效的封装策略以克服这些限制对于充分发挥CAP在食品和营养保健品中的潜力至关重要。
纳米颗粒（NPs）递送系统在食品和营养保健品领域受到了广泛关注，因为它们具有独特的优势（Nunes等人，2017年；Yuan等人，2022年）。He等人（2023年）利用美拉德反应从玉米醇溶蛋白水解物制备了NPs，用于递送疏水性生物活性化合物姜黄素，实现了86%的生物利用度提升。Zhan等人（2024年）开发了一种响应活性氧（ROS）的纳米药物，使用纤维连接蛋白包覆的聚合物NPs，实现了对巨噬细胞的靶向递送。该制剂通过清除ROS、减轻缺氧和调节巨噬细胞向M2型极化，从而表现出综合的抗炎和抗氧化功能，保护巨噬细胞免于凋亡。此外，Khan等人（2021年）制备了中空的玉米醇溶蛋白-壳聚糖复合颗粒，提高了白藜芦醇的储存稳定性和保留率。然而，在实际应用中，玉米醇溶蛋白NPs极易受到外部环境因素的影响，导致不稳定（Yang等人，2024年）。
基于通过静电相互作用依次吸附相反电荷的聚电解质的高效封装技术——层层组装（LbL），为稳定玉米醇溶蛋白载体提供了一种有前景的方法（Liu等人，2024年）。蛋白质和多糖因其生物相容性、生物降解性、功能多样性和可持续性而成为LbL构建材料的优选选择（Khan等人，2019年；Zhou等人，2021年）。透明质酸钠（SH）是一种高分子量阴离子聚电解质，其涂层通过建立空间屏障防止酶促降解，保护被封装的生物活性物质（Wang等人，2023年；Zhang等人，2024年）。ε-聚赖氨酸（ε-PL）是一种天然阳离子多肽，其正电荷有助于与带负电的人体细胞发生静电相互作用，促进细胞摄取（Chen等人，2020年；Chen等人，2020年）。通过高效的LbL组装，研究人员制备出了具有良好分散性和细胞摄取能力的玉米醇溶蛋白/海藻酸钠/聚乙烯亚胺纳米复合材料，最终实现了优异的转染效率（Chen等人，2022年）。Tan等人（2024年）使用7:3比例的海藻酸钠和壳聚糖制备了自组装脂质体，这些脂质体能够有效抵抗强酸、强碱和高盐环境。此外，还使用反溶剂法制备了玉米醇溶蛋白/阿魏酸/海藻酸钠纳米颗粒，用于稳定皮克林乳液，表现出优异的剪切变稀行为和更高的弹性模量（Zhang等人，2025年）。然而，以往的研究主要集中在特定类别的聚电解质上，或强调单一功能特性的改进。相比之下，关于多功能生物聚合物的研究，特别是SH和PL对CAP NPs的控释特性和抗炎活性的协同调节作用的研究仍然相对有限。
因此，本研究采用SH和PL作为LbL组装NPs（CAP@Zein-SH-PL）的功能涂层，旨在提高CAP NPs的稳定性和生物利用度。通过傅里叶变换红外光谱（FTIR）、差示扫描量热法（DSC）和X射线衍射（XRD）探讨了其物理化学性质和形成机制。此外，我们还评估了CAP@Zein-SH-PL在胃肠道中的释放行为和生物利用度。最后，在脂多糖（LPS）刺激的RAW264.7巨噬细胞中研究了其抗炎活性。本研究旨在开发一种纳米递送系统，以增强CAP在抗炎功能性食品中的应用。
材料与化学品
CAP的制备方法参照了我们之前的研究（Yang等人，2025年）。玉米醇溶蛋白、透明质酸钠（SH）和ε-聚赖氨酸（ε-PL）购自元业生物技术有限公司（中国上海）。碳酸钠（Na?CO?）、乙醇、氯仿和蒸馏水（D?O）购自麦克莱恩生物有限公司（中国上海）。RAW264.7细胞购自海兴生物技术有限公司（中国上海）。Dulbecco改良Eagle培养基（DMEM）、2′,7′-二氯荧光素二乙酸酯（DCFH-DA）和细胞计数试剂盒-8（CCK-8 kit）、脂多糖（LPS）也均购自相应供应商。
载有CAP的纳米颗粒的初步表征
颗粒大小和ζ电位对递送系统至关重要。图1A显示，由于玉米醇溶蛋白在水中的自组装特性，它可以单独形成平均粒径为145纳米的纳米颗粒（Hamed等人，2023年）。CAP@Zein的粒径（200纳米）明显大于玉米醇溶蛋白的粒径（P < 0.05）。随后的SH和ε-PL涂层并未显著改变其粒径（P > 0.05）。这可能是由于组装后的壁材料结构紧密所致（Liu等人，2022年）。所有纳米颗粒的PDI值均显示……
结论
在本研究中，我们使用玉米醇溶蛋白（Zein）、透明质酸钠（SH）和ε-聚赖氨酸（ε-PL）通过层层组装技术制备了CAP@Zein-SH-PL。CAP@Zein-SH-PL的平均粒径为200纳米，包封效率（EE）为82.2%，释放系数（LC）为11.67%。其形成过程主要受到氢键和静电相互作用的影响。此外，CAP@Zein-SH-PL在不同pH值、离子浓度、温度和储存条件下的稳定性优异。在模拟胃液（SGF）中，其释放遵循零级动力学（Fickian扩散）。
CRediT作者贡献声明
秦阳：撰写——初稿，正式分析，数据管理。
李一克：撰写——审阅与编辑，正式分析。
左晓：正式分析，数据管理。
阿尔弗雷德·穆甘比·马里加：撰写——审阅与编辑。
胡秋慧：正式分析，数据管理。
杨文健：资金筹集。
张凤伦：撰写——审阅与编辑。
谢敏豪：数据管理。
刘建辉：撰写——审阅与编辑。
裴飞：撰写——审阅与编辑，验证，方法学研究，概念构思。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的竞争性财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。
致谢
本研究得到了国家重点研发计划（2023YFD2100500）、江苏省青兰计划以及江苏省高等学校优先学术发展计划（PAPD）的支持。
