利用多种植物来源的果胶多糖制备乳液，以提高枸杞提取物的稳定性和生物活性

《Food Research International》：The fabrication of emulsions with pectin polysaccharides from diverse plant sources for enhancing the stability and biological activity of Lycium Barbarum extract

研究对比了 sunflower disk、beet root、apple pomace、grapefruit peel 和 citrus peel 提取的果胶多糖结构及乳化性能，发现柑橘果胶（CP）因多糖-共价结合蛋白含量高、甲酯化度（DM）高且 RG-I 区域分支度高，表现出最佳乳化性能。当油相体积分数≤30%时，2.0% CP 乳液稳定性最优；油相＞30%时，1.0% CP 乳液稳定性较高。CP-φ20%-c2.0% 乳液对热和离子强度稳定性最佳，包封 Lycium barbarum 提取物（LBE）效率达84.09%，且乳液无细胞毒性，具有显著抗氧化活性及抑制酪氨酸酶、弹性酶和透明质酸酶活性，适用于抗衰老化妆品开发。

　　

王倩|刘轩|邢道航|建丽涵|杨志春|王晓琴|黄琳娟|王中福

中国西北大学食品科学与技术学院，西安糖生物学与糖工程重点实验室，陕西省天然碳水化合物资源工程研究中心，西安710069

摘要

结构复杂的果胶多糖是高效的天然食品级乳化剂和稳定剂。然而，不同植物来源的果胶多糖的结构特征与其乳化性能之间的关系尚不明确，这限制了稳定果胶乳液的制备及其应用。本研究从向日葵盘、甜菜根、苹果渣、葡萄柚皮和柑橘皮中提取了果胶多糖。在这五种多糖中，柑橘果胶（CP）表现出最佳的乳化性能，这归因于其较高的多糖共价结合蛋白含量、较高的甲基酯化程度以及RG-I区域的较高分支度。制备了不同CP浓度（c）和油体积分数（φ）的CP乳液，并对其结构和稳定性进行了分析。当φ≤30%时，2.0%的CP乳液具有更小的颗粒尺寸，储存稳定性更高；当φ>30%时，1.0%的CP乳液稳定性相对较高。特别是c2.0%-φ20%的乳液在耐热性和抗离子强度方面表现出最高的稳定性，同时其对Lycium barbarum提取物（LBE）的包封效率也较高（84.09%±0.53%）。LBE负载的CP乳液无细胞毒性，并显示出较高的抗氧化活性以及对酪氨酸酶、弹性蛋白酶和透明质酸酶活性的抑制作用，有望作为新型的化妆品用抗衰老乳液。

引言

乳液是一种由水和不混溶的油两种液体通过表面活性剂稳定的热力学不稳定的多分散系统（Fonseca, Broto-Ribas, Jiao, & Pei, 2025; Shen, Ding, & Xu, 2025）。目前，大量源自食品的有机大分子乳化剂，如植物和动物来源的蛋白质、淀粉、果胶和其他多糖，因其具有界面吸附和稳定能力，已被用于稳定乳制品并制备油包水乳液以输送活性物质（Liu, Zhao, Wang, & Zheng, 2025; Xu, Wang, Xin, Zhang, & Liu, 2025）。其中，多糖乳化剂具有来源广泛、低过敏性、环境稳定性高和价格低廉的特点，适合制备绿色安全的乳液，尤其是低油相乳液（Ozturk & McClements, 2016; Tang & Huang, 2022）。

作为天然植物成分，果胶安全无毒，具有良好的加工性能和生物活性，广泛应用于食品、化妆品和医药领域（Chaudhari, Pan, & Nitin, 2015; Ren et al., 2025）。近年来，果胶的乳化性能受到了广泛关注（Neckebroeck et al., 2021; Zhou, Zhang, Han, Liu, & Asemi, 2025）。果胶可以在水油界面吸附形成界面膜，降低界面张力，并通过空间位阻和静电排斥作用防止乳液聚集，同时通过增加连续相的粘度减缓油滴运动，从而维持乳液稳定性（Cheng et al., 2024; Zhao et al., 2020）。果胶的乳化功能与其结构特性相关。已知果胶主要由三个区域组成：同源半乳糖醛酸（HG）、鼠李糖半乳糖醛酸-I（RG-I）和RG-II（Xiao et al., 2025; Zhao et al., 2025）。HG区域的酯化程度、RG-I区域的阿拉伯糖/半乳糖侧链、蛋白质残基、乙酰基团和分子量都对果胶的乳化性能有显著影响（Eichhofer et al., 2023; Schmidt et al., 2015; Zhao et al., 2023）。由于结构上的差异，不同来源的果胶表现出明显的乳化性能差异。例如，Zhao等人（2018）发现四种柑橘果胶中，甲基酯化程度较高的柑橘果胶具有更好的乳化性能。Niu, Chen, Luo, Chen和Fu（2022）比较了苹果果胶（AP）、柑橘果胶（CP）和甜菜果胶（BP）的乳化功能，发现蛋白质含量较高的BP具有更好的乳液稳定性能。除了常见植物外，来自非常规来源的果胶也显示出潜力。例如，Jia, Du, Li和Li（2022）报道柿子果胶（PP）由于其多层界面吸附机制而优于商业化的SP和CP。Neckebroeck等人（2021）研究了苹果、胡萝卜、洋葱和番茄中的果胶的乳化能力，强调了来源依赖性的显著差异。尽管取得了这些进展，但不同来源果胶的结构-乳化功能关系仍不甚明确。鉴于苹果渣、柑橘果皮、甜菜浆和向日葵盘等农副产品由于其高全球产量和丰富的果胶含量，是目前主要的商业来源，本研究系统比较了这些主流果胶的结构和乳化性能，旨在阐明果胶结构与功能之间的关联，从而促进其作为新型可持续乳化剂在食品工业中的发展。

此外，果胶乳液可以作为输送水不溶性活性物质的载体。先前的研究报道，果胶乳液及其乳液凝胶已成功包载了包括姜黄素和柚皮苷在内的脂溶性活性物质，并将其输送到特定肠道部位实现靶向和可控释放（Arain et al., 2025; Feng et al., 2024）。Lycium barbarum提取物（LBE）是从Lycium barbarum中提取的活性物质，具有强抗氧化活性，可显著抑制氧化应激并促进活性氧（ROS）的清除（Xin, Zhu, Du, & Xu, 2017）。然而，LBE的水溶性差、稳定性低且生物利用度低。将LBE与果胶乳液结合可以理论上提高LBE的稳定性并增强其生物活性。

因此，本研究制备了五种常见的果胶多糖，即向日葵果胶（SP）、甜菜果胶（BP）、苹果果胶（AP）、葡萄柚果胶（GP）和柑橘果胶（CP），分析了这五种果胶多糖的结构和乳化性能，以建立结构特征-乳化功能关系。制备了不同CP浓度（c）和Lycium barbarum籽油体积分数（φ）的果胶乳液，并对其结构和稳定性进行了分析。使用稳定性最高的果胶乳液负载LBE形成LBE乳液，测定了其细胞毒性、抗氧化活性和抗酶活性。目前的发现将为制备稳定的果胶乳液这一有前景的包封和输送系统提供更多支持。

材料

向日葵盘、甜菜根、苹果渣、葡萄柚皮和柑橘皮均来自中国陕西本地。干燥的Lycium barbarum果实和Lycium barbarum籽油（LBSO）由宁夏Mohesa有限公司（中国银川）提供。单糖标准品购自Sigma-Aldrich（美国马萨诸塞州伯灵顿）。酪氨酸酶（来自蘑菇，≥1000单位/毫克固体）、弹性蛋白酶（来自猪胰腺，30单位/毫克）和透明质酸酶（来自牛睾丸，3000单位/毫克）也来自相应供应商

果胶多糖的结构-乳化功能关系

从向日葵盘、甜菜根、苹果渣、葡萄柚皮和柑橘皮中提取的果胶多糖分别对应SP、BP、AP、GP和CP。如表1所示，所有果胶的提取率均较高，其中CP的提取率最高（19.73%±0.78%）。多糖是这五种果胶的主要成分，含量范围为66.62%至78.12%。由于已去除游离蛋白质，所有果胶的蛋白质含量较低

结论

比较了五种植物来源的果胶多糖的结构和乳化性能，发现CP具有最佳的乳化性能。这主要归因于其较高的共价结合蛋白质含量以及RG-I区域的较高DM和分支度。CP乳液的形成和稳定性受c和φ的影响。当φ低于30%时，乳液的储存稳定性与c呈正相关；而当φ超过

CRediT作者贡献声明

王倩：撰写——原始草稿，可视化，研究，概念化。刘轩：可视化，研究，数据管理。邢道航：研究，数据管理。建丽涵：研究，数据管理。杨志春：研究，数据管理。王晓琴：撰写——审稿与编辑，可视化。黄琳娟：撰写——审稿与编辑，监督，概念化。王中福：撰写——审稿与编辑，监督，概念化。

未引用参考文献

Piwowarski, Kiss和Koz?owska-Wojciechowska, 2011

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的可能会影响本文工作的财务利益或个人关系。

致谢

本工作得到了国家自然科学基金（项目编号：32371340）、陕西省自然科学基金（项目编号：2025JC-YBQN-304）和陕西省博士后研究项目基金（项目编号：2023BSHYDZZ135）的支持。