《Food Chemistry》：Development and characterization of a liposome-based collagen delivery system with sustained release and preserved antioxidant activity
编辑推荐：
本研究开发了一种基于脂体的胶原蛋白递送系统（Lip-COL），通过薄层分散法制备，显著提高了胶原蛋白的热稳定性、pH稳定性和离子强度耐受性，同时实现了缓释效果。体外释放实验表明其t50为1.1小时，t80为7.7小时，burst release减少26%，确保了肠道阶段的递送。该系统为功能食品和营养补充剂提供了新策略。
万海琳|姜一鸣|云少军|程菲儿|赵文飞|刘梦阳|段佳音|何振瑞|曹金玲|冯翠萍
山西农业大学食品科学与工程学院，中国山西省太谷市030801
摘要
胶原蛋白因其营养价值和功能性而备受重视，但由于其不稳定性和消化过程中的降解作用，在食品应用中受到限制。为了克服这些限制，本研究开发了一种基于脂质体的胶原蛋白递送系统（Lip-COL），并系统地评估了其物理化学和功能特性。Lip-COL表现出球形形态，平均粒径为215.13±1.42纳米，ζ电位为-18.87±0.29毫伏，包封效率为70.13±0.39%，并具有假塑性流动行为。包封显著提高了胶原蛋白对热、pH值和离子强度的稳定性。体外释放实验和模拟消化实验表明，Lip-COL具有持续释放特性，t50（1.1小时）和t80（7.7小时）时间延长，爆发性释放减少了26%，确保了其在肠道阶段的递送，同时保持了抗氧化活性。这些发现突显了脂质体包封作为一种有效的营养保健品纳米递送策略，能够增强胶原蛋白的稳定性和生物功能性，支持其作为膳食补充剂和功能性食品成分的潜力。
引言
胶原蛋白（COL）是哺乳动物体内最丰富的功能性蛋白质，约占全身蛋白质的25%-30%（Tang等人，2022年）。其优异的生物相容性、可降解性和多样的生物活性使其在食品、制药和化妆品行业中得到广泛应用（Cui等人，2023年；Deng等人，2023年）。近年来，胶原蛋白及其肽类在功能性食品和膳食补充剂中受到了越来越多的关注（Chasquibol等人，2024年；Inacio等人，2024年），尤其是在抗衰老、关节健康和肠道屏障保护方面的潜在作用（Choi等人，2025年；Lee等人，2025年；Yang等人，2024年）。
大多数现有研究集中在自由氨基酸和胶原蛋白水解物的递送上，这些物质吸收迅速，常用于营养补充（Chun等人，2017年；Roy等人，2025年；Tang等人，2022年）。需要注意的是，某些胶原蛋白是结构依赖性蛋白质，其生物活性依赖于保持其构象完整性（Ijaz等人，2023年）。当这些胶原蛋白被水解成小肽或氨基酸时，会失去结构优势，导致功能受限和生物活性降低（Tawalbeh等人，2025年）。同时，完整的胶原蛋白在热、pH值和离子应力以及胃肠道中的酶促水解作用下极易降解，进一步影响其稳定性和有效性（Bai等人，2025年；Xu等人，2021年）。因此，递送完整的胶原蛋白以保持结构依赖性蛋白质的完整性对于维持其生物功能至关重要，可能在营养和健康调节方面提供不同于小分子形式的好处。
与乳液和凝胶等常见递送系统相比，脂质体在递送完整胶原蛋白方面具有某些优势，因为它们可以有效地包封和保护大分子胶原蛋白结构，同时实现可控释放并提高生物利用度（Chotphruethipong等人，2020年；Guan等人，2025年；Xiao等人，2025年）。在实际应用中，食品级负载完整胶原蛋白的脂质体载体仍面临包封效率低、稳定性差和释放控制不足等挑战（Agrawal等人，2024年；Chotphruethipong等人，2020年；Li等人，2023年）。先前的研究表明，脂质体载体的膜组成和结构特性对其稳定性有显著影响，并能调节释放行为，从而实现生物活性化合物的持续或靶向递送，这为克服这些挑战提供了可能的解决方案（Manca等人，2019年；Perra等人，2022年）。然而，这些方法在完整胶原蛋白脂质体递送系统中的应用仍然较少，有必要进一步研究其在复杂食品环境和胃肠道条件下的性能，以及其在营养递送和肠道中的潜在功能。
本研究构建了一种由卵黄卵磷脂、胆固醇、Tween 80和胶原蛋白组成的胶原蛋白负载脂质体（Lip-COL）递送系统，并系统地评估了其包封效率、物理化学性质、稳定性、体外释放曲线、消化行为和功能活性。体外实验表明，Lip-COL在维持胶原蛋白释放和将其递送到肠道阶段方面发挥了关键作用。这些发现强调了基于脂质体的载体作为功能性食品和膳食补充剂中先进营养递送系统的潜力，为口服胶原蛋白促进肠道健康提供了新的见解和实验证据。
材料
胶原蛋白购自山西金博生物科技有限公司（中国山西）（Yang等人，2022年）。卵黄卵磷脂（注射级）来自上海泰威药业有限公司（中国上海），胆固醇来自国药化学试剂有限公司（中国上海）。所有其他试剂和溶剂均为分析级。
Lip-COL的制备
Lip-COL是通过薄膜分散法制备的。将卵黄卵磷脂和胆固醇（4:1摩尔比）溶解在无水乙醇中
Lip-COL的特性
本研究中，Lip-COL的平均包封效率为70.13±0.39%，药物载量为27.67±0.13%，优于先前报道的I型胶原蛋白脂质体（Li等人，2023年）和BSA脂质体（Liu等人，2015年）的数值，表明其包封性能有所提高。包封效率通过透析法测定，蛋白质含量通过BCA法测定，这两种方法在蛋白质包封中应用广泛
结论
本研究通过薄膜蒸发法成功制备了Lip-COL。Lip-COL表现出球形形态，包封效率为70.13±0.39%，粒径为215.13±1.42纳米，多分散指数（PDI）为0.15±0.01，ζ电位为-18.87±0.29毫伏。流变分析表明其具有假塑性流体行为。稳定性测试表明，脂质体包封显著提高了胶原蛋白对热、pH值和离子强度的耐受性
CRediT作者贡献声明
万海琳：撰写——初稿、可视化、方法学、研究、数据分析、概念化。姜一鸣：撰写——审稿与编辑、概念化。云少军：方法学、研究。程菲儿：方法学、数据分析。赵文飞：验证、方法学。刘梦阳：方法学、数据分析。段佳音：方法学、概念化。何振瑞：软件、概念化。曹金玲：撰写——审稿与编辑、方法学。
资金来源
本研究得到了“鼎华生物医药知识产权运营中心（太原）有限公司横向项目”[2024HX034]和“山西省2024年研究生实践创新项目”[2024SJ122]的支持。
未引用参考文献
Virgilio等人，2024年
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所述的工作。
