《食品工业科技》客座主编专栏：辽宁大学薛友林教授|基于天然大分子的黄酮类化合物纳米颗粒的研究进展

图片来源于图司机

在化学结构上，黄酮类化合物由15碳构成骨架，两个苯环（A和B）通过中间三碳链相互连接形成一个杂环（C6-C3-C6），根据B环连接位点以及中间三碳链的不饱和度和氧化程度可分为黄烷醇、黄烷酮、黄酮、异黄酮、黄酮醇和花青素等亚类。

图1 膳食黄酮类化合物的主要亚类及主要食物来源

研究表明，黄酮类化合物具有广泛的健康促进作用，如有较强的抗氧化、抗炎活性，能够有效预防和辅助治疗癌症和心血管疾病，帮助治疗神经退行性疾病，具有抗病毒作用，最近还有研究称其有对抗COVID-19的潜力，以及保护肝脏等多种功效。作为高等植物中最具特征的化合物种类之一，黄酮类化合物广泛存在于植物性食品和饮料中，如柑橘、大豆、浆果、茶、可可和葡萄酒。

表1 基于天然大分子的纳米颗粒对黄酮类化合物的运载效果

注：表中溶解度指纯该运载物质在298.15K下水中的摩尔分数溶解度，单位为10⁻⁸mol/mol。

黄酮类化合物通常口服生物利用度有限，这可能是它们溶解度低、稳定性低难以被肠道细胞吸收的性质造成的。已有大量研究证明，纳米颗粒系统的应用是克服这些缺陷，提高其生物学效益，打破黄酮类化合物应用瓶颈的一种很有前途的策略。下文将介绍常见的基于蛋白质和多糖的黄酮类化合物纳米颗粒，相关研究数据汇总于表1。

食品蛋白质是开发纳米颗粒的丰富原料，这主要归功于其具有出色的与各种生物活性分子结合的能力。蛋白质分子较大，生物活性分子可以包埋在其内部或吸附于表面。制备纳米颗粒载体的蛋白质来源广泛，如乳清蛋白、明胶、酪蛋白等动物性蛋白质以及玉米醇溶蛋白、大豆蛋白等植物性蛋白质。

多糖是各种食物的重要组成部分，常用于制备纳米颗粒载体的天然多糖包括壳聚糖、淀粉和果胶等，其他诸如海藻酸盐、纤维素、菊粉等多糖以及各种改性多糖亦有相关研究。多糖在制造食品纳米颗粒方面最吸引人的优势是其生物粘附性，尤其是粘附于粘膜表面，这一特性可用于靶向特定器官或细胞，并延长活性物质在肠道中的留存时间。

在我国，黄酮类化合物目前更多的以植物提取物的形式而被应用于医药和化妆品行业，而在食品方面的应用还没有具体的国家标准。不过，随着我国的食品新资源的不断发展，国家已将黄酮类化合物作为新食品原料。

基于黄酮类化合物的功能特性，可以预测到它在作为食品添加剂方面的巨大潜力，除了作为天然抗氧化剂外，黄酮类化合物也可以作为天然甜味剂、天然色素和天然防腐剂使用。而考虑到对于癌症、心血管疾病、阿尔兹海默症等一系列慢性疾病预防和辅助治疗的功效，同样可以预见其未来在保健食品开发方面的广阔前景。

黄酮类化合物长久以来就以其具备的多种生理活性吸引着大量研究者的目光，然而其化学结构带来的稳定性差和生物利用率低一直是制约其开发利用的瓶颈。基于纳米技术，研究者们以天然的、可食用的大分子为材料制备黄酮类化合物的纳米颗粒，其研究与制备方法多种多样，所得纳米颗粒的粒径、表面电位以及其对黄酮类化合物性能的提升也各不相同，但总的来说，这些研究大多实现了帮助黄酮类化合物在食品的加工、运输、贮藏和利用中保持稳定；控制黄酮类化合物的释放或一定程度上提高其生物活性和生物利用率。现有的研究表明，疏水相互作用和氢键是黄酮类化合物纳米颗粒制备的关键所在，有许多天然大分子材料纳米颗粒与黄酮类化合物的结合机理已经被探明，但更多的天然大分子材料仍有待深入的研究。

黄酮类化合物的纳米颗粒仍处于实验室阶段，生产工艺技术不算成熟，距离能够投入生产还有很长的路要走。随着时代进步和科技发展，未来一定还会有越来越多的新技术和新材料用于制造黄酮类化合物的纳米颗粒，解决眼前和未来将要面对的问题，使黄酮类化合物的纳米颗粒能实际应用于食品产业的生产实践中，最终走入人们的生活。总的来说，黄酮类化合物纳米颗粒在食品行业的应用范围未来还有极大的开拓空间。