關(guān) 磊，吳廣璐，代明琴，余韓潔鈺，董 平，李 敬**，梁興國(guó),2

(1.中國(guó)海洋大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，山東 青島 266003；2.青島海洋科學(xué)與技術(shù)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室海洋藥物與生物制品功能實(shí)驗(yàn)室，山東 青島 266235)

蝦青素(Astaxanthin)即3,3′-二羥基-4,4′-二酮基-β,β′-胡蘿卜素，結(jié)構(gòu)中含有不飽和酮基和羥基共軛雙鍵結(jié)構(gòu)，因而具有比β-胡蘿卜素更強(qiáng)的抗氧化活性，是已知的具有最強(qiáng)抗氧化活性的天然物質(zhì)[1-2]。此外，蝦青素還具有良好的抗腫瘤活性、免疫增強(qiáng)活性，并可預(yù)防心血管疾病，因此食用蝦青素及其制品對(duì)保障人類健康具有重要的意義[3-5]。然而，蝦青素水分散性和穩(wěn)定性差等缺陷不僅降低其生物利用率，而且嚴(yán)重限制了它在水基食品配方中的使用[6]。

為改善蝦青素的水分散性和穩(wěn)定性，研究者們嘗試?yán)梦?納米技術(shù)包埋/分散蝦青素，獲得了組成和理化性質(zhì)各異的蝦青素水分散體系。例如Bustos-Garza等[7]以100%乳清蛋白為壁材制備的蝦青素微膠囊，其水分散性和穩(wěn)定性良好。Li等[8]采用高壓均質(zhì)法制備的固體脂質(zhì)蝦青素納米粒具有明顯的光熱穩(wěn)定性。劉楠等[9]制備的蝦青素/卵磷脂/殼聚糖納米粒的ζ電位在42～61 mV之間，分散體系穩(wěn)定。然而，穩(wěn)定分散的蝦青素微/納米體系能否改善蝦青素的體內(nèi)抗氧化活性，以及其體內(nèi)活性作用主要受哪些理化因素的影響等問(wèn)題至今尚不清楚。藥劑學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，藥物劑型對(duì)藥物療效的發(fā)揮起著至關(guān)重要的作用[10]。研究表明，納米包載的阿霉素抗腫瘤效果優(yōu)于微膠囊包載的阿霉素，微膠囊包載的阿霉素的抗腫瘤效果優(yōu)于游離的阿霉素[11-13]，由此推測(cè)載體粒子的粒徑大小會(huì)對(duì)所包載物質(zhì)活性作用的發(fā)揮產(chǎn)生重要影響。目前，關(guān)于蝦青素制品的抗氧化活性已有較多研究，但多集中于體外研究，對(duì)蝦青素在體內(nèi)的抗氧化活性，特別是不同蝦青素劑型在體內(nèi)活性和生物利用率方面缺乏系統(tǒng)和深入的研究與報(bào)道。

本文基于對(duì)蝦青素油與水分散型蝦青素制品(微囊粉和納米粉)理化性質(zhì)的比較分析，重點(diǎn)研究了蝦青素劑型對(duì)蝦青素在體內(nèi)發(fā)揮抗氧化活性的影響。選取蝦青素納米粉劑(Astaxanthinna nopower，Ast-nano)、蝦青素微囊劑(Astaxanthin microcapsule，Ast-micro)和蝦青素油(Astaxanthin oil，Ast-oil)為研究對(duì)象，通過(guò)建立急性酒精氧化損傷模型，比較3種不同劑型蝦青素制品的體內(nèi)抗氧化效果，明確不同蝦青素劑型在體內(nèi)功能差異，為蝦青素功能制品的合理高效利用提供理論依據(jù)及實(shí)驗(yàn)支持。

1 材料與方法

1.1 材料

蝦青素(Astaxanthin，Ast)、鮭魚精DNA(Salmon sperm DNA，DNA)購(gòu)自Sigma公司；蝦青素油(Ast-oil)購(gòu)自湖北雅仕達(dá)生物技術(shù)有限公司；蝦青素微囊劑(Ast-micro)由中國(guó)海洋大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院薛長(zhǎng)湖教授惠贈(zèng)；殼聚糖(Chitosan；分子量：70 KDa；脫乙酰度：90.25%)、殼寡糖(Water soluble chitosan；分子量：5 KDa；脫乙酰度：90%)購(gòu)自浙江澳興生物科技有限公司；賴氨酸買自河南巧手食品添加劑有限公司；超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase，SOD)試劑盒、谷胱甘肽(Glutathione，GSH)試劑盒、丙二醛(Malondialdehyde，MDA)試劑盒、蛋白質(zhì)羰基(Protein carbonyl，PC)試劑盒及血漿和組織中蛋白測(cè)定試劑盒均購(gòu)自南京建成生物工程研究所；乙醇、丙酮及甘露醇均為國(guó)產(chǎn)分析純。

昆明種雄鼠(25～30 g)購(gòu)自青島大任富城畜牧有限公司。

1.2 儀器

旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器：RE-5210型，上海亞榮生化儀器；Rotavapor R-3型，瑞士Buchi公司；真空泵：V-700型，瑞士Buchi公司；精密增力電動(dòng)攪拌器：JJ-1型，常州國(guó)華電器有限公司；激光粒度儀：3000HS型，英國(guó)Malvern儀器公司；場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡：JSM-6700F型，掃描電子顯微鏡：JSM840型，日本電子株式會(huì)社；高效液相色譜儀：Chromaster型，配置二極管陣列檢測(cè)器(DAD)，日本日立公司；真空冷凍干燥機(jī)：RLPHR 1-4LD型，德國(guó)CHRIST公司。

1.3 方法

1.3.1 蝦青素納米粉劑(Ast-nano)的制備 參考Wang等[14]的方法略作調(diào)整，將蝦青素溶于乙醇/丙酮溶液(3∶1，v/v)后，用0.45 μm孔徑的聚偏氟乙烯膜抽濾得蝦青素溶液，調(diào)整鮭魚精DNA和殼聚糖的濃度為0.01 mg/mL，制備得到蝦青素/DNA/殼聚糖納米懸液，室溫避光保存。

選用殼寡糖和甘露醇、殼寡糖和賴氨酸兩種凍干保護(hù)劑體系制備Ast-nano：將納米懸液與殼寡糖/甘露醇溶液混合，使二者的最終濃度分別為0.05%(m/v)和0.25%(m/v)，-80 ℃預(yù)凍8 h后進(jìn)行冷凍干燥，收集粉紅色粉末，記為Ast-nano 1，最終凍干粉中保護(hù)劑含量約為70%。相似地，將納米懸液與殼寡糖/賴氨酸溶液混合，使二者在混合液中的濃度分別為0.05%(m/v)和0.005%(m/v)，冷凍干燥，記為Ast-nano 2，最終凍干粉中保護(hù)劑含量約為65%。避光保存。

1.3.2 各劑型蝦青素制品的理化性質(zhì)表征

微觀形態(tài)觀察：電子顯微鏡觀察新鮮制備Ast-nano及蝦青素微囊劑(Ast-micro)的微觀形態(tài)，將Ast-nano懸液滴加至云母板后置于室溫下干燥，同時(shí)將Ast-micro直接固定在云母板上，將樣品板放入噴霧室噴鍍金粉后，2個(gè)樣品分別用場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡(FE-SEM)和掃描顯微鏡(SEM)觀察[14-15]。Ast-nano和Ast-micro的平均粒徑利用Nano Measure1.2軟件計(jì)算分析得到。

水合粒徑及ζ電位測(cè)定：激光粒度儀測(cè)定新鮮制備Ast-nano懸液及Ast-micro復(fù)溶后粒子的水合粒徑，多分散指數(shù)(Polydispersity index，PDI)和ζ電位[14]。

蝦青素含量測(cè)定：通過(guò)高效液相色譜(HPLC)檢測(cè)Ast-nano、Ast-micro和蝦青素油(Ast-oil)中蝦青素含量。各取3 mL Ast-nano和Ast-micro水溶液及Ast-oil油溶液用二氯甲烷/甲醇混合液(1∶1，v/v)重復(fù)萃取3次，收集下層萃取液旋轉(zhuǎn)蒸干后，再用1.5 mL二氯甲烷/甲醇混合液(1∶3，v/v)復(fù)溶，0.22 μm濾膜過(guò)濾后，進(jìn)樣檢測(cè)[14]，蝦青素含量的計(jì)算公式為：

(1)

溶解時(shí)間分析：分別稱取500 mg的混合均勻的Ast-nano和Ast-micro放入不同的20 mL血清瓶中，隨后加入5 mL去離子水，震蕩，計(jì)算加入去離子水到溶解完全的時(shí)間[16]。

1.3.3 動(dòng)物分組、給藥及氧化損傷

分組方法：小鼠在25°C、12 h光照的房間中，自由飲水、覓食，適應(yīng)1周后開始實(shí)驗(yàn)。將40只小鼠按體重隨機(jī)分為5組，每組8只，設(shè)置為對(duì)照組、模型組、Ast-micro組、Ast-oil組、Ast-nano組(采用Ast-nano 1)，實(shí)驗(yàn)中動(dòng)物均喂養(yǎng)普通飼料，自由飲水。

給藥方法：以蝦青素劑量為標(biāo)準(zhǔn)，Ast-micro、Ast-oil和Ast-nano的給藥劑量均為0.9 mg/kg·BW，對(duì)照組和模型組給予蒸餾水。連續(xù)灌胃30天，末次灌胃后，進(jìn)行酒精急性氧化損傷。

氧化損傷：急性酒精氧化損傷方法參照中國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局于2012年制定的《抗氧化功能評(píng)價(jià)方法》中的標(biāo)準(zhǔn)方法，即在30天給藥結(jié)束后，模型組和實(shí)驗(yàn)組(Ast-micro組、Ast-oil組和Ast-nano組)一次性給予50%乙醇12 mL/kg·BW，對(duì)照組給予同等體積的生理鹽水，自由飲水，6 h后取材(對(duì)照組不作處理，不禁食取材)。

1.3.4 樣品采集及測(cè)定 實(shí)驗(yàn)結(jié)束，眼球取血并收集組織，部分全血制備2%溶血液；部分全血，2 000 r/min離心10 min分離血漿，置于-80 ℃待測(cè)；取一定質(zhì)量的肝組織，生理鹽水沖洗、擦干、稱重、剪碎，置于組織勻漿液中，20 000 r/min勻漿10 s，間歇30 s，重復(fù)3次，制成一定質(zhì)量分?jǐn)?shù)組織勻漿(m/v)，3 000 r/min離心10 min，取上清液置于-20 ℃待測(cè)。血液和肝臟中的谷胱甘肽(GSH)、超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)、蛋白質(zhì)羰基(PC)及組織總蛋白含量等指標(biāo)均采用試劑盒測(cè)定完成。

計(jì)算模型組指標(biāo)相對(duì)于對(duì)照組指標(biāo)的變化率CRM/C(Change Rate，%)：

(2)

計(jì)算實(shí)驗(yàn)組指標(biāo)相對(duì)于模型組指標(biāo)的變化率CRX/M(Change Rate，%)：

(3)

(2)和(3)式中指標(biāo)分別指代各組的GSH、MDA、SOD及PC。

1.3.5 體重記錄及臟器指數(shù)的測(cè)定 實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，每2天測(cè)一次體重，記錄小鼠生長(zhǎng)變化。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，解剖并觀察心、肝、脾、肺、腎、胃、腦等主要臟器?？紤]動(dòng)物體重差異會(huì)造成個(gè)體之間臟器的重量差異較大，對(duì)組織進(jìn)行臟器指數(shù)換算，即：

(4)

2 結(jié)果及分析

2.1 各劑型蝦青素制品理化性質(zhì)分析

為分析蝦青素納米粉劑(Ast-nano)、蝦青素微囊劑(Ast-micro)和蝦青素油(Ast-oil)之間理化性質(zhì)的差異，對(duì)它們的理化性質(zhì)進(jìn)行表征，結(jié)果如圖1和表1所示。首先，利用掃描電鏡觀察了Ast-nano和Ast-micro的微觀結(jié)構(gòu)，由圖1可見，新鮮制備的Ast-nano呈規(guī)則的球形，分散均勻且粒子大小均一，平均粒徑約為50 nm；Ast-micro呈球形或橢球形，但粗糙的表面存在塌陷的情況，且可觀察到沙粒狀小顆粒(約10 μm)覆蓋于微球表面或已剝離球體表面，由Nano Measure1.2分析得到Ast-micro的平均粒徑為292 μm。隨后，選擇不同的凍干保護(hù)體系用于Ast-nano的冷凍干燥，并獲得了Ast-nano 1和Ast-nano 2兩種納米粉劑，對(duì)比溶解速度可知，Ast-micro最易溶于水，10 s內(nèi)可實(shí)現(xiàn)快速溶解，表觀溶解度達(dá)800 mg/mL；Ast-nano 1和Ast-nano 2均可在30 s內(nèi)充分溶解，且保護(hù)劑溶解度高(S賴氨酸=63 g)、添加量少的Ast-nano 2較保護(hù)劑溶解度低(S甘露醇=18.2 g)、添加量大的Ast-nano 1的溶解速度快，說(shuō)明凍干保護(hù)劑的親水性和添加量對(duì)納米體系的溶解速率有較大影響。進(jìn)一步檢測(cè)微/納米懸液中粒子的水合粒徑，以及PDI和ζ電位(PDI值和ζ電位作為表征膠體分散體系均勻度和穩(wěn)定性的指標(biāo))發(fā)現(xiàn)[17]，Ast-nano 1、Ast-nano 2和Ast-micro在復(fù)溶后的水合粒徑分別為547、305和190 nm，Ast-micro復(fù)溶后的水合粒徑顯著小于Ast-nano復(fù)溶后的水合粒徑，但Ast-micro懸液的PDI值為0.48，ζ電位為-18 mV，較大的PDI和近電中性的ζ電位說(shuō)明Ast-micro的水相分散體系的均勻度和穩(wěn)定性較差。而不同的Ast-nano：Ast-nano 1和Ast-nano 2的ζ電位均大于40 mV，特別是Ast-nano 2的PDI小于0.3，說(shuō)明Ast-nano 2具有比Ast-nano 1更好的穩(wěn)定性。最后，利用HPLC檢測(cè)Ast-micro和Ast-nano粉劑中的蝦青素含量，結(jié)果表明Ast-nano 2的蝦青素含量最高，高達(dá)18.34%，分別是Ast-nano 1和Ast-micro中蝦青素含量的6.35倍和2.49倍，主要得益于Ast-nano 2中保護(hù)劑添加量較少。另外，Ast-oil中蝦青素的含量最低，僅為0.31%，但其工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，易于產(chǎn)業(yè)化。

(A：新鮮制備蝦青素/DNA/殼聚糖納米混懸液場(chǎng)發(fā)射掃描圖；B：蝦青素微囊劑掃描圖。A:FE-SEM of freshastaxanthin/DNA/chitosan nano-suspensions;B:SEM of Ast-micro.)
圖1 新鮮制備蝦青素/DNA/殼聚糖納米混懸液及蝦青素微囊劑的掃描電鏡圖
Fig.1 Scanning electron micrographs of fresh astaxanthin/DNA/chitosan nano-suspensions and Ast-micro

表1 不同劑型蝦青素制品的理化性質(zhì)結(jié)果Table 1 Results of physical and chemical properties of different astaxanthin products

注：蝦青素含量是指蝦青素納米粉劑、蝦青素微囊劑或蝦青素油中蝦青素所占比例；標(biāo)有不同字母的數(shù)據(jù)表示相互之間差異顯著(P<0.05)。
Note:Astaxanthin content was the proportion of astaxanthin in Ast-nano,Ast-micro or Ast-oil;Data with different letters indicated significant differences (P<0.05).
①Sample;②Astaxanthin content;③Dissolution time;④Hydrous particle diameter;⑤Poly dispersity index(PDI);⑥Zeta potential;⑦Ast-micro;⑧Ast-oil

2.2 模型評(píng)價(jià)

為評(píng)價(jià)蝦青素納米粉劑(Ast-nano)、蝦青素微囊劑(Ast-micro)和蝦青素油(Ast-oil)在體內(nèi)抗氧化活性的差異，本研究建立了急性酒精氧化損傷模型。建模后，模型組小鼠均出現(xiàn)行動(dòng)緩慢、站立不穩(wěn)、嗜睡等明顯的酒精中毒現(xiàn)象，其與對(duì)照組小鼠各生化指標(biāo)的比較結(jié)果見圖2。在模型組中，無(wú)論血漿還是肝臟，生化指標(biāo)與對(duì)照組相比均存在顯著變化，GSH含量和SOD活力顯著下降，MDA與PC含量顯著增加。血漿和肝臟中GSH含量均超過(guò)21%，SOD活力下降超過(guò)17%，MDA與PC含量上升均超過(guò)25%，血漿中PC含量變化最大，變化率為83%。結(jié)果證實(shí)，模型組小鼠體內(nèi)GSH含量顯著下降，顯示出GSH的耗竭，且酒精大量攝入造成的氧化應(yīng)激使脂質(zhì)和蛋白質(zhì)分別氧化產(chǎn)生大量的MDA和PC，同時(shí)導(dǎo)致體內(nèi)抗氧化酶SOD的活性降低，表明成功建立了小鼠急性酒精氧化損傷模型。

圖2 急性酒精氧化損傷小鼠肝臟和血漿中谷胱甘肽、丙二醛、超氧化物歧化酶及蛋白質(zhì)羰基的變化率(n=8)Fig.2 Change rate of GSH,MDA,SOD and PC in liver and plasma of mice with acute alcohol oxidative injury (n=8)

2.3 蝦青素制品劑型對(duì)小鼠體質(zhì)量及臟器指數(shù)的影響

2.3.1 小鼠體質(zhì)量變化 為分析蝦青素納米粉劑(Ast-nano)、蝦青素微囊劑(Ast-micro)和蝦青素油(Ast-oil)對(duì)小鼠整體生存狀態(tài)的影響，本研究連續(xù)記錄了小鼠30天內(nèi)的體質(zhì)量變化(見圖3)，各組小鼠體質(zhì)量變化均無(wú)顯著差異(P>0.05)，各組小鼠體質(zhì)量均在正常波動(dòng)范圍內(nèi)逐漸增長(zhǎng)，實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)各組小鼠的體質(zhì)量均維持在40 g左右。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中小鼠均無(wú)不良癥狀出現(xiàn)，健康狀態(tài)良好，未出現(xiàn)死亡現(xiàn)象，表明Ast-nano、Ast-micro和Ast-oil均對(duì)小鼠體質(zhì)量變化無(wú)顯著影響。然而，Ast-oil組小鼠體質(zhì)量較其余各組略高，分析原因是Ast-oil中的油脂含量較高造成小鼠體質(zhì)量增長(zhǎng)較快。

2.3.2 臟器指數(shù) 臟器指數(shù)可反映動(dòng)物總體營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)及器官狀況，因此，本研究在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，解剖并觀察心、肝、脾、肺、腎及腦等主要組織的狀態(tài)，均未發(fā)現(xiàn)異常。將組織稱重并計(jì)算臟器指數(shù)，如圖4所示，各組小鼠的心指數(shù)均在0.5%左右，脾指數(shù)在0.23%左右，肺指數(shù)在0.5%左右。肝、腎及腦等組織的臟器指數(shù)均在一定范圍內(nèi)波動(dòng)，肝臟指數(shù)波動(dòng)范圍較大，為4.16%～4.64%，而腎指數(shù)和腦指數(shù)的波動(dòng)范圍較小，分別為1.27%～1.44%和0.95%～1.13%。臟器指數(shù)在正常范圍內(nèi)產(chǎn)生波動(dòng)的現(xiàn)象是由動(dòng)物個(gè)體差異造成的[18]，各組小鼠的心、肝、脾、肺、腎及腦等的臟器指數(shù)之間并不存在顯著性差異(P>0.05)。因此，實(shí)驗(yàn)表明Ast-nano、Ast-micro和Ast-oil灌胃給藥后均不會(huì)對(duì)小鼠臟器產(chǎn)生影響。

2.4 肝臟和血漿生化指標(biāo)的檢測(cè)

為評(píng)價(jià)蝦青素納米粉劑(Ast-nano)、蝦青素微囊劑(Ast-micro)和蝦青素油(Ast-oil)在體內(nèi)的抗氧化效果，本文對(duì)肝臟和血漿中GSH含量、SOD活性、MDA及PC含量進(jìn)行測(cè)定，并計(jì)算實(shí)驗(yàn)組生化指標(biāo)相對(duì)于模型組的變化(見圖5)，變化率值越大表明抗氧化效果越明顯。肝臟中檢測(cè)結(jié)果顯示，Ast-nano、Ast-micro和Ast-oil均對(duì)氧化損傷小鼠起到保護(hù)作用。然而，Ast-nano、Ast-micro和Ast-oil對(duì)氧化損傷小鼠的保護(hù)作用卻顯著不同。Ast-nano組小鼠肝臟中的GSH含量和SOD活性相對(duì)于模型組小鼠變化最為明顯，變化率分別約為80%和31%。Ast-micro組小鼠肝臟中的GSH和SOD變化率分別約為57%和23%。Ast-oil對(duì)GSH和SOD的作用效果最弱，二者的變化率分別約為39%和20%。同樣，對(duì)MDA和PC而言，Ast-nano的作果最強(qiáng)，變化率分別約為-38%和-41%。Ast-micro組MDA和PC的變化率分別約為-25%和-27%，Ast-oil組MDA和PC的變化率分別約為-24%和-25%，說(shuō)明Ast-micro對(duì)MDA和PC作用效果略微優(yōu)于Ast-oil。結(jié)果表明，不同劑型蝦青素制品對(duì)肝臟氧化后的抗氧化效果不同，Ast-nano優(yōu)于Ast-micro和Ast-oil，Ast-micro優(yōu)于Ast-oil。

圖3 不同蝦青素制劑(蝦青素給藥劑量均為0.9 mg/kg·BW)對(duì)小鼠體質(zhì)量的影響(n=8，P>0.05)Fig.3 Effect of different astaxanthin formulations (The astaxanthin dosage was 0.9 mg/kg·BW)on the body weight of mice (n=8,P>0.05)

圖4 灌胃給藥30天后不同蝦青素制劑(蝦青素給藥劑量均為0.9 mg/kg·BW)對(duì)小鼠臟器指數(shù)的影響(n=8，P>0.05)Fig.4 Effect of different astaxanthin formulations(The astaxanthin dosage was 0.9 mg/kg·BW)on viscera index in mice after 30 days of intragastric administration(n=8,P>0.05)

圖5 蝦青素微囊劑、蝦青素納米粉劑和蝦青素油對(duì)肝臟(A)和血漿(B)中生化指標(biāo)的影響(n=8，*：P<0.05)Fig.5 Effects of Ast-micro,Ast-nano and Ast-oil on biochemical indexes in the liver (A)and plasma (B)(n=8,*：P<0.05)

血漿中檢測(cè)結(jié)果顯示，Ast-nano可顯著提高GSH含量和SOD活性，降低MDA和PC含量。相較于模型組，Ast-nano組中GSH和SOD的變化率分別為47.42%和43.25%，MDA和PC的變化率分別為-36.94%和-37.69%?？诜嗀st-micro后，小鼠血漿中GSH和SOD相對(duì)于模型組的變化率分別為15.04%和30.85%，MDA和PC相對(duì)于模型組的變化率分別為-5.69%和-13.4%。同樣，口服Ast-oil后，血漿中的GSH、SOD及PC也會(huì)發(fā)生顯著變化，與模型組相比變化率分別為13.97%，37.23%和-14.04%。然而，令人意外的是，Ast-oil組中MDA的含量相對(duì)于模型組而言不降反增，這種現(xiàn)象可能是由油脂攝入過(guò)多在體內(nèi)積累，進(jìn)而被氧化所導(dǎo)致[19]。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明蝦青素制品的不同劑型對(duì)機(jī)體氧化損傷后血液中抗氧化酶、抗氧化物質(zhì)及脂質(zhì)氧化和蛋白質(zhì)氧化產(chǎn)生的抗氧化作用不同，體內(nèi)抗氧化效果Ast-nano優(yōu)于Ast-micro優(yōu)于Ast-oil。

3 討論

目前，商品蝦青素制品主要分為水分散和油分散兩大類。由于蝦青素見光易分解，易被氧化等特點(diǎn)[20-21]，油分散蝦青素多采用膠囊配方，且在市場(chǎng)較為常見。水分散蝦青素制品主要有固體粉劑和乳劑，相對(duì)于乳劑，固體粉劑更利于長(zhǎng)期穩(wěn)定和貯運(yùn)。粉劑溶于水后為膠體或懸濁液體系[22-24]。蝦青素含量和溶解時(shí)間為評(píng)價(jià)固體粉劑水分散效果的兩大重要指標(biāo)。本文對(duì)所選用的蝦青素納米粉劑(Ast-nano)和蝦青素微囊劑(Ast-micro)進(jìn)行了蝦青素含量、溶解時(shí)間等理化性質(zhì)的測(cè)定。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，Ast-nano和Ast-micro中蝦青素含量分別為18.34%和7.36%，與雨生紅球藻中蝦青素含量(5%)相比分別提高了266.8%和47.2%，表明Ast-nano和Ast-micro均能顯著提高水相體系中的蝦青素含量。同時(shí)，Ast-nano、Ast-micro在冷水中的溶解時(shí)間均不超過(guò)30 s，屬于速溶制劑[25]。這些結(jié)果預(yù)示著Ast-nano和Ast-micro均可良好分散于水相體系中，大大拓展蝦青素制品的應(yīng)用范圍。

在蝦青素不同劑型制備的基礎(chǔ)上，本文建立了急性酒精氧化損傷模型以研究不同蝦青素制劑對(duì)氧化損傷小鼠的保護(hù)作用。蝦青素能夠有效地清除氧自由基，防止氧化應(yīng)激反應(yīng)產(chǎn)生的大量氧自由基對(duì)細(xì)胞DNA、細(xì)胞膜脂質(zhì)和蛋白質(zhì)造成損傷，使機(jī)體維持正常狀態(tài)[26-28]。谷胱甘肽(GSH)、蛋白質(zhì)羰基(PC)和丙二醛(MDA)含量及超氧化物歧化酶(SOD)活性的測(cè)定結(jié)果表明，Ast-nano、Ast-micro和Ast-oil在清除自由基、降低過(guò)氧化物和增強(qiáng)機(jī)體抗氧化性能等方面均具有顯著功效，然而不同劑型蝦青素制品的抗氧化效果卻不盡相同?？傮w而言，蝦青素水分散制劑產(chǎn)生的抗氧化效果優(yōu)于油分散制劑，可能是由于過(guò)量油脂增加了腸道消化負(fù)擔(dān)，反而不利于Ast-oil的吸收利用[29]。這與Huo[30]和Failla[31]等報(bào)道的食品基質(zhì)中的脂質(zhì)種類和含量影響脂溶性類胡蘿卜素在腸道的吸收相一致。此外，令人感到意外的是蝦青素油組小鼠血漿中的MDA含量不降反升，竟比氧化損傷模型組的還高1.8%，猜測(cè)其原因可能是：油脂攝入過(guò)多在體內(nèi)積累，進(jìn)而被氧化所會(huì)導(dǎo)致血漿中MDA含量升高[32]，同時(shí)過(guò)量的脂質(zhì)在消化液的作用下會(huì)形成體積較大脂類混合微團(tuán)，不利于脂類物質(zhì)在小腸中的吸收[33]。另外，Ast-nano具有更明顯的體內(nèi)抗氧化效果：Ast-nano可使氧化損傷小鼠血漿中的GSH、SOD、MDA和PC四項(xiàng)生化指標(biāo)恢復(fù)到正常水平，而蝦青素微囊劑組小鼠血漿中GSH和MDA的變化率約為蝦青素納米粉劑組的33%和14%；同樣，Ast-nano也可使氧化損傷小鼠肝臟中的生化指標(biāo)恢復(fù)至正常水平，而蝦青素微囊劑組中生化指標(biāo)的相對(duì)變化率約為蝦青素納米粉劑組的70%。對(duì)于Ast-nano和Ast-micro產(chǎn)生的體內(nèi)抗氧化差異，猜測(cè)其可能與包載蝦青素粒子的大小及所帶電荷的種類和多少等因素有關(guān)：Ast-nano復(fù)溶后的ζ電位均為正值，大于40 mV，Ast-micro復(fù)溶后的電位為-18 mV。由于小腸黏膜細(xì)胞表面分布大量的負(fù)電荷，更易于粘附和吸收正電荷納米粒[34]，而且Cook等[35]研究表明，殼聚糖作為吸收促進(jìn)劑可顯著增強(qiáng)納米粒的吸收，因此Ast-nano發(fā)揮出更佳的抗氧化效果?；诖耍芍r青素納米制劑的抗氧化效果依次為：Ast-nano優(yōu)于Ast-micro優(yōu)于Ast-oil，說(shuō)明水分散型的蝦青素微/納米體系顯示出比蝦青素油的更強(qiáng)抗氧化作用。除此之外，結(jié)果表明蝦青素對(duì)氧自由基抑制途徑均產(chǎn)生顯著的促進(jìn)作用，各指標(biāo)間的變化上差異顯著，表明蝦青素對(duì)各個(gè)抑制途徑的作用不同，這與Hirotaka等的研究結(jié)果相似[36]。

4 結(jié)語(yǔ)

研究表明，蝦青素納米粉劑(Ast-nano)和蝦青素微囊劑(Ast-micro)均具有較好的水分散性且蝦青素含量較高，有利于蝦青素制品在水基食品和醫(yī)藥制品中的廣泛應(yīng)用，從而大大拓展其應(yīng)用范圍。同時(shí)，本研究還表明，不同劑型蝦青素對(duì)酒精造成的氧化應(yīng)激均會(huì)產(chǎn)生正向作用，提高機(jī)體抗氧化酶活性和降低脂質(zhì)過(guò)氧化，但不同的劑型對(duì)蝦青素抗氧化功能的發(fā)揮產(chǎn)生的作用不同。對(duì)比不同劑型蝦青素的抗氧化研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，納米粉劑更有利于蝦青素抗氧化功能的發(fā)揮。本研究結(jié)果為高活性蝦青素制品的開發(fā)和微/納米營(yíng)養(yǎng)載運(yùn)系統(tǒng)的理性設(shè)計(jì)提供了有力的理論依據(jù)和技術(shù)支持。