膳食中类胡萝卜素具有多种生物活性,由于其分子结构中存在多不饱和烯烃长链,类胡萝卜素水溶性差,口服生物利用率低,极大的限制了其活性的发挥。近年来,研究表明赋形剂乳液可显著提高与其共同摄入的活性成分的生物利用率,作用效果取决于乳液的组成。因此,为更好的设计赋形剂乳液来提高果蔬中类胡萝卜素的生物利用率,本课题以类胡萝卜素的主要膳食来源之一—菠菜为原料,系统地研究了赋形剂乳液的组成以及菠菜的加工方式对类胡萝卜素生物可给性的影响。研究结果对于提高菠菜中类胡萝卜素生物利用率、充分发挥果蔬中类胡萝卜的潜在功效具有重要意义。主要研究内容和结果如下:(1)赋形剂乳液粒径对菠菜中类胡萝卜素生物可给性的影响。利用不同粒径的赋形剂乳液(200 nm、500 nm、10μm)与菠菜共同体外模拟消化,研究了粒径大小对乳液/菠菜混合体系胃肠道(GIT)消化过程中物理特性(粒径、电位)、化学特性(油脂消化)、微观形态和类胡萝卜素生物可给性的影响。结果表明:小粒径(200 nm)和中等粒径乳液(500 nm)/菠菜混合体系GIT消化过程中的物理特性、化学特性、微观形态和生物可给性无显著差异(p>0.05),但与大粒径乳液(10μm)显著不同(p<0.05);小粒径和中等粒径赋形剂乳液对菠菜中β-胡萝卜素的生物可给性的提升效果更加显著(p<0.05);与对照组(无油脂)相比,小粒径和中等粒径赋形剂乳液分别使β-胡萝卜素的生物可给性从6.84%提高至28.78%和28.65%;赋形剂乳液的粒径未对叶黄素的生物可给性造成显著影响(p>0.05)。(2)不同油脂类型赋形剂乳液对菠菜中类胡萝卜素生物可给性的影响。利用酪蛋白酸钠为乳化剂,不同类型油脂为油相制备赋形剂乳液与菠菜共同体外模拟消化,研究了油脂链长、饱和度和消化性对乳液/菠菜混合体系GIT消化过程中物理特性、化学特性、微观形态和生物可给性的影响。结果表明:与主要含长链单不饱和脂肪酸(LC-MUFA)的油脂(玉米油和橄榄油)相比,主要含中链饱和脂肪酸(MC-SFA)的油脂(MCT油和椰子油)消化速率较快、消化程度更高、形成的混合胶束较小,更有效地提升了叶黄素的生物可给性;与对照组(无油脂)相比,MCT油和椰子油制备的赋形剂乳液分别使菠菜中叶黄素的生物可给性从20.88%提高至67.18%和45.50%,但未对β-胡萝卜素的生物可给性造成显著影响(p>0.05);主要含LC-MUFA的油脂(玉米油和橄榄油)更有效地提升了β-胡萝卜素的生物可给性;与对照组(无油脂)相比,玉米油和橄榄油制备的赋形剂乳液分别使β-胡萝卜素的生物可给性从6.84%提高至28.78%和22.96%,但未对叶黄素的生物可给性造成显著影响(p>0.05);富含长链多不饱和脂肪酸的鱼油制备的赋形剂乳液由于较低的消化程度,与对照组(无油脂)相比,显著降低了β-胡萝卜素的生物可给性(p<0.05),对叶黄素的生物可给性无显著影响(p>0.05);不可消化油脂(甜橙油)制备的赋形剂乳液对β-胡萝卜素的生物可给性无显著影响(p>0.05),显著提高了菠菜中叶黄素的生物可给性(p<0.05)。(3)不同乳化剂类型赋形剂乳液对菠菜中类胡萝卜素生物可给性的影响。分别利用吐温20、酪蛋白酸钠和OSA变性淀粉为乳化剂,玉米油为油相制备赋形剂乳液(200 nm),与菠菜共同体外模拟消化。结果表明:乳化剂类型对赋形剂乳液/菠菜混合体系GIT消化过程中的物理特性(粒径、电位)、化学特性(油脂消化)有显著影响(p<0.05);三种赋形剂乳液对叶黄素和β-胡萝卜素的生物可给性的影响存在显著差异(p<0.05);对β-胡萝卜素而言,与对照组(无油脂)(6.84%)相比,酪蛋白酸钠(28.78%)和吐温20(13.81%)稳定的赋形剂乳液显著提高了其生物可给性(p<0.05),其中,以酪蛋白酸钠为乳化剂制备的赋形剂乳液效果最佳,OSA变性淀粉稳定的赋形剂乳液对菠菜中β-胡萝卜素的生物可给性无显著影响(8.08%)(p>0.05);对叶黄素而言,与对照组(无油脂)相比,酪蛋白酸钠、吐温20为乳化剂的赋形剂乳液对于其生物可给性无显著影响(p>0.05),OSA变性淀粉制备的赋形剂乳液显著降低了其生物可给性(p<0.05)。(4)加工方式对菠菜中类胡萝卜素生物可给性的影响。分别利用生菠菜和经热烫的菠菜与赋形剂乳液(玉米油为油相,酪蛋白酸钠为乳化剂)共同体外模拟消化。结果表明:菠菜的加工方式对赋形剂乳液/菠菜混合体系GIT消化过程中的物理特性(粒径、电位)、化学特性(油脂消化)无显著影响(p>0.05),但显著影响着类胡萝卜素的生物可给性(p<0.05)。热烫菠菜中叶黄素和β-胡萝卜素的生物可给性分别为9.00%和15.66%,均显著低于生菠菜中叶黄素(23.00%)和β-胡萝卜素(28.78%)的生物可给性(p<0.05)。(5)MCT油与玉米油复配制备赋形剂乳液对菠菜中类胡萝卜素生物可给性的影响。分别选取对菠菜叶黄素生物可给性提升效果最佳的MCT油,对菠菜β-胡萝卜素生物可给性提升效果最佳的玉米油按1:1(w/w)混合;以混合油脂为油相,酪蛋白酸钠为乳化剂,制备赋形剂乳液与菠菜共同体外模拟消化。结果表明,与对照组(无油脂)相比,MCT油与玉米油复配油脂制备的赋形剂乳液,同时显著提高了菠菜叶黄素(从20.88%到41.91%)和β-胡萝卜素的生物可给性(从6.84%到25.04%)(p<0.05)。综上所述,赋形剂乳液的粒径、油相组成和乳化剂类型以及菠菜的加工方式均显著影响着类胡萝卜素的生物可给性,且这些因素对不同亲脂性类胡萝卜素生物可给性的影响不同。其中,油相的组成对类胡萝卜素生物可给性的影响最大。这提示我们在设计赋形剂乳液时,可首先选取最适宜的油相,且可利用不同类型油脂复配,来设计能有效提高不同亲脂性成分生物可给性的赋形剂乳液。其次应结合赋形剂乳液的应用体系来调控赋形剂乳液的粒径大小(纳米级乳液较佳)并选取最适宜的乳化剂(蛋白类乳化剂较佳)来制备赋形剂乳液。在实际应用中,还需考虑到不同果蔬的加工习惯,并制定相关膳食建议,针对性的将赋形剂乳液的设计为多种形式(如沙拉酱或酱汁等),以便更好的发挥赋形剂乳液的作用。