郑丽君，刘 玲，张向荣,*
（1. 沈阳药科大学 功能食品与葡萄酒学院，辽宁 沈阳 110000；
2. 辽宁海思科制药有限公司，辽宁 兴城 125107）
1.1 脂质体概述
脂质体是磷脂分散在水中所形成的一个类球状、内水相的闭合囊泡[1]。1965 年，由英国学者首先发现并命名为脂质体。脂质体在 TEM 下可看到有双层结构，如图 1[2]所示。在脂质体的形成过程中，疏水分子被结合到脂质双层中，而存在于水相中的亲水分子则被包裹在核心中。脂质体的结构如图 2 所示，通常脂质体按结构[3]可分为单室脂质体、多室脂质体、多囊脂质体，在稳定性、包封率和包封物释放方面分别具有不同的性质。
Fig. 1 The double-layer structure of liposomes under TEM[2]图1 脂质体在 TEM 下的双层结构[2]
Fig. 2 Schematic diagram of the structure of liposomes图2 脂质体的结构示意图
1.2 脂质体的应用概述
由于脂质体具有类似细胞膜的磷脂双分子层结构，可以被用作细胞膜模型和载体。且脂质体在人体内有着诸多优势[4]，如无毒性、缓释性、靶向性、生物相容性等，脂质体的研究被众多领域学者关注。脂质体的应用如图 3 所示。
Fig. 3 Applications of liposomes图3 脂质体的应用
脂质体是制药行业[5]中的一种较为常见的剂型，脂质体可以作为抗肿瘤药物[6]、抗菌药物[7]、抗寄生虫药[8]或者激素类药物[9]等的载体。市面上已经出现了某些脂质体剂型的药物，脂质体在药剂学方面的应用最为广泛且深入。
脂质体可以为基因工程[10]的发展添砖加瓦，将基因包裹在脂质体中，可以保护其免受 DNA酶的影响，DNA 转移至受体细胞以获得表达。脂质体可运载的基因容量远高于其他的基因载体。目前，脂质体在基因工程技术中的应用还较少，需要进一步研究。
脂质体还可以应用在化妆品[11]领域中，并对推动化妆品向着高质量、高档次的发展起到巨大的作用。脂质体的原材料之一的磷脂[12]是一种十分优质的天然化妆品原料，人类的皮肤还能较好地吸收脂质体。因此，脂质体在化妆品行业中的应用需要广大学者积极研究。
在食品行业[13]中，脂质体的主要作用是保护被包裹的食品成分不受各种环境因素的影响，如不受消化道汁液以及酶和肠道微生物区系的影响。依据被包裹的原料种类，脂质体在食品中的应用[14]可分为维生素、酶、抗菌化合物、精油、酚类化合物等几大类。按照食品种类来说，脂质体在乳制品[15]、肉制品[16]、饮料[17]、巧克力[18]、豆腐[19]等方面都有应用研究。
本文综述了脂质体在乳制品行业中的应用，详细介绍了脂质体在牛奶、奶酪和酸奶中的应用。
目前，脂质体在牛奶中的应用有很多，其中最常见的是提高抗菌性，延长保质期。除此外，还有添加矿物质、酶、蛋白质等的研究（见表 1）。
Table 1 Applications of liposomes in milk表1 脂质体在牛奶中的应用
Continued table 1
2.1 抗菌类脂质体的应用
脂质体包裹抗菌剂可以避免其与食品成分发生反应，从而能够延长食品的货架期。在牛奶中添加的抗菌物质包括精油[20-21]、抗菌肽[22]、细菌素[23-26]、生物活性分子[27]等。
精油是从植物中提取的具有芳香气味的挥发性液体。鼠尾草精油[20]有着较好的杀菌效应，是天然的抗菌剂。将鼠尾草精油纳米脂质体应用在乳制品加工器具的表面，其中的抗菌活性成分缓慢释放在不锈钢、塑料或玻璃的表面，可实现六天内对金黄色葡萄球菌的抗菌效果。香芹酚和百里香酚[21]是牛至和百里香精油中具有抗菌活性的主要萜类化合物，制成脂质体后应用在食品接触表面，具有长效抑制金黄色葡萄球菌和沙门氏菌的作用。
抗菌肽是一类具有抗菌活性的短肽。将抗菌肽 G-K[22]包封在脂质体中，对大肠杆菌有一定的抑制作用。其有望被开发成缓释型食品抗菌剂。
细菌素是某些细菌代谢过程中产生的一类具有抑菌活性的多肽，可用作食品中的天然防腐剂。BLS P34[24]对单核细胞增生性李斯特菌和蜡状芽孢杆菌具有抗菌活性。将其包封到脂质体中，可以防止其与食品成分发生反应，从而延长牛奶（尤其是脱脂牛奶）的货架期。
Nisin[23,25-26,28-29]是由乳酸乳球菌亚种产生的，由 34 个氨基酸组成的细菌素。Nisin 是第一个被批准用于食品的细菌素，也是唯一被广泛用作食品（包括乳制品、罐头食品和奶酪等）防腐剂的细菌素。实验表明，Nisin 脂质体能够有效控制牛奶中的单核细胞增多性李斯特菌[25,28]。其具有广泛的应用前景。
大蒜素[23,27]是大蒜中非常重要的一种生物活性化合物，具有很强的抗菌活性，但大蒜素也是大蒜刺鼻气味的主要承担者。将大蒜素包裹在脂质体中既能掩盖其不适宜的气味，增强稳定性，还能在缓慢释放的条件下实现其抑菌效果[27]。因此，大蒜提取物的包埋技术受到广泛的关注。
此外，可将两种或两种以上的抗菌剂包裹到脂质体中，在抗菌效果中具有协同作用[23,26]。乳酸链球菌素和大蒜提取物（GE）共包封的脂质体有较高的包封率，在 37 ℃ 下对牛奶中的单核细胞增生性李斯特菌、金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和沙门氏菌都显示出良好的抗菌活性。实验表明，乳酸链球菌素-GE 脂质体对牛奶中的革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌有较好的抑制作用，在食品工业中具有潜在的生物防腐剂前景[23]。
2.2 含铁脂质体的应用
铁[30-38]是一种必需的微量元素，是人体血液的重要组成部分。缺铁性贫血是一个重大的全球公共健康问题。在这种情况下，食品强化成为改善大众铁缺乏的有效措施。牛奶是铁元素的良好载体，不仅是因为牛奶的消费量很高，还因其有相对较高的铁元素的生物利用率的优点。直接将牛奶中加入铁会导致与牛奶蛋白的反应[35-36]，会影响牛奶的感官品质。因此，有必要将铁进行包封。通常的作法是向牛奶中掺入可溶性铁盐或氨基酸螯合铁。
可溶性铁盐，例如硫酸亚铁[30,35-38]，价格低廉、生物利用率高。将其制备成硫酸亚铁脂质体后，可以大幅度减少 Fe2+的氧化，从而提高铁的生物利用率。但添加了铁盐脂质体的牛奶呈微黄色、有轻微金属味、感官评分偏低，需要通过进一步研究来改善[38]。
氨基酸螯合铁[31-34]，例如甘氨酸铁[31-32]、苏氨酸铁[33-34]等。相对于无机铁盐，氨基酸铁具有生物学效价高、适口性好、稳定性好等优点。与无机铁盐脂质体相比，氨基酸螯合铁制备的脂质体对牛奶的氧化程度更小，引起的感官质量变化程度更弱，牛奶的组织状态更稳定，感官评分更高[34]。
2.3 β-半乳糖苷酶脂质体的应用
缺乏乳糖酶的人不建议食用牛奶，为此可以将β-半乳糖苷酶[39-40]加入到牛奶中，供乳糖不耐受的人食用。但向牛奶中直接添加游离酶可能会导致风味欠佳的问题。为了解决这一问题，可以将β-半乳糖苷酶包裹在脂质体中。脂质体的包埋可将酶与牛奶中的乳糖隔离，不仅避免了风味问题，还能使酶保持活性。
实验结果表明，采用脱水-复水泡囊法[40]制备的脂质体包埋半乳糖苷酶是稳定的，且不影响酶的活性。脂质体在模拟胃液中几乎不溶，但在胆盐存在下会迅速溶解，使牛奶中的乳糖得以消化。说明开发的β-半乳糖苷酶脂质体可用于乳糖酶缺乏者食用的全脂牛奶中。但β-半乳糖苷酶脂质体对完整胃肠道系统中全脂牛奶的影响还有待研究[40]。
奶酪是一种发酵的牛奶制品，奶酪有多种口味、质地和形状可供选择，这些都是发酵过程中生化反应的结果[41-53]。奶酪具有较高的营养价值且受众庞大，但其成熟缓慢，易被致病菌感染。因此，人们试图通过提高发酵温度[41]，添加抗菌剂[54-60]、酶[41-53]等来改善。在种种方法中，添加脂质体是最受关注的方法之一。表 2 列举了脂质体在奶酪中的某些应用研究。
Table 2 Applications of liposomes in cheese表2 脂质体在奶酪中的应用研究
Continued table 2
Continued table 2
3.1 抗菌类脂质体的应用
如果奶酪被致病菌感染，致病菌将会在奶酪发酵条件下快速增殖，将造成重大的食品安全事故，影响奶酪产业的发展。因此，在奶酪生产工艺中，加入抗菌剂[54-60]是非常重要的一步。
柠檬草油（LO）[54]对很多微生物具都有优异的抗菌活性。然而，精油的高挥发性、低溶解性等限制了精油在食品的使用。实验表明，柠檬草油脂质体对奶酪中单核细胞增多性李斯特菌有着良好的抑菌活性，能够延长奶酪的货架期。并且，单核细胞增多性李斯特菌分泌的李斯特溶素 O是使柠檬草油脂质体释放的主要原因。因此，脂质体包埋技术丰富了精油在食品工业中的应用。
Nisin[55-60]可以与脂质体技术结合添加到奶酪中以提高其稳定性，防止 Nisin 与奶酪中的脂肪或蛋白质等食品成分结合，从而降低奶酪生产过程中 Nisin 的使用量。新鲜奶酪易变质，需要冷藏保存。因此，能在冷藏条件下生长的单核细胞增多性李斯特氏菌[56]成为乳制品行业特别关注的食源性病原体。实验发现，游离 Nisin 的抑菌效果要好于 Nisin 脂质体的抑菌效果。推测可能是因为 Nisin 在脂质体中较稳定，缓慢释放的原因。总之，Nisin 脂质体在奶酪中能长时间保持抗菌活性，达到延长奶酪货架期的目的[56]。
研究表明，联合使用抗菌剂（Nisin）与螯合剂（EDTA）有协同抗菌作用[59]。螯合剂 EDTA可以通过隔离 Ca2+和 Mg2+等离子来破坏革兰氏阴性细菌膜的稳定性，导致抗菌剂 Nisin 更多地进入细菌，从而增强抑制效果。实验也发现共包裹 Nisin 和 EDTA 的脂质体对 O157 : H7 细胞的抑制效果很强。
3.2 酶脂质体的应用
传统奶酪的成熟涉及一系列复杂的生化反应，包括糖酵解、脂解和蛋白质水解。因此，奶酪的成熟需要很长时间，如 Cheddar 干酪的成熟需要 6～12 个月，这十分不利于奶酪工业的发展。虽然提高温度、使用改良发酵剂或添加辅助培养物等都可以加速奶酪成熟，但添加外源酶的方法被认为是最简单的方法之一。并且，直接向牛奶中添加外源酶会造成酶损失和乳清污染等问题。因此，有关学者研究出了固定化酶的方法[41-53]。其中，脂质体包埋外源酶有较好的加速奶酪成熟的效果。
蛋白质水解[41-48]是奶酪成熟过程中非常重要的变化之一。因此，向牛奶中添加蛋白酶脂质体的研究相对于其他外源酶脂质体要多。实验表明，添加中性蛋白酶脂质体显著地加快了奶酪的成熟。而且，添加 0.01% 的脂质体既能实现奶酪的快速成熟，又无在感官品质方面有所不足[42]。有研究表明，向牛奶中添加细菌或真菌蛋白酶同样能够加速奶酪成熟。添加 1 × 10-5AU·g-1干酪凝乳的细菌蛋白酶脂质体或 2 × 10-6AU·g-1干酪凝乳的真菌蛋白酶脂质体是最佳方案[45]。而且，胱氨酸蛋白酶脂质体添加到巴氏杀菌的羊奶中，能促进 Manchego 干酪的成熟[47]。
凝乳酶[49]的加入可促进奶酪成熟过程中大肽的产生，导致奶酪风味的形成。在奶酪成熟过程中，凝固剂是蛋白质分解的主要因素。添加较高浓度的凝乳酶脂质体（LEC）能促进β-酪蛋白的降解，提高 Manchego 干酪的成熟速度。
脂肪酶[50]能够使牛奶中的乳脂分解成游离的脂肪酸，形成奶酪的独特的风味。添加游离脂肪酶会导致过度脂肪分解，奶酪的质地、风味出现缺陷。脂质体包裹脂肪酶（Palatase M and Lipase 50）[50]处理的奶酪有着低含量的蛋白质、脂肪和灰分，成熟时间更短。添加 0.5 LU·g-1乳脂的脂肪酶脂质体能够得到最佳的 Cheddar 干酪。
3.3 其他生物活性分子脂质体的应用
日益发展的现代生活刺激了消费者对天然的抗氧化生物活性分子的需求。奶酪因其内在的营养价值、丰富的口感和持续增长的消费，成为优良的载体。抗氧化剂的直接加入可能会与牛奶蛋白发生化学或物理作用，导致奶酪颜色、质地、风味等的缺陷。为了减轻奶酪的变化，脂质体包埋抗氧化剂[62-65]的方法被广泛应用。
绿茶中的两种主要多酚化合物——儿茶素和表没食子儿茶素没食子酸酯（EGCG）[62-63]已被用作食品添加剂。但因其不稳定性和较差的生物利用度，限制了它们的使用。有研究[62]将儿茶素和 EGCG包裹在大豆卵磷脂脂质体中，添加到奶酪中。结果发现，添加 250 ppm 的脂质体不仅能提高低脂硬质干酪的酚类含量和抗氧化能力，还不影响干酪的组成。因此，生产抗氧化干酪有广阔的前景。
维生素 D是脂溶性维生素，是具有抗佝偻病作用，结构类似的固醇类衍生物总称。牛奶中含有较丰富的维生素 D，然而，牛奶中的大部分维生素 D 会在巴氏杀菌中丢失。而切达奶酪是北美最受欢迎的奶酪之一。因此，其可以替代牛奶成为维生素 D 的重要来源。维生素 D 脂质体[64]干酪的化学成分与对照干酪无明显差异，且维生素 D 的保留率明显高于市售维生素 D 干酪。但脂质体不稳定，维生素 D 含量在 3～5 个月的成熟期内稳定，之后明显下降。
酸奶是保健食品领域中最受欢迎的产品之一，远高于其他乳制品领域的发展。脂质体在酸奶中的主要是增加多不饱和脂肪酸[66-71]和酚类物质[73-74]的含量，从而提升酸奶的品质（见表 3）。
Table 3 Applications of liposomes in yoghurt表3 脂质体在酸奶中的应用研究
4.1 鱼油脂质体的应用
多不饱和脂肪酸（PUFA）[66-71]如亚油酸、亚麻酸、二十碳五烯酸（EPA）、二十二碳六烯酸（DHA）等有降低胆固醇和甘油三酯，改善血液微循环的作用，有助于改善大脑和视网膜的功能。鱼类是多不饱和脂肪酸的丰富来源。而多不饱和脂肪酸的加入或强化鱼油的食品，都呈现出明显的鱼油味道。为了改善鱼油食品的感官特性，有效的方法之一是采用脂质体技术进行包埋，以掩盖鱼油的不良气味，减轻多不饱和脂肪酸氧化的程度，实现鱼类产品的深加工。
多项研究表明，超声分散法[66]、挤出法[68]、薄膜分散-超声法[69-70]、乙醇注入-DHPM 法[69]和乙醇注入-动态高压微射流法[71]等制备的脂质体能够有效包封鱼油，提高了多不饱和脂肪酸的稳定性，且酸奶的品质也没有发生显著的变化。相对于游离鱼油酸奶，鱼油脂质体酸奶的多不饱和脂肪酸的含量较高，感官评分更好。
4.2 其他生物活性分子脂质体的应用
目前，大多数市售酸奶的颜色还是依赖于人工着色剂。鉴于消费者对人工色素的排斥，有研究者[72]进行了天然色素脂质体在酸奶中的着色。为了实现酸奶的整体均匀着色，加入β-胡萝卜素脂质体、黄原胶和瓜尔豆胶。结果表明，95 天内，脂质体中的β-胡萝卜素稳定存在。这不仅是因为多层脂质体的稳定性，还有黄原胶和瓜尔豆胶的混合物形成多糖网络的原因。脂质体处理的酸奶与对照组相比，理化特性和感官评分没有显著差异，表明β-胡萝卜素脂质体开发功能性酸奶的想法是可行的。
脂质体包裹酚类物质[73-74]可以提高包封脂质体内部环境的 pH 和离子强度稳定性。采用脂质体技术包裹埃及姜果棕提取物粉（DEP）[73]添加到酸奶中，以隔离 DEP 中的酚类物质与酸奶中的蛋白质。5% 的 DEP 脂质体可以使酸奶具有更高的抗氧化活性，且不会显著改变酸奶的功能特性。酸樱桃富含酚类物质，有抗氧化和抗炎等活性。将通过喷雾干燥技术[74]制备的粉末状酸樱桃酚（SCE）脂质体添加到搅拌型酸奶中，在 21 天 4 ℃ 储藏期间，SCE 是稳定的。本研究使用的喷雾干燥技术不会影响脂质体的结构。
乳制品营养丰富，经发酵后效果更佳，如奶酪中蛋白质和钙含量是牛奶的 8 倍以上，也远高于酸奶。乳制品丰富的食品形式也颇受人体青睐，如芝士蛋糕、炸牛奶、双皮奶、牛奶布丁、奶茶等，销售量在食品领域占据不小的份额。这些市场现状说明脂质体在乳制品中的应用具有很高的商业价值。所以，脂质体包埋技术与乳制品的结合有着巨大的发展潜力。
脂质体包埋技术在保护和控制风味物质的释放、延长食品货架期、防止功能性成分与食品成分发生反应、提高生物活性分子的生物利用度等方面为食品工业的精细发展提供了一条有效的途径。尽管脂质体包埋技术在实验室研究层面上取得较显著成果，但真正应用到食品生产的实例还较少。
有几个问题限制了脂质体的应用范围，如磷脂提纯的成本较高，适合食品工业使用的大规模、连续的脂质体制备方法还有待开发，有的有机溶剂在食品工业中不允许使用，制得的脂质体包封率低、稳定性差、载亲水性生物活性成分的能力差等。但新兴的高压均质技术、微流态化技术、超临界技术和前脂质体技术为许多食品加工问题提供了可行的解决方案。这样，脂质体将可以以大规模和连续的方式进行生产，也无需使用有机溶剂。
考虑到脂质体包埋技术的发展现状，建议今后的研究重点放在以下几方面：
（1）为食品工业开发更稳定、更低成本、更安全的适宜于食品生产的磷脂；
（2）研究制备包封率高、稳定性好的脂质体的新方法，并尝试扩展到实际的食品生产车间中；
（3）研究脂质体与食品成分在加工、贮存和消化过程中的相互作用，尤其是脂质体在小肠中的消化和转运过程；
（4）研究聚乙二醇（PEG）、泊洛沙姆、聚山梨酸酯 80、羧甲基甲壳素、羧甲基壳聚糖、壳聚糖和葡聚糖衍生物等对脂质体进行修饰的方法，以提高脂质体的稳定性。
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