脂质体与微胶囊化酶制剂

◆ 一、简介

酶是能在其作用所需的温和条件下，以微量、高效的方式催化大量生化反应的生物大分子。因此，酶作为生物催化剂被广泛应用于食品加工、医药产品生产、生物传感器制备、卫生与洗涤用品制造以及生物实验试剂盒等领域。然而，酶对环境条件的耐受性较差，容易被破坏。因此，对酶的保护和靶向递送是其应用的关键步骤，而这可通过微胶囊化酶制剂来实现。大量研究表明，脂质体是实现酶微胶囊化的绝佳工具。

◆ 二、分类

酶的微胶囊化使其能够应用于广泛的温度和 pH 值范围，以增强其催化活性并获得更高的产量。根据亲水/疏水性质的不同，酶可被包封于脂质体的内核或膜中，从而通过一层脂质体保护来抵抗环境胁迫。如图1所示，一些酶被锚定在脂质体表面；同时，脂质体的表面修饰可确保酶在其表面的偶联。脂质体可负载不同的酶，主要为氧化还原酶和水解酶类。

图1 脂质体结构及酶的包封/锚定示意图。（Mohammadi A, 2021）

◆ 三、氧化还原酶

氧化还原酶类主要包括

· 过氧化氢酶

· 葡萄糖氧化酶

· 漆酶

过氧化氢酶主要用于食品包装、保鲜和奶酪生产，也有报道将其包封于由顺铂（IV）-药物结合磷脂形成的脂质体中，用于临床癌症治疗。将过氧化氢酶包封于脂质体中，可提高其活性和稳定性；过氧化物酶则被包封于由顺铂制成的脂质体中。葡萄糖氧化酶来源于微生物，在食品、饮料、制药、临床、化工和生物技术等行业具有广泛的应用，可延长食品保质期并改善风味。漆酶可氧化酚类和非酚类木质素相关底物及其他环境污染物，已被用于烘焙产品中，以缩短面团达到峰值的时间并加速面团崩解。通过脂质体微胶囊化可提高其活性和稳定性。

◆ 四、水解酶

水解酶包括 α-淀粉酶、淀粉葡萄糖苷酶、β-半乳糖苷酶、风味酶、脂肪酶、胰蛋白酶等。α-淀粉酶是一种常见酶，用于淀粉液化、烘焙、纺织设计、洗涤剂和生物乙醇生产等众多工业过程，脂质体微胶囊化可提高其稳定性。淀粉葡萄糖苷酶用于废水处理、洗涤剂、烘焙和天然甜味剂等多个行业；与游离形式相比，脂质体负载的酶非常稳定、可重复使用并保持一定的活性。β-D-半乳糖苷酶或称乳糖酶，用于食品、乳制品和发酵工业以及环境过程等许多加工实践中；通过脂质体包封可提高其对温度和 pH 的耐受性，添加到脂质体中后还能改善食品风味，即使在脂质体破裂后仍具有较高活性。风味酶具有内肽酶和外肽酶活性，主要用于奶酪生产并加速奶酪成熟，可增强食品风味。将奶酪成熟酶包封于脂质体中，可加快奶酪成熟速度，获得更好的质地、气味和口感，同时降低产品储存成本。脂肪酶广泛用于石油工业、烘焙工业、乳制品等各类工艺，通过脂质体包封可提高其活性并缩短催化时间。

◆ 五、应用示例

一些乳化食品需要添加抗氧化剂，但天然抗氧化剂活性较低；使用脂质体包封的酶可使这些抗氧化剂定位于特定部位，从而提高其有效浓度并发挥抗氧化作用。

一些乳制品需要补充乳糖酶以满足乳糖不耐受人群的需求，但将乳糖酶直接添加到食品中会引起发酵并影响食品口感。而采用脂质体负载可确保乳糖酶的局部释放，防止酶发生副反应。

酶也常用于促进奶酪成熟。为减少酶对奶酪蛋白的降解，可将酶包裹于脂质体中并均匀分散于奶酪内，然后加入凝乳酶形成凝块，脂质体被凝块网络包裹并随后破裂，从而释放酶并加速奶酪成熟。

◆ 六、关于舜纳纳米

舜纳纳米能够设计多种含有最复杂化合物的脂质体产品。我们的科学家可定制任意尺寸、任意浓度、任意体积的脂质体，以满足您的不同需求。我们能够完成从脂质体设计到 PK 建模的整个方案。

◆ 参考文献

Mohammadi A; et al. Liposomal/Nanoliposomal Encapsulation of Food-Relevant Enzymes and Their Application in the Food Industry. Food and Bioprocess Technology. 2021, 14(1): 23-38.

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