Recherche sur l’encapsulation de la poudre de lutéine

Les caroténoïdes sont divisés en deux catégories en fonction de leur structure chimique: les caroténoïdes Et etles xanthophylles. Les xanthophylles sont un type de composé terpène du groupe des xanthophylles [1] [traduction] qui peut être synthétisé dans le corps pour former de la vitamine A. ils sont également le principal pigment dans la région maculaire de l’œil humain et#39; S rétine [2]. Le corps humain ne peut synthétiser les xanthophylles seul, Et etla plupart des xanthophylles dans le corps proviennent de l’apport alimentaire [3]. La lutéine se trouve principalement dans les souillages, les ovoproduits, les légumes à feuilles vertes et certains fruits (tableau 1). Elle est non seulement considérée comme un colorant alimentaire naturel, mais aussi un antioxydant naturel avec une variété d’activités biologiques [4].

La lutéine peut résister efficacement au rayonnement ultraviolet, prévenir les dommages aux cellules de l’épithélium pigmenté de la rétine (RPE) par la lumière bleue, et prévenir l’apparition de diverses maladies telles que la dégénérescence maculaire liée à l’âge (dmla) [5], les maladies cardiovasculaires et cérébrovasculaires, et le cancer [6]. Selon les statistiques, la plupart des américains reçoivent environ 1 à 3 mg de lutéine de leur alimentation chaque jour, alors que l’apport quotidien recommandé de lutéine est de 6 mg, ce qui indique que leur apport en lutéine est clairement insuffisant. Des aliments fonctionnels contenant de la lutéine ou des suppléments devraient être fournis pour augmenter l’apport moyen en lutéine [7].

La lutéine est une molécule hydrophobe à longue chaîne avec de multiples liaisons doubles conjuguées dans sa structure moléculaire, de sorte qu’elle est chimiquement instable et sensible à des facteurs tels que les conditions acides, l’oxygène, la température et la lumière. Par conséquent, il est facilement influencé par des facteurs chimiques, mécaniques ou physiques pendant la transformation, l’entreposage, le transport et l’application des aliments, ce qui entraîne une perte d’activité biologique et de qualité du produit [10]. Pour combler les lacunes de la lutéine, comme sa mauvaise solubilité dans l’eau, sa mauvaise stabilité physicochimique et sa faible biodisponibilité, les chercheurs ont mené de nombreuses recherches. À l’heure actuelle, des études ont été menées dans les domaines de l’alimentation et de la médecine sur l’utilisation de systèmes d’administration (tels que liposomes, nanoparticules, émulsions et microcapsules) pour délivrer la lutéine.

Cette revue analyse les raisons de l’utilisation limitée de la lutéine, met en évidence les avantages et les limites de plusieurs systèmes d’administration de la lutéine, résume l’état actuel des recherches sur ces systèmes d’administration afin d’améliorer la solubilité et la biodisponibilité de la lutéine, et fournit une perspective sur le développement futur de systèmes d’administration de la lutéine.

1 Limitations de l’application de la lutéine

La lutéine est libérée dans le tractus gastro-intestinal en grande quantité par la bouche humaine par la mastication et l’action des enzymes, et est dispersée dans le tractus digestif humain à l’aide des graisses alimentaires, du jus pancréatique et de la bile. Il est dissous pendant la période micelle mixte formée dans l’intestin grêle, puis est directement absorbé par les cellules épithéliales et finalement emballé en lipoprotéines pour le transport vers la circulation sanguine [11-12]. Cependant, la lutéine a une faible solubilité et est difficile à absorber par l’épithélium du petit intestin, ce qui se traduit par une faible efficacité d’absorption et biodisponibilité de la lutéine. La lutéine est structurellement très instable et sujette à l’isomérisation, la dégradation et l’oxydation. L’exposition d’aliments contenant de la lutéine à des conditions extrêmes telles que la friture et la cuisson peut réduire la teneur et l’activité de la lutéine [13-14]. Par conséquent, la biodisponibilité de la lutéine est principalement affectée par la matrice alimentaire [15], les lipides [16], les méthodes de transformation des aliments [17], etc.

2 technologie d’encapsulation

Dans les domaines de la recherche alimentaire et pharmaceutique, les substances actives fonctionnelles (comme la lutéine) qui sont sensibles à des environnements externes tels que la lumière, la température et le pH sont souvent encapsulées pour améliorer leur solubilité dans l’eau, améliorer la stabilité, contrôler la délivrance et la libération, et ainsi améliorer leur biodisponibilité. Les systèmes d’encapsulation de la lutéine couramment utilisés comprennent des liposomes, des nanoparticules, des émulsions et des microcapsules (Figure 1), et leurs caractéristiques sont présentées dans le tableau 2.

2.1 Liposomes

Les Liposomes sont des vésicules sphériques ou presque sphériques à structure bicouche, généralement constituée d’une ou plusieurs bicamates de phospholipides ou lamelles. Il a des propriétés amphiphiles et peut encapsuler à la fois des substances hydrophiles et des composés lipophiles. Il peut également encapsuler des agents amphiphiles dans la phase aqueuse et sur les phospholipides à l’intérieur de la membrane. Par conséquent, les liposomes ont de bonnes propriétés de biocompatibilité, de libération prolongée et de ciblage, et peuvent être utilisés pour encapsuler des substances bioactives et inhiber leur dégradation dans des conditions environnementales telles que la lumière [18]. Les liposomes de lutéine ont été préparés en utilisant la méthode d’injection d’éthanol, dans laquelle la lutéine était incorporée dans la bilayer des phospholipides. La bilayer phospholipide a été utilisée comme vésicule pour une distribution ciblée, avec un taux de piégeage de 92%. Cependant, il existe un problème de contamination par des solvants organiques [19]. L’utilisation de solvants supercritiques pour préparer des liposomes composés de lutéine et de lécithine de soja hydrogénée peut résoudre le problème de la contamination par des solvants organiques, et le procédé de préparation est simple, avec un taux d’encapsulation allant jusqu’à 90% [20]. De même, les liposomes de lutéine peuvent également être préparés en utilisant du dioxyde de carbone supercritique (SC-CO2).

Comparé à d’autres méthodes, le SC-CO2 est respectueux de l’environnement et présente des conditions de fonctionnement douces. Pour les liposomes préparés à l’aide de SC-CO2, le taux d’encapsulation et la position de la lutéine dans le liposome dépendent de la pression, car la réorganisation des agrégats de phospholipides et de lutéine au cours du processus de décompression entraîne un taux d’encapsulation plus élevé de la lutéine dans le liposome (taux d’encapsulation de (97,0 ± 0,8 %)).[21] Cependant, les liposomes sont des systèmes thermodynamiquement instables. Sur le plan de la stabilité physique et chimique, des problèmes tels que la fusion, l’agrégation, l’hydrolyse des phospholipides et l’oxydation pendant l’entreposage sont susceptibles de se produire, et les conditions d’entreposage sont trop exigeantes [22].

Cependant, les liposomes sont des systèmes thermodynamiquement instables, et des problèmes tels que la fusion, l’agrégation, l’hydrolyse des phospholipides et l’oxydation pendant le stockage sont susceptibles de se produire, ce qui impose des exigences élevées aux conditions de stockage [22]. La technologie de Nanoliposome peut résoudre les problèmes ci-dessus. Il peut améliorer la solubilité et la biodisponibilité des substances bioactives, ainsi que la stabilité in vitro et in vivo. C’est aussi l’un des systèmes d’encapsulation les plus étudiés pour protéger et contrôler la libération de lutéine. Par exemple, les nano-lipides préparés avec de la lécithine de jaune d’œuf et du cholestérol comme matériaux de membrane peuvent protéger la lutéine, la distribuer uniformément dans les nano-lipides, réduire la perte de lutéine dans diverses conditions de stockage telles que la lumière, la chaleur et le pH, et également améliorer les propriétés antioxydantes de la lutéine [23].

Les nano-lipides de lutéine modifiés avec le polypeptide cationique hydrophile poly-L-lysine ont une taille de particule accrue et le potentiel est augmenté. Le taux de digestion, d’absorption et d’utilisation de la lutéine est également amélioré. En effet, la polylysine se lie au liposome de lutéine par adsorption électrostatique, ce qui améliore le taux d’encapsulation du liposome pour la lutéine. En outre, l’hydrophilicité et la pénétration transdermique biologique de la polylysine sont fortes, ce qui peut améliorer les propriétés d’absorption et de libération du liposome de lutéine dans le tractus gastro-intestinal, améliorant ainsi la biodisponibilité de la lutéine [24]. Après l’ajout du polypeptide au nanoliposome de lutéine, en plus d’améliorer les propriétés d’encapsulation et de libération de la lutéine, il peut également améliorer l’activité antioxydante et anticancéreuse du liposome, protégeant la lutéine contre l’oxydation dans l’environnement externe [25].

2.2 nanoparticules

Un système d’administration de nanoparticules désigne l’utilisation de nanoparticules pour encapsuler et délivrer des ingrédients bioactifs afin d’atteindre l’objectif de libération contrôlée [26]. Les nanoparticules sont de petite taille, très stables et peuvent supporter un taux de charge de médicament élevé. L’encapsulation de nutriments instables dans des porteurs de nanoparticules peut réduire leur perte pendant la transformation et le stockage des aliments. Par conséquent, la construction de nanoparticules est une méthode courante et efficace pour transporter des substances dans les industries alimentaire, pharmaceutique et cosmétique [27]. Les nanovecteurs sont généralement des nanoparticules polysaccharidiques, des nanoparticules de protéines et des nanovecteurs composites.

L’un des polysaccharides les plus couramment utilisés pour la préparation de nanovecteurs est le chitosan. Les nanoparticules enrobées de chitosan peuvent favoriser la perméabilité des membranes cellulaires, améliorant ainsi l’absorption épithéliale intestinale. Ils sont également largement disponibles et peu coûteux, de sorte qu’ils peuvent être utilisés comme matériau de paroi idéal pour encapsuler les substances actives [28]. Hong et Al., et al.[29] ont préparé des nanoparticules de chitosan/ acide γ-polyglutamique qui peuvent améliorer la solubilité dans l’eau de la lutéine, qui est 12 fois supérieure à celle de la lutéine non encapsulée. Toragall et al. [30] ont utilisé la méthode ionogel pour préparer un nanovecteur composite de chitosan-acide oléique et d’alginate de sodium, qui non seulement a augmenté la solubilité de la lutéine (1 000 fois plus élevée que la lutéine libre), mais a également amélioré sa stabilité thermique et sa biodisponibilité. Les essais de toxicité aiguë et subaiguë ont montré qu’il n’y avait aucun effet toxique même à des concentrations plus élevées (dl50 et gt;100 mg/kg mb).

Les protéines couramment utilisées comme nanovecteurs comprennent des protéines d’origine animale ou des protéines d’origine végétale. Les protéines végétales naturelles proviennent de diverses sources, sont généralement moins chères et plus facilement disponibles que les protéines animales, et sont durables et renouvelables. Les protéines végétales naturelles sont devenues plus populaires que les protéines animales ces dernières années et constituent donc une source idéale pour la production de nanoparticules naturelles [31]. Zein, également connu sous le nom de gluten de maïs, est une macromolécule végétale naturelle qui est largement disponible, bon marché, et riche en une variété d’acides aminés [32-33]. Il a été largement étudié et appliqué dans des domaines tels que l’alimentation et la médecine en raison de sa bonne biocompatibilité, biodégradabilité, propriétés d’auto-assemblage, et l’ostéoinductivité [34-35]. Les chercheurs ont utilisé une méthode de précipitation anti-solvant simple pour montrer que dans une solution d’éthanol à 75% par volume, zein peut s’auto-assembler avec la lutéine pour former des nanoparticules sphériques. Les nanoparticules de lutéine chargées en zéine peuvent réduire considérablement le taux de photodégradation du pigment naturel lutéine, avec un taux d’encapsulation d’environ 80% [36]. Cependant, les nanoparticules fabriquées à partir d’une seule protéine sont généralement instables. La lutéine est protégée dans l’estomac, mais elle est facilement dégradée par les protéases dans l’intestin, qui endommagent la structure des nanoparticules et réduisent l’efficacité de la formation micelle de la lutéine [37]. Par conséquent, les nanoparticules à base de protéines doivent généralement être recouvertes d’une couche d’autres composés pour améliorer la stabilité et l’efficacité d’encapsulation.

Pour améliorer la stabilité colloïdale, des chercheurs ont récemment utilisé des polysaccharides comme la gomme, l’alginate de sodium et le carraghénane pour stabiliser les particules de zéaxanthine. Cependant, la faible solubilité de ces polysaccharides dans l’eau et leur viscosité élevée à température ambiante peuvent limiter leur application. Les polysaccharides de soja sont un polysaccharide anionique naturel avec une excellente solubilité dans l’eau et une faible viscosité à température ambiante. Ils peuvent être utilisés pour stabiliser les nanoparticules de zéaxanthine et améliorer leur stabilité colloïdale. Comparé aux nanoparticules pures de zéaxanthine, le revêtement polysaccharide de soja peut agir comme une barrière physique pour bloquer la lumière et l’oxygène, protégeant la lutéine de la dégradation. Il peut également entraver l’hydrolyse de la zéaxanthine par les protéases dans l’estomac et les intestins. Par conséquent, la solubilité dans l’eau, la stabilité chimique, la stabilité du pH et la stabilité au sel des nanoparticules composites polysaccharidiques zéaxanthine/soja sont grandement améliorées [38]. En plus des polysaccharides stabilisant les particules de zéaxanthine, certains tensioactifs de petites molécules peuvent également améliorer la stabilité colloïdale. Par exemple, en combinaison avec la saponine de thé ou la gomme de caroube, le taux d’encapsulation des nanoparticules préparées peut atteindre plus de 90%, et la solubilité dans l’eau est environ 80 fois supérieure à celle de la lutéine seule. La stabilité et la biodisponibilité ont également été considérablement améliorées, et l’ajout d’agents tensioactifs et de lutéine a modifié la structure secondaire de zein [39-40].

En plus de la zéine, certaines protéines de différentes sources ont été utilisées comme vecteurs de la lutéine, telles que la protéine de riz et l’albumine sérique bovine. La protéine de riz est reconnue comme une protéine végétale naturelle de haute qualité et nutritive en raison de son potentiel biologique élevé, sa faible allergénicité, sa digestibilité élevée et sa teneur élevée en acides aminés. Xu Yu et al. [41] ont utilisé la protéine de riz naturelle comme matière première pour développer un nanovecteur hydrolysate-carboxyméthyl cellulose de protéase de riz pour encapsuler la molécule bioactive liposoluble lutéine, construisant avec succès un système de livraison de nourriture pour la lutéine. Ce système peut protéger efficacement la lutéine, améliorer sa stabilité, et également ralentir efficacement la libération de lutéine dans l’estomac, favoriser sa libération dans l’intestin grêle, inhiber la prolifération des cellules cancéreuses du sein et favoriser l’absorption cellulaire. Hou Huijing et al. [42] ont utilisé de l’albumine sérique bovine pour préparer des nanoparticules d’albumine-dextran-lutéine sérique bovine, qui peuvent également améliorer la stabilité de stockage de la lutéine, avec un taux d’enencapsulation de 95%, et ont une meilleure activité antioxydante dans les cellules.

2.3 systèmes d’émulsion

Les émulsions traditionnelles sont faites en mélangeant les phases huile et eau, en ajoutant un émulsifiant et en homogénéisant. Elles ont une faible stabilité physique et sont sujettes à la démulsification dans des environnements extrêmes (refroidissement, chauffage, force ionique élevée et pH extrême). Pour résoudre ces problèmes, une variété de systèmes d’émulsion avec des structures et des propriétés différentes ont été développés, tels que des microémulsions, des emulsions multiples, des nanoémulsions et des emulsions de Pickering.

2.3.1 microémulsions

Les microémulsions sont composées d’au moins trois composants: une phase non polaire immiscible, une phase polaire et un tensioactif. Dans certains cas, des composants supplémentaires (par exemple des co-tensioactifs) sont nécessaires. Ces composants forment un système thermodynamique stable dans les bonnes proportions, sans couleur, transparent (ou translucide) et de faible viscosité [43-44]. La préparation des microémulsions nécessite une concentration de tensioactifs plus élevée que les émulsions conventionnelles, mais le processus de préparation est plus simple. Ils ont également pour effet d’améliorer la digestibilité des composants alimentaires, de résister à l’oxydation et d’inhiber les bactéries, de sorte qu’ils sont largement utilisés pour encapsuler les substances hydrophobes et améliorer leur biodisponibilité dans le tractus gastro-intestinal [45]. Il a été démontré que les microémulsions préparées à l’aide d’un tensioactif non ionique de qualité alimentaire (Tween-80) encapsulent efficacement la lutéine et la zéaxanthine dans les boissons et améliorent leur biodisponibilité [46].

La capacité de charge de la microémulsion de lutéine formée avec 30,00% de triglycérides à chaîne moyenne (MCT), 41,37 % d’huile de ricin hydrogénée en polyoxyéthylène (crémophor RH40) et 28,63 % de polyéthylène glycol-400 (PEG-400) était de 1 mg/g. Il peut être fondamentalement dissous en 10 minutes, avec un pourcentage de dissolution d’environ 67%. Cependant, la charge est faible et elle se décompose facilement dans un environnement acide, de sorte que d’autres recherches sont nécessaires [47].

Des microémulsions de lutéine ont été préparées en utilisant le Tween-80 comme surfactant et l’éthanol anhydre comme co-surfactant en utilisant la méthode d’émulsification par inversion de phase. Cette méthode peut surmonter l’instabilité thermodynamique des émulsions ordinaires, améliorer la solubilité dans l’eau de la lutéine et peut être utilisée dans la production alimentaire réelle [48]. Cependant, la grande quantité de tensioactifs et de co-tensioactifs utilisés dans le processus de formation de la microémulsion augmente la toxicité de la microémulsion. En outre, pendant la transformation des aliments, la structure de la microémulsion sera diluée par la phase aqueuse et détruite en raison de l’ajout de divers ingrédients, provoquant la transition de phase de la microémulsion. En plus d’encapsuler la lutéine, la microémulsion peut également être utilisée comme extracteur pour extraire la lutéine des soucis, devenant progressivement une nouvelle méthode d’extraction de la lutéine.

2.3.2 emulsions multiples

Les émulsions multiples sont un système complexe à trois phases dans lequel la phase dispersée de l’émulsion contient également des gouttelettes d’une autre phase qui ne sont pas miscibles avec elle [49]. Il existe de nombreux types d’émulsions multiples, y compris l’huile dans l’eau dans l’huile (O/ O/ O) et l’eau dans l’huile dans l’eau (O/ O/ O) [50]. Lorsque des émulsions traditionnelles sont enrobées, des fuites se produisent souvent, ce qui entraîne un faible taux d’enrobage. Par rapport aux émulsions traditionnelles, les multi-émulsions ont un taux d’enfoncement élevé et peuvent intégrer simultanément des substances ayant des affinités différentes. Ils sont largement utilisés dans l’alimentation, la médecine, les cosmétiques et d’autres domaines [51]. Par exemple, à l’aide de la technologie d’assemblage électrostatique couche par couche, des émulsions de lutéine avec différentes couches interfaciales ont été formées à l’aide d’isolat de protéine de lactosérum, de chitosan et de gomme de lin. La stabilité physique et chimique des émulsions à deux couches et à trois couches était significativement meilleure que celle de l’émulsion à une couche [52]. Il a également été démontré que les émulsions multicouches formées à partir de gélatine de poisson, d’isolat de protéine de lactosérum et de bromure de dodécyl-triméthylammonium améliorent la stabilité de la lutéine [53].

2.3.3 nanoémulsions

Les nanoémulsions sont des systèmes thermodynamiquement instables dont la taille moyenne des particules est de 50-200 nm [54]. Les nanoémulsions sont habituellement classées comme de l’eau dans l’huile (W/O), de l’huile dans l’eau (O/ O) ou bicontinue (B.C) [55]. Par rapport aux émulsions traditionnelles, les nanoémulsions ont des particules de plus petite taille, sont moins sujettes à la sédimentation pendant l’entreposage et peuvent empêcher la floculation dans le système. Par conséquent, les chercheurs utilisent largement les nanoémulsions pour encapsuler les ingrédients actifs afin d’améliorer leur stabilité physique et chimique et leur biodisponibilité [56]. Les nanolaits de lutéine fabriqués par homogénéisation à haute pression avec du caséinate de sodium comme émulsifiant ont montré une activité importante de récupération des radicaux libres, et les nanolaits sont restés physiquement stables après avoir été stockés à 4 °C pendant 30 jours, réduisant efficacement le taux de dégradation chimique de la lutéine [57-58]. Bien que les protéines soient considérées comme de bons émulsifiants, elles sont généralement sensibles aux changements de pH, aux températures élevées, à la force ionique élevée, etc., et ont une faible solubilité près de leur point isoélectrique.

Pour résoudre ce problème, Gumus et al. [59] ont constaté que les émulsions avec un complexe de caséine et de glucane Maillard comme émulsifiant protègent bien la lutéine à un pH de 3 à 7 et à différentes températures. Ceci est dû au fait que le glucane fournit une forte entrave stérique, et le complexe Maillard n’affecte pas la digestion de la lutéine.

Caballero et al. [60] ont mis au point une émulsion de lutéine avec un complexe de protéines de pois et de dextran Maillard comme émulsifiant. Comparés à un complexe caséine-dextran Maillard, les deux peuvent fournir une meilleure stabilité physique sous différentes forces ioniques et températures de stockage, mais aucun ne peut empêcher la décoloration de la lutéine. Certains chercheurs ont découvert que l’ajout de resvératrol et d’huile de pépite de raisin à des nanoémulsions préparées à partir d’un complexe covalent de caséine et de glucane Maillard peut inhiber la dégradation et la décoloration de la lutéine à différentes températures, améliorant ainsi efficacement la stabilité chimique de la lutéine. C’est parce que le resvératrol a de fortes propriétés antioxydantes, et en outre, l’huile de pépines de raisin contient des antioxydants endogènes, améliorant davantage la stabilité chimique de la lutéine [61]. Cependant, l’application des nanoémulsions est encore limitée à l’heure actuelle. L’une des raisons est que les propriétés thermodynamiques des nanoémulsions sont instables et que le chauffage ne favorise pas leur stabilité. En plus de l’instabilité thermodynamique, l’application industrielle des nanoémulsions est également limitée par les coûts de production, la toxicité et d’autres facteurs [62]. Par conséquent, des recherches approfondies sont encore nécessaires pour améliorer la stabilité thermique des nanoémulsions.

2.3.4 emulsions de Pickering

Les émulsions de Pickering sont des émulsions stabilisées par des particules solides à titre d’émulsifiants plutôt que de tensioactifs [63]. Ces particules solides ont une distribution granulométrique bien définie et peuvent réduire l’énergie interfaciale entre le pétrole et l’eau, ce qui contribue à produire une émulsion de Pickering stable [64]. Par rapport aux émulsions traditionnelles, les émulsions Pickering présentent les avantages d’une faible toxicité, d’une grande stabilité anti-coagulation et d’une grande stabilité de stockage. En même temps, ils peuvent également encapsuler des ingrédients bioactifs et protéger, délivrer et contrôler la libération de leurs ingrédients. Ils ont un large éventail d’applications dans les industries alimentaires et pharmaceutiques [65-67]. Actuellement, les particules solides couramment utilisées pour stabiliser les émulsions de Pickering sont généralement des polysaccharides, des protéines et des particules composites. Li Songnan et al. [68] ont construit des gels d’émulsion de Pickering ayant différentes activités interfaciales et différentes structures d’émulsion en ajustant la fraction volumique de la phase huileuse. Les gels d’émulsion de Pickering étaient faits d’amidon de quinoa succinate d’octenyle (OSQS) et étaient utilisés pour fournir de la lutéine. Après 31 jours d’entreposage, le taux de rétention de la lutéine a atteint 55,38%.

SuJiaqi et al. [69] ont utilisé la β-lactoglobuline gomme arabique comme stabilisateur de particules pour l’administration de la lutéine. L’émulsion de Pickering préparée présentait une résistance élevée à la floculation et à la coagulation et était chimiquement stable. Après 12 semaines d’entreposage, 91,1% de la lutéine était toujours conservée. En plus de se lier aux polysaccharides, les protéines peuvent également former des particules complexes à base de protéines avec le gallate d’épigallocatéchine (EGCG) par des interactions non covalentes. Les particules complexes stabilisent l’émulsion de Pickering et peuvent inhiber la dégradation de la lutéine [70].

Ces dernières années, bien que les particules solides comestibles telles que les protéines et les polysaccharides aient été largement utilisées en raison de leur faible toxicité, de leur respect de l’environnement et de leur grande stabilité, elles ont certaines limites. Des méthodes telles que l’hydrolyse, le chauffage et le mélange sont nécessaires pour améliorer leur mouillabilité, la taille des particules et la rugosité de surface. De plus, peu d’études ont été menées sur l’utilisation des émulsions de Pickering pour améliorer la biodisponibilité de la lutéine lorsqu’elle est utilisée pour l’encapsulation. Par conséquent, des recherches sont encore nécessaires sur la préparation des émulsions de Pickering à l’aide de particules solides nouvelles ayant une bonne amphiphilicité et une bonne comestibilité, et sur l’utilisation des émulsions de Pickering pour améliorer la biodisponibilité de la lutéine. Le tableau 3 résume les différents types d’émulsions utilisées pour l’administration de la lutéine et leurs propriétés.

2.4 Microcapsules

Les Microcapsules sont de minuscules particules faites d’un matériau filmographique qui enferment des solides ou des liquides sensibles, volatils ou réactifs. Ils ont un large éventail d’applications, comme la protection dela stabilité et le report dela libération des ingrédients actifs naturels. Cependant, ils présentent encore des inconvénients comme la pollution de l’environnement et les longs délais de rejet des matières à carottes [71]. De nombreuses études ont montré que la microencapsulation de la lutéine peut améliorer la solubilité dans l’eau et la stabilité de la lutéine et contrôler la libération de la lutéine [72-73].

Parmi les méthodes de microencapsulation, la technologie de séchage par pulvérisation présente les avantages d’une productivité élevée, une faible consommation d’énergie, un cycle de développement court et une bonne flexibilité. Il est devenu l’une des méthodes de microencapsulation les plus importantes dans l’industrie alimentaire depuis des décennies [74]. Dans le processus de microencapsulation par pulvérisation, la sélection du matériau de paroi de la microcapsule est cruciale. Parmi les différents types de matériaux de paroi de microcapsules, les polymères polysaccharides (tels que les oligosaccharides, la maltodextrine, l’acide hyaluronique et l’amidon) sont les plus couramment utilisés en raison de leur faible coût, de leur haute solubilité, de leur faible viscosité et de leurs propriétés antioxydantes [75]. Zhang Lihua et al. [76] ont dispersé la lutéine uniformément dans une matrice modifiée d’amidon et de saccharose, puis enduit d’amidon de maïs. Les microcapsules de lutéine ont été préparées en utilisant la technologie de séchage par pulvérisation. Les microcapsules de lutéine préparées peuvent directement dissoudre la lutéine dans l’eau pour former un liquide uniforme, ce qui améliore la solubilité et la stabilité de stockage de la lutéine et augmente la biodisponibilité de la lutéine. La biodisponibilité relative a également atteint 139,1 %.

Ding Zhuang et al. [77] ont sélectionné trois types différents de polysaccharides (tréhalose, inuline et amidon modifié) et leurs combinaisons pour préparer des microcapsules de lutéine à l’aide d’une expérience à trois niveaux à trois facteurs. L’étude a montré que le taux maximal d’encapsulation des microcapsules contenant de l’inuline et de l’amidon modifié en tant que matériaux composites d’incorporation était de 80,0 ± 0,6 % et que la stabilité était également considérablement améliorée. En plus des polymères polysaccharidiques, les matériaux de paroi des microcapsules comprennent également des polymères protéiques (comme les protéines et la gélatine), qui ont une bonne biodégradabilité et une bonne compatibilité [78].

Au cours des dernières années, la sélection de matériaux de paroi protéique appropriés et la composition et la modification des protéines sont devenues des points chauds de la recherche. Qu Xiaoying et al. [72] ont utilisé de la gomme arabique et de la gélatine comme matériaux de paroi pour les microcapsules, ont préparé des microcapsules de lutéine par coacervation et ont optimisé les conditions de préparation pour améliorer la stabilité de la lutéine à la lumière, à la température et à l’humidité relative. Zhao Tong et al. [79] ont préparé différentes microcapsules de lutéine (microcapsules de lécithine et de lutéine et microcapsules de caséine et de lutéine) et ont étudié les effets de la température, de la lumière et du pH sur la stabilité de la lutéine. Les résultats ont montré que les microcapsules de caséine-lutéine avaient une meilleure stabilité et étaient plus facilement absorbées par les cellules intestinales Caco-2 que la lutéine naturelle.

3 Conclusion

Ces dernières années, les activités physiologiques et fonctionnelles de la lutéine ont été largement étudiées. L’apport d’une quantité appropriée de lutéine contribue non seulement à la santé des yeux, mais prévient également les maladies cardiovasculaires et favorise le développement du cerveau. La lutéine est également un colorant alimentaire naturel et un antioxydant. Cependant, la mauvaise solubilité dans l’eau, la stabilité chimique et la faible biodisponibilité de la lutéine ont limité son application dans les aliments. Cependant, divers systèmes d’encapsulation (tels que les liposomes, les nanoparticules, les systèmes d’émulsion et les microcapsules) peuvent améliorer l’encapsulation, l’administration et la libération de la lutéine, et augmenter sa biodisponibilité dans le corps humain.

Cependant, il existe également des lacunes dans le développement des systèmes d’encapsulation de la lutéine. Par exemple, il y a la question de la couleur de la lutéine, qui est un colorant naturel, de sorte que le taux de dégradation chimique des produits contenant de la lutéine doit être considéré. Certaines techniques d’encapsulation posent également des problèmes, comme les coûts élevés, les difficultés de production industrielle et la sécurité des systèmes d’encapsulation à l’échelle nanométrique. De plus, il existe peu de recherches sur la digestion, l’absorption et le métabolisme de la lutéine dans divers systèmes d’administration, et le rôle des différents systèmes d’administration dans l’absorption et le métabolisme de la lutéine doit être mieux compris. Par conséquent, les tendances futures devraient se concentrer sur la recherche de systèmes de distribution de lutéine économiquement viables pour la production industrielle à grande échelle, sur la sécurité des systèmes d’encapsulation à l’échelle nano-industrielle, sur le mécanisme de digestion et d’absorption, et sur le développement de systèmes d’incorporation plus nombreux assemblés à partir de polymères naturels de qualité alimentaire (tels que les protéines et les polysaccharides).

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