蛋清肽和姜黄素基于蛋白-多糖纳米颗粒的共组装效用评价

作     者：石晓霞 

作者单位：吉林大学 

学位级别：硕士

导师姓名：刘静波

授予年度：2024年

学科分类：0832[工学-食品科学与工程（可授工学、农学学位）] 08[工学] 083201[工学-食品科学] 

主      题：蛋清肽 共组装 姜黄素 抗氧化 纳米颗粒 

摘      要：蛋清肽和姜黄素等食源性亲水与疏水活性物质具有广泛的协同效应(1+12),将他们强化于同一体系内联合开发,能够更好地满足体内多类型的营养素需求,是一种更符合人体健康需求的设计策略。然而,蛋清肽和姜黄素一方面易受到光、热、氧等环境因素的影响丧失生物活性,另一方面姜黄素作为疏水功能组分几乎不溶于水导致其与蛋清肽结合困难。纳米递送技术的发展虽然为二者的联合应用及相关功能性食品开发提供了可能,但一般而言对亲水和疏水活性组分的荷载效率46%(w/w)。借助胶体化学、理化特性表征、细胞生物学和实验动物学等评价方法,系统探究了递送体系的胶体特性、组分间相互作用机制、协同增效特性及其在预防溃疡性结肠炎方面的突出效用。本研究以活性肽结构多样性为基础,基于蛋白-多糖纳米颗粒的结构基础,诱导蛋清肽和姜黄素共组装,为相关复合功能型活性组分在生命健康领域的研究和联合应用提供了重要的科学依据和理论基础。全文的研究内容及结果如下: (1)以蛋清为原料,通过碱性蛋白酶酶解制备不同分子量分布的蛋清肽,并对其形貌特征、结构特征和体外抗氧化进行表征。结果表明蛋清肽的粒径随分子量增大而增大;且相应分子量表面疏水性和游离巯基含量增多。蛋清肽具有良好的抗氧化活性,能够与姜黄素形成复合物改善其理化稳定性。 (2)首先通过反溶剂共沉淀法制备玉米醇溶蛋白-透明质酸纳米颗粒和玉米醇溶蛋白-海藻酸钠纳米颗粒。以这两种纳米颗粒为前体模板诱导蛋清肽和姜黄素共组装。由此产生的共组装纳米颗粒具有优异的胶体特性和规则的球形结构。此外,共组装纳米颗粒还能有效提高姜黄素的理化稳定性(水溶性达64.33μg/m L)。此外,共组装纳米颗粒内,姜黄素能够与蛋清肽发生协同增效,并有效提高姜黄素的生物可及性(提升至54.9%-68.64%),这可能与蛋清肽在前体模板诱导下重组装产生更丰富的疏水性区域提高了姜黄素的载药量有关。此外,共组装纳米颗粒能够有效提高姜黄素在胃肠道中的生物分布、储留时间和吸收效率。因此,前体模板诱导的蛋清肽与姜黄素共组装有望将肽的生物活性和自组装特性结合起来,为制备新型功能材料提供新的视角,在食品领域具有良好的应用前景。 (3)基于上述共组装纳米颗粒优异的再分散性和水溶性,制备出功能性乳饮料。乳饮料表现出良好的稳定性和保色性。此外,利用功能性乳饮料灌胃小鼠,以预防结肠炎小鼠炎症的发生和扩散;探究了功能性乳饮料的抗炎机制,并从肠道菌群的角度分析乳饮料的预防炎症效果。结果表明,在功能性乳饮料干预后体重变化趋势平缓,DAI分数降低;抑制小鼠结肠缩短和脏器系数增大,且抗炎因子和杯状细胞明显增加,增强了肠道屏障的修复能力。此外,功能性乳饮料在一定程度上改善结肠炎小鼠肠道菌群的多样性。相关性分析结果表明Prevotellaceae＿NK3B31＿group和Adlercreutzia与抗炎细胞因子(IL-10)呈正相关。