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海藻酸钠复合水凝胶包埋IgY及其释放特性研究

海藻酸钠复合水凝胶包埋IgY及其释放特性研究

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作者：李嘉颖江南大学

学位级别：硕士

具有特异性的卵黄抗体(IgY)可治疗细菌或病毒引起的肠道疾病,具有低成本、无毒、不产生耐药性等优点,但口服IgY容易因胃酸、胃蛋白酶的作用而失活。本论文以海藻酸钠(ALG)为主要壁材,通过锐孔-凝固浴法制备凝胶珠包埋IgY,以降低其在胃... 详细信息

具有特异性的卵黄抗体(IgY)可治疗细菌或病毒引起的肠道疾病,具有低成本、无毒、不产生耐药性等优点,但口服IgY容易因胃酸、胃蛋白酶的作用而失活。本论文以海藻酸钠(ALG)为主要壁材,通过锐孔-凝固浴法制备凝胶珠包埋IgY,以降低其在胃部的活性损失。本文探究了凝胶珠的特性、芯材和壁材的相互作用及凝胶珠的溶胀释放动力学。本论文首先探究了IgY-海藻酸钙凝胶珠的最佳制备工艺,主要评价指标包括:包埋率、载药量和活性保留率。实验结果表明,IgY添加量为10 mg/g、ALG浓度为1.5%、CaCl浓度为0.1 mol/L且pH为5.0,于50°C下干燥3 h后得到的IgY-海藻酸钙凝胶珠性能最优,包埋率为52.26%,载药量为28.24 mg/100mg凝胶珠,湿态凝胶珠颗粒圆整性好、表面平整,制备过程条件温和,不对IgY活性造成影响。同时探究了凝胶珠的物理性质,包括直径、硬度、溶胀度和溶胀释放率,研究发现IgY-海藻酸钙凝胶珠的直径集中在2.5～2.7 mm范围内,硬度基本大于2000 g,在模拟胃液中2 h后溶胀度仅2～3倍,IgY累积释放率约30%,但在模拟肠液中0.5 h后,溶胀度达15倍以上,IgY累积释放率约60%,在模拟肠液中2 h后,溶胀度达25倍以上,IgY基本全部释放。为了解决单一ALG为壁材的凝胶珠存在的包埋率较低、模拟消化胃部释放率高且内部IgY活性降低的问题,以表观黏度和包埋率为指标进行复配多糖的筛选,最终确定采用κ-卡拉胶(CG)与ALG进行复合包埋。研究结果表明,当CG浓度为0.45%时制得的凝胶珠性能最佳,与单一ALG凝胶珠包埋相比,复合多糖包埋使得包埋率达到63.01%、使胃消化后的IgY活性保留率提高了35.41%,几乎无活性损失,而载药量仅略有下降,但仍有26.54 mg/100mg凝胶珠。另外通过溶胀释放实验发现IgY在胃部基本不释放。通过宏观和微观形态的观察,发现添加CG后,凝胶珠整体结构变致密。通过电位分析、浊度分析和热力学分析探究芯材和壁材之间的相互作用。电位测试结果显示IgY的等电点在pH 5.0～6.0之间,当pH小于等电点时,带正电的IgY与带负电的ALG、CG之间存在静电引力;浊度测试发现,ALG、CG与IgY的混合溶液比单一溶液浊度高,推测ALG、CG与IgY之间存在一定的静电相互作用;差示扫描量热仪(DSC)测试结果显示,ALG可以使IgY的变性温度略微上升。最后,本文深入探究了IgY-CG-海藻酸钙凝胶珠的溶胀释放动力学。研究发现,IgY-CG-海藻酸钙凝胶珠在胃中溶胀时不会出现“过溶胀现象”,在肠道中的溶胀遵循Schott二级溶胀动力学(r>0.99)。凝胶珠内IgY的释放主要符合一级释放模型,较为符合Ritger-Peppas释放模型,当CG浓度≤0.15%时,IgY的释放属于Fick扩散,而当CG浓度≥0.30%时,IgY释放机制转变为不规则扩散。本论文探究得到的最佳胶珠制备工艺为IgY的肠道释放提供了一种有效模型,其释放规律的探究为其应用奠定了研究基础。

关键词：卵黄抗体海藻酸钙凝胶珠 κ-卡拉胶性能溶胀释放动力学

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pH响应查尔酮负载PVA/PAA功能薄膜的制备与性能

pH响应查尔酮负载PVA/PAA功能薄膜的制备与性能

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作者：胡郑合肥工业大学

学位级别：硕士

最近,pH响应型抗菌膜因其可以通过改变外源介质pH值来控制活性物质释放而引起了人们的广泛关注。本研究以聚乙烯醇/聚丙烯酸（PVA/PAA）与活性物质根皮素胺乙基醚（AEP）为原料,开发出一种pH响应型智能食品抗菌膜包装膜,应用于肉质品保... 详细信息

最近,pH响应型抗菌膜因其可以通过改变外源介质pH值来控制活性物质释放而引起了人们的广泛关注。本研究以聚乙烯醇/聚丙烯酸（PVA/PAA）与活性物质根皮素胺乙基醚（AEP）为原料,开发出一种pH响应型智能食品抗菌膜包装膜,应用于肉质品保鲜领域。采用溶液共混法,利用轻度的热交联,将PAA分子通过氢键和酯键的形式连接到PVA分子上,制备出一种具有pH响应性的PVA/PAA复合膜。PAA的加入降低了PVA的相对结晶度。PAA（低于6%）显著提高了薄膜的热稳定性、力学性能和阻隔性能。特别是PVA/PAA3的分解温度升高到363.6℃（比纯PVA提高了67℃）,拉伸强度提高了49.7%,杨氏模量提高了232.94%,氧气透过率降低了44.17%,水蒸汽透过率降低了49.11%。该复合膜的溶胀行为受控于溶液pH变化,溶胀动力学遵循Ritger-Peppas和Schott二阶模型且具有可逆性,证实了PVA/PAA的pH响应性与实际应用性。以PVA/PAA3为载体添加具有抗菌抗氧化能力的活性物质AEP,制备出目标功能膜PVA/PAA3-AEP,AEP与PVA/PAA3以氢键结合。功能薄膜对AEP的控释性具有pH响应特性,释放动力学符合Korsmeyer-Peppas方程和一级动力学方程,结果显示AEP释放过程属于non-Fickian扩散,AEP的转运是一个限速步骤。PVA/PAA3-AEP3对DPPH·的清除效率达到80%,具有很好的抗氧化活性,并且能抑制食源性细菌生长,对单核细胞增生***的抑制效率为71%,对***抑制效率为76%,对***抑制效果为3.6%。研究了PVA/PAA3-AEP3功能膜常温下对猪肉保鲜的能力,发现在25℃下能有效延长猪肉的货架期4天,同时对猪肉的TVB-N值进行监测,结果发现,功能膜组的TVB-N值低于其他实验组,可以看出PVA/PAA3-AEP3功能膜的pH响应控释特性在智能食品包装方面具有巨大潜力。

关键词： pH响应性智能食品包装释放控制溶胀释放动力学抗氧化抗菌活性

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