基于自组装的豌豆蛋白颗粒Pickering高内相乳液的构建及应用

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姜黄素具有良好的生理学活性,但存在水溶性差、易降解和生物可及性低等问题,限制了其在食品工业中的应用。Pickering高内相乳液(HIPEs)对姜黄素具有良好的保护和递送能力。本课题从自组装豌豆分离蛋白纳米颗粒(PPINs)的构建入手,采用辛烯基琥珀酸线性糊精(OSA-LD)调控PPINs的乳化能力,提高其HIPEs在酸性条件下的稳定性,探究负载姜黄素的HIPEs对溃疡性结肠炎小鼠的治疗效果。基于K2S2O5对二硫键的还原作用,并协同热处理,构建了自组装豌豆分离蛋白纳米颗粒(PPINs)。通过动态光散射(DLS)、透射电子显微镜(TEM)等手段对PPINs进行表征,结果表明随着K2S2O5浓度从2 m M增加到8 m M,PPINs的粒径从124.7 nm增加到297.5 nm,ζ-电位从-32.2 m V降低到-35.8 m V。采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、荧光光谱、圆二色谱、SDS-PAGE、解离分析等手段探究PPINs的形成机理。PPINs的形成机理:在K2S2O5和加热的协同作用下,二硫键被还原,豌豆蛋白发生热变性,亚基发生解离,通过疏水相互作用聚合形成PPINs的基本骨架,游离巯基相互靠近并被氧化形成二硫键,进一步稳定PPINs内部结构,部分氢键维持PPINs外部结构。探究了PPINs稳定Pickering HIPEs的能力。通过激光粒度仪、光学显微镜、激光共聚焦扫描显微镜(CLSM)、流变仪等手段对Pickering HIPEs的液滴尺寸、微观结构和流变特性进行表征。结果表明,随着PPINs浓度从0.25 wt%增加到1.25 wt%,HIPEs的液滴尺寸从84.47μm减小到26.41μm。进一步探究Pickering HIPEs在不同条件下(离心、离子强度和温度)的稳定性。随着PPINs浓度的增加,乳液的界面层更加完善,具有更好的储存和离心稳定性。HIPEs在不同的温度(50℃-100℃)和离子强度(50 m M-400 m M)下具有良好的稳定性,仍保持稳定的凝胶状结构。基于疏水相互作用,在酸性条件下通过加热制备了PPINs/OSA-LD复合颗粒。通过DLS、TEM、FT-IR、荧光光谱、同步热分析仪表征了复合颗粒的形成及PPINs与OSA-LD的比例对复合颗粒性质的影响。结果表明随着PPINs与OSA-LD的比例从5:1增加到1:3,复合颗粒的粒径从228.1 nm降低到159.2 nm,ζ-电位从-20.6 m V降至-24.5 m V。随着OSA-LD含量的增加,复合颗粒变得更加致密、规则,当PPINs与OSA-LD的比例达到1:2时,OSA-LD在颗粒界面处的吸附达到饱和。采用激光粒度仪、流变仪和低场核磁共振波谱仪对复合颗粒稳定HIPEs的能力进行表征。随着复合颗粒中OSA-LD比例的增加,复合颗粒致密性提高导致HIPEs液滴尺寸从62.55μm减小到38.41μm。颗粒界面的OSA-LD达到饱和后,连续相出现了OSA-LD,增加了HIPEs的黏度和模量,HIPEs的油水分布更加均匀。研究PPINs和PPINs/OSA-LD复合颗粒稳定的HIPEs对姜黄素的保护和递送能力,及其对溃疡性结肠炎的治疗效果。保留率分析表明,储存30天后,包封于HIPEs中姜黄素保留率达到84.85%和85.98%,明显高于油中的姜黄素,主要是乳液的界面结构对姜黄素起到良好的保护作用。由于游离脂肪酸的释放程度更高,PPINs/OSA-LD复合颗粒稳定的负载姜黄素的HIPEs具有更高的生物可及性(31.16%)。通过小鼠构建溃疡性结肠炎动物模型。经乳液组治疗后,溃疡性结肠炎症状得到明显改善,小鼠体重恢复较快、结肠明显变长,促炎症细胞因子(IL-1β、IL-6和TNF-α)水平明显下降,抑炎症细胞因子(IL-10)水平明显升高,肠道菌群的紊乱得到调节。PPINs/OSA-LD-Cur组对溃疡性结肠炎具有更好的治疗效果,可能是由于姜黄素和抗性淀粉的双重作用。
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