酪蛋白/果胶复聚物-EGCG辅助抗氧化协同构建植物甾醇纳米胶囊

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植物甾醇是一种重要的天然活性成分,具有降胆固醇、免疫调节、抗癌和抗炎等多种重要的生理功能,但是其在水和油中的溶解性都很低,而且在加工、储藏和运输过程中易氧化,影响其生物可及性,这些缺陷限制了植物甾醇在食品加工中的应用。为此,本文以酪蛋白和果胶为原料,采用纳米包埋技术构建植物甾醇输送载体,对植物甾醇进行胶囊化保护,进一步基于没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)与酪蛋白相互作用构建纳米胶囊以提高植物甾醇的稳定性和抗氧化性,同时显著也提高了纳米胶囊的抗氧化性。研究评价了有无EGCG存在时两种纳米胶囊对植物甾醇的包埋率、负载率、稳定性以及生物可及性,明确了EGCG、植物甾醇和酪蛋白之间的相互作用方式,阐明了酪蛋白/果胶复聚物-EGCG-植物甾醇纳米胶囊的稳定性机制。采用动态光散射法研究酪蛋白和果胶之间的质量比以及不同p H值对酪蛋白-果胶复聚物形成的影响。结果表明在质量比为2:1、p H 4.0时酪蛋白-果胶纳米胶囊具有较小的粒径(203 nm)、多分散指数(0.28)以及较低的电位值(-32 m V)。在此条件下制备酪蛋白-果胶纳米胶囊并对植物甾醇进行包埋,当芯壁比为1:3时能够获得最大的包埋率和负载率,分别为91%和21%。研究了EGCG对植物甾醇纳米胶囊形成条件的影响,发现当植物甾醇和壁材的比例为1:3和1:4时加入EGCG,溶液出现沉淀;当植物甾醇和壁材比例为1:5时,加入0.4 mg/m L的EGCG,可以使包埋率和负载率分别达到95%和25%,比未添加EGCG时相比,有显著性提高。对制备所得的酪蛋白/果胶复聚物-植物甾醇(NCP-PSs)纳米胶囊、酪蛋白/果胶复聚物-EGCG-植物甾醇纳米胶囊(NCP-EGCG-PSs)结构进行表征,傅里叶变换红外光谱、X-射线衍射技术、荧光光谱和圆二色谱的结果表明,酪蛋白与果胶之间通过静电相互作用形成稳定的胶囊外壳结构,而植物甾醇和酪蛋白之间存在氢键与疏水相互作用,EGCG与酪蛋白之间存在氢键相互作用。通过包埋,植物甾醇晶型发生改变,稳定在酪蛋白的疏水囊腔中,进而形成稳定的胶囊结构。在纳米胶囊的形成过程中,植物甾醇和EGCG的加入使得酪蛋白的α-螺旋含量分别增加了7.43%和14%,促进了酪蛋白螺旋结构的稳定。植物甾醇纳米胶囊的稳定性、抗氧化性研究结果表明,短时间加热处理会使纳米胶囊的PDI减小,使体系更均一;果胶可以提高植物甾醇纳米胶囊的p H稳定性,EGCG对纳米胶囊的p H稳定性影响不显著。对于纳米胶囊的储藏稳定性,实验结果表明,未添加EGCG的纳米胶囊在4°C和25°C下储存15 d后,植物甾醇的保留率分别为81%和57%,添加了0.4 mg/m L EGCG的纳米胶囊在4°C和25°C下储存15 d后,植物甾醇的保留率分别为84%和80%,与未添加EGCG时相比,植物甾醇保留率分别提高了3%和40.3%,说明EGCG的存在显著提高了植物甾醇纳米胶囊的储藏稳定性,也显著提高了植物甾醇纳米胶囊的抗氧化性。此外,通过体外释放模拟实验发现植物甾醇纳米胶囊在胃肠道内表现出良好的控释特性,经过酪蛋白和果胶对植物甾醇进行包埋,使NCPPSs纳米胶囊和NCP-EGCG-PSs纳米胶囊中植物甾醇的生物可及性至少提高了43.8%。
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