功能性大豆肽基纳米颗粒的钙离子螯合及微囊化研究

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大豆蛋白经酶解后可获得具有多种生理活性的可溶性大豆肽和伴随产生的大量不溶性多肽聚集体。可溶性大豆肽溶解性高,易消化吸收,可以作为疏水性小分子活性物质的优良输送载体,同时可螯合二价金属离子,提高其在肠道中的吸收利用率。相对于酪蛋白磷酸肽在商业化补钙产品中的广泛应用,植物来源的大豆肽钙螯合物作为新型钙补充剂受到广泛关注,但其钙结合和促钙吸收能力较差等问题严重制约了大豆肽的应用。此外,作为酶解副产物的不溶性肽因存在加工性质较差等问题未被广泛关注,导致其利用率较低。本研究以深入拓展可溶性肽与不溶性肽的利用为出发点,通过构建荷载异黄酮的功能性大豆肽钙螯合物颗粒和微胶囊产品,以期提高活性物质在胃肠道中的稳定性。另外,对不溶性肽进行改性以降低其苦味,改善颗粒的理化性质,增强其应用性。本研究将为功能性植物多肽新配料的开发提供新思路。本文的主要研究结论如下:(1)鉴于两亲性大豆肽具有疏水活性物质和矿物质的双重结合能力,本文以可溶性大豆肽为载体,采用反溶剂法构建大豆肽染料木素(Genistein,GS)纳米颗粒,并螯合钙离子得到具有核壳结构的三元肽钙螯合物,表征其理化性质,考察其体外消化特性。结果显示,利用碱性蛋白酶、蛋白酶M、中性蛋白酶酶解大豆蛋白得到的三种大豆肽APH、MPH、NPH,皆具有自组装能力,可荷载GS显著提高其水溶性。GS纳米颗粒螯合Ca2+得到三元肽钙螯合物。其中,MPH临界胶束浓度最低(0.098mg/m L),表现出最强的GS荷载能力及Ca2+螯合能力。三元肽钙螯合物粒径大,稳定性差,以无规则聚集状态存在。但在体外模拟胃肠道消化中可极大提高胃阶段GS保留率至80%,肠阶段钙保留率至70%。光谱分析表明,GS通过以疏水相互作用为主的非共价作用与大豆肽结合,Ca2+主要通过大豆肽氨基酸残基羧基、氨基螯合,三者共同形成GS作为内核,外层钙离子桥连的核壳结构胶体颗粒。GS作为颗粒的内核会使大豆肽的部分疏水基团内卷,更多钙离子酸性氨基酸结合位点暴露于颗粒表面,经胃肠道消化后,此胶体结构有利于提高GS和Ca2+在肠道内的溶解度。(2)以阿拉伯胶(GA)、麦芽糊精(MD)等为壁材,优化了微胶囊制备工艺,并对三元肽钙螯合物进行微囊化,考察其消化特性。结果显示,随壁材GA比例增加多肽包埋率先增大后减小。GA微胶囊的吸湿性改善效果最好,下降40%,MD的加入有利于微胶囊粉末的润湿和溶解,两者1:1复配时可提高多肽包埋率(58.74%)。壁材中添加表面活性物质(卵磷脂、甜菊糖苷)可修饰微胶囊的表面,使其变得光滑,并改善润湿性。大豆肽芯材中加入GS对微胶囊的性质影响不大,而螯合Ca2+后微胶囊的多肽包埋率提高而吸湿性增强。以GA为壁材的微胶囊在胃消化阶段可强化对GS的保护作用,促进Ca2+在肠消化阶段的重新螯合,与未包埋样品(70%)比较,对钙保留率有显著的提升作用(85%)。(3)研究了大豆蛋白酶解聚集行为,采用超声处理和微囊化技术诱导不溶性肽的解聚及重组装,以期改善其苦味和稳定性。结果显示,不溶性肽形成的主要驱动力为疏水相互作用,且热灭酶可加剧其形成。与可溶性肽比较,不溶性肽疏水性氨基酸含量高,苦味大,吸湿性小。超声处理可断裂不溶性肽中的次级键,分子间发生重组装而屏蔽了部分大豆肽的苦味基团,形成低苦味的肽基纳米颗粒。但此纳米颗粒稳定性较差,添加表面活性物质甜菊糖苷(Steviol glycosides,STE)可与其发生相互作用而提高其贮藏稳定性。喷雾干燥微囊化技术可进一步降低肽基纳米颗粒的苦味,壁材中添加0.1%的STE,可通过STE本身的甜味呈现及与肽基纳米颗粒发生疏水相互作掩蔽苦味基团达到降苦效果。但STE添加浓度较高时苦涩味反而增强。
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