OSA改性苦荞淀粉基Pickering乳液的构建及其运载芦丁的应用研究

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淀粉、蛋白质等基质来源的Pickering乳液,具有良好生物相容性和稳定性,已成为近年来的研究热点。苦荞是我国西南地区广泛种植的一类药食同源小杂粮作物,具有很好的营养价值。淀粉是苦荞最主要的碳水化合物来源,具有颗粒小,致敏性低,峰值粘度高、热糊稳定性和冷糊稳定性强等特性,同时也具有疏水性差,乳化稳定性不佳等局限性。苦荞淀粉的同源物质芦丁具有抗氧化抗炎降糖等多种生物活性作用,但低溶解度限制了相关产品的进一步开发应用。为改善这些不足,增加苦荞淀粉和芦丁的应用多样性,本文以辛烯基琥珀酸酐(OSA)改性苦荞淀粉(OS-TBS)为研究对象,制备OS-TBS基Pickering乳液并研究分析其运载特性。本文主要研究方法和结论如下:(1)以碱提法提取苦荞淀粉,进行OSA改性(OSA添加量分别为淀粉质量的3%、5%和7%)得到OS-TBSs(OS-3%、OS-5%和OS-7%)。通过滴定法测定OS-TBSs的取代度(DS)分别为0.0184、0.0251和0.0312;通过傅里叶红外光谱测定发现淀粉分子在1726 cm-1处的羰基特征峰和1573 cm-1处的羧基伸缩振动峰,进一步验证了OSA改性对淀粉羟基的成功取代。通过扫描电镜观察、X-射线衍射图谱扫描、差式扫描量热等理化指标测定发现OSA改性并不改变TBS原有的形态结构和“A”型晶型结构,酯化反应主要发生在淀粉的无定形区域,淀粉中直链淀粉含量和结晶度有所降低。热性能分析指出OS-TBSs的To、Tp、Tc显著降低(P<0.05),使得淀粉糊化所需的能量降低。(2)采用高压均质法制备OS-TBSs基Pickering乳液,分析考察在不同的颗粒浓度、油相比例(Φ)、p H和Na Cl浓度下乳液的稳定性指标的变化,发现OS-TBSs基Pickering乳液粒径小于TBS组,且粒径随着乳液中OS-TBSs取代度的增加而逐渐减小。在4%(w/w)颗粒浓度条件下乳液油水界面的颗粒吸附量达到饱和状态,Pickering乳液粒径相对较小且粒径分布均匀;在30%(v/v)油相条件下制备得到的Pickering乳液更均匀稳定,油相液滴能够稳定的被淀粉颗粒包裹;在较高碱性条件下(p H=11)乳液发生相分层,稳定性降低;乳液中Na Cl浓度的增加(100 m M)会导致乳液界面颗粒间静电排斥力降低,表面电荷逐渐降低触发颗粒的聚集,粒径增大,乳化稳定性降低。进一步在4%(w/w)颗粒浓度,Φ=30%,中性和无盐离子条件下制备OS-TBSs Pickering乳液,发现乳液是以弹性为主导的呈现剪切稀化的假塑性流体;乳液液滴分布致密均匀,在30天的常温贮藏过程中保持均匀稳定,未出现明显分层现象,表现出优异的贮藏稳定性。(3)构建OS-TBSs基芦丁Pickering乳液体系。制备得到的芦丁Pickering乳液液滴粒径<300 nm,在经过了30 d的常温贮存后粒径变化<100 nm,稳定性依旧保持良好;流变性测试表明乳液假塑性流体特征并未改变。通过体外模拟胃肠道消化过程中芦丁的释放研究来探究芦丁的生物利用情况,以芦丁油水混合物(OS-3+R和OS-5+R)作对照,发现不同浓度(1.5~3.0 mg/m L)乳液OS-3-R(L/H)和OS-5-R(L/H)组中芦丁都能够更好的在肠道释放,最终累积释放率分别达到98.47%、98.36%和79.36%、76.94%,显著高于(P<0.05)油水混合物中游离芦丁的释放(62.21%和60.80%)。最后建立溃疡性结肠炎模型小鼠,在体内实验进一步探究OS-TBSs基芦丁Pickering乳液对模型小鼠结肠炎症状影响,研究发现芦丁Pickering乳液组(OS-3-RH和OS-5-RH)提高了芦丁的生物活性利用,更好地改善了小鼠的结肠炎症状。综上所述,本课题以OS-TBSs作基质的Pickering乳液为研究中心,通过稳定性影响因素确定乳液最佳制备参数,探究考察乳液的理化特性和乳液作为运载体系对芦丁的生物活性的影响,以期进一步为研究开发以芦丁和改性苦荞淀粉为原料的保健食品提供理论基础。
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