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近年来,大量的功能性生物活性物质被广泛应用于食品体系,但大多数疏水活性物质由于溶解性低、稳定性差及生物利用度低等缺点限制了其应用范围。玉米醇溶蛋白(zein)具有自组装特性和生物相容性,可作为活性物质输送载体的理想基质材料以提高其生物利用度及生物效价。但单独的zein颗粒在中性条件下易聚集,稳定性差。本文基于zein与多糖、磷脂及多酚之间的相互作用调控zein颗粒表面特性,发挥不同组分协同功效改善zein颗粒性质,深入研究了载体增强槲皮素生物活性的作用机制,并利用胶体颗粒稳定界面制备Pickering乳液。建立模拟胃肠消化耦合细胞吸收模型研究了功能性蛋白颗粒及Pickering乳液、亚微乳的消化行为、微结构变化和槲皮素吸收与活性演变规律,探讨了载体结构与槲皮素生物利用度和生物效价的关系;进一步以药代动力学研究了输送载体荷载槲皮素的吸收利用及代谢规律。主要研究结论如下:(1)系统地研究了zein-壳聚糖复合胶体颗粒(ZCPs)荷载槲皮素的抗氧化活性作用机制,利用红细胞氧化溶血和人肝癌(Hep G2)细胞抗氧化探究了ZCPs与增强槲皮素抗氧化活性的关系。结果表明,ZCPs显著提高了槲皮素的溶解性和光热稳定性,增强了对红细胞氧化溶血的抑制作用,尤其在低浓度条件下。结合RT-PCR及Western Blot技术说明颗粒及槲皮素可以通过激活Nrf2信号通路提高Nrf2与抗氧化反应元件(ARE)的结合来调控抗氧化酶的m RNA和蛋白的表达,以清除细胞内过多的活性氧(ROS),从而发挥抗氧化活性。(2)研究了复合胶体颗粒的性质与增强槲皮素生物活性之间的关系,利用不同类型多糖(壳聚糖、季铵盐壳聚糖和果胶)调控zein颗粒表面性质,结合Caco-2细胞、Hep G2及小鼠巨噬细胞(RAW264.7)模型研究了颗粒细胞吸收机制及对槲皮素抗氧化及抗炎活性的影响。结果表明,不同性质的颗粒均可以被细胞内化,且通过不同内吞途径进入Caco-2细胞,颗粒粒径越小,电荷量越高,槲皮素的细胞吸收率越高,细胞抗氧化和抗炎活性越强。(3)进一步从细胞和动物水平研究了颗粒输送体系对槲皮素生物利用度和生物效价的影响,首先结合体外模拟胃肠消化和Caco-2细胞吸收模型阐明颗粒消化类胶束结构与增强槲皮素细胞吸收、生物利用度及生物效价的关系,然后通过药代动力学分析颗粒荷载槲皮素的相对生物利用度及代谢情况。结果表明,在胃肠消化后,颗粒的结构发生改变形成类胶束重新溶解槲皮素,提高了槲皮素的生物可及性。在Caco-2细胞吸收过程中,颗粒消化的类胶束结构不同程度地提高了槲皮素的细胞吸收,从而提高了生物利用度,同时在小肠细胞吸收前后提高了槲皮素的抗氧化活性。药代动力学参数表明颗粒包埋显著提高了槲皮素的AUC0-∞,ZCPs-Q和ZP-Q(zein-果胶颗粒)分别提高了10.4和5.86倍,这与颗粒性质有关,同时利用LC-MS/MS鉴定了槲皮素的主要代谢途径。(4)研究了多酚和小分子表面活性剂改善zein颗粒性质对槲皮素生物活性的影响,以实现多功能生物活性物质的共递送。利用大豆卵磷脂-zein-多酚共价复合物(Z-CA-L-CN)或非共价混合物(Z-CA-L-MN)制备三元复合胶体颗粒荷载槲皮素,基于衰老自由基学说以H2O2诱导皮肤成纤维细胞(HSF)氧化应激模型阐明了颗粒输送绿原酸和槲皮素的协同作用及稳定性。结果表明,颗粒荷载充分发挥了绿原酸与槲皮素协同抗衰老活性,可以通过调节细胞内Nrf2和PI3K/AKT信号通路延缓或预防HSF细胞早衰。卵磷脂及zein-绿原酸的共价作用显著促进了槲皮素的细胞吸收,从而提高了抗衰老活性,同时提高了槲皮素和绿原酸在紫外辐照和加热条件的抗衰老活性稳定性,为多功能物质的局部输送提供了一条新的途径。(5)系统地研究了以ZCPs-Q结构单元稳定的Pickering乳液对槲皮素生物利用度的影响,通过体外模拟胃肠消化和Caco-2细胞吸收转运建立了颗粒或乳液消化特性与槲皮素细胞吸收和生物利用度之间的关系。结果显示,ZCPs-Q颗粒可以吸附在乳液界面形成多层界面膜,有效阻止了乳液中颗粒之间的聚并、奥氏熟化等。在体外模拟胃肠消化后,颗粒和乳液结构发生变化分别形成类胶束和胶束结构溶解槲皮素,提高了槲皮素的生物可及性。在Caco-2细胞中,消化胶束类结构促进了槲皮素的细胞吸收,其中界面槲皮素乳液(ZCP-QE)由于混合胶束和颗粒消化的共同作用,通过消化-被动扩散促进了槲皮素的细胞吸收,从而显著提高了槲皮素的口服生物利用度,由纯油的2.71%提高至41.22%。(6)进一步研究了以ZP/ZP-Q为基质通过高压微射流制备的亚微米Pickering乳液荷载槲皮素的能力,结合体外模拟胃肠消化和Caco-2细胞吸收及抗炎活性研究和评价了油相类型(玉米油LCT或中链甘油三酯MCT)和槲皮素的位置(乳液界面ZPQ-E或乳液油相ZP-EQ)对其生物利用度和生物效价的影响。结果显示,胃肠消化后,油相类型和槲皮素位置影响了乳液消化混合胶束结构的形成,与MCT油相乳液相比,LCT形成的乳液在消化过程中形成的混合胶束有足够大的非极性区域溶解槲皮素,且乳液界面槲皮素有利于向胶束中转移,从而显著提高了槲皮素的生物可及性,同时解决了传统Pickering乳液胃消化破乳问题。在Caco-2细胞吸收转运中,不同类型乳液消化后的胶束化结构和槲皮素积累量均可以不同程度地影响槲皮素的细胞吸收,从而影响了槲皮素的生物利用度,LCT-ZPQ-E中的槲皮素表现出最高生物利用度为69.87%。同时,乳液在消化吸收过程中不同程度地提高了槲皮素的抗炎活性,说明乳液可以提高槲皮素的生物效价。该乳液为疏水类活性物质提供了一条新的靶向输送体系。综上所述,本文为功能性生物活性物质的口服给药和局部输送提供了理想的输送载体,不仅可以提高疏水生物活性物质的生物利用度和生物效价,还可以实现多种功能物质的共递送。