OSA淀粉基纳米载体的构建及其对姜黄素包埋的研究

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姜黄素是一种植物来源的疏水性多酚化合物,具有抗氧化、抗炎症、抗癌等诸多生理功效。但水溶性低、稳定性差、对环境条件敏感、口服生物利用度低等缺陷严重制约了其在食品、医药等领域的进一步发展和应用,因此科学合理地设计一种包埋载体是解决问题的核心所在。纳米载体的设计和构建为功能因子包埋及递送体系提供了新的思路。淀粉作为天然高分子载体,具有来源广泛、价格低廉、生物相容性好、安全无毒和分子结构易改造等优势。本论文立足改善姜黄素水溶性和分散性,提高姜黄素稳定性,以蜡质玉米淀粉为原料,选择辛烯基琥珀酸酐(OSA)酯化结合普鲁兰酶修饰制备OSA-脱支淀粉,通过自组装制备OSA-脱支淀粉-姜黄素纳米复合物;考察不同取代度OSA-脱支淀粉载体对姜黄素包埋率、稳定性以及释放性的影响,并初步探究了包埋机理。主要研究内容如下:首先,制备了不同取代度的OSA-脱支淀粉,成功构建了淀粉基纳米载体,并对其结构进行表征。论文考察了酶解条件对载体粒径、多分散性、取代度以及直链淀粉含量的影响,探究了OSA-脱支淀粉分子结构对载体消化特性及热力学性质的影响。结果表明:脱支显著降低了OSA淀粉相对分子质量,OSA-脱支淀粉主要由短侧链、长侧链和未完全脱支的支链淀粉三种组分构成;载体粒径为120.97 nm,Zeta-电位为-30.47 m V,具有较好的稳定性;OSA-脱支淀粉为B型结晶结构,酯化和脱支结合改性提高OSA-脱支淀粉的抗消化性,抗性淀粉含量提高至32.10%,证明OSA-脱支淀粉适用于制备运载功能因子的淀粉基纳米载体。其次,以OSA-脱支淀粉为载体,制备姜黄素纳米复合物,以包埋率、装载量及粒径为考察指标,确定了最佳制备工艺。当姜黄素/OSA-脱支淀粉质量比为1:40时,包埋率高于82%,装载量高于20μg/mg,粒径均在250 nm以下。推测OSA-脱支淀粉通过三种形式包埋,占主导的是纳米载体内部疏水空腔结构对姜黄素的包埋,其次为直链淀粉中螺旋空腔结构包埋姜黄素,最后是纳米载体对姜黄素的吸附作用。本文通过探究包埋机理发现,OSA-脱支淀粉对姜黄素的包埋主要依靠分子间氢键作用和疏水相互作用。最后,本文考察了纳米复合物中姜黄素的稳定性及体外释放特性。结果显示,经淀粉基纳米载体包埋后,姜黄素光稳定性提高了20.56%;在95°C加热20 min后姜黄素保留率为96.67%,相比于游离姜黄素,热稳定性显著提高;抗氧化性能及清除自由基能力得到改善,分别是游离姜黄素的1.94倍和4.18倍。纳米复合物的构建实现了姜黄素在肠道环境的有效释放,抑制了姜黄素在中性及碱性环境下的降解。纳米复合物中姜黄素的消化吸收率提高至28.21%,为游离姜黄素的5.95倍;在模拟肠液环境和血液环境累积释放率分别为66.20%和60.25%。
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