两亲性谷物蛋白片段/壳聚糖/疏水多酚共组装复合颗粒的构建及生物利用度研究

The improvement of bioavailability of hydrophobic polyphenol (HP) by food grade delivery vehicle will greatly enhance the application of this type of functional ingredient in food systems. This study aims at efficiently enhancing the bioavailability of HP, trying to fabricate a food grade complex particle system with hydrophobic core structure and excellent biocompatibility by using highly amphiphilic grain protein fragment and highly cell adhesive chitosan. The stability, delivery properties and bioavailability of HP loaded complex particle are mainly studied by means of in vitro, cell and in vivo models. First, the fabrication of hydrophobic core structured complex particle as well as its formation and control mechanism are investigated. In particular, the promotion mechanism of particle/HP interaction by this hydrophobic core structure is mainly focused on. Then, the stimuli-responsive property and control release kinetics of HP loaded complex particle are studied by simulated gastrointestinal digestion system model. Last, we try to clarify the improvement mechanism in bioavailability of HP loaded complex particle. Thus, the cytotoxicity, cellular antioxidant activity, Caco-2 cellular uptake are investigated and the bioavailability of HP loaded complex particle are also evaluated in mice. The results and novel findings of this project will be of great importance not only help to reveal the characteristics and advantages of complex particles as HP's bioavailability improving materials, but also to enrich the fabrication theory of novel high bioavailability food delivery system.

食品输送载体对疏水多酚生物利用度的改善将大大提升该功能性配料在食品体系的应用前景。本项目基于如何有效提高疏水多酚生物利用度这一科学问题，试图利用具有高度两亲性结构的片段化谷物蛋白和高细胞粘附性的壳聚糖共同构建具有疏水内核结构的高生物兼容性食品复合颗粒，从体外模型试验、细胞试验和体内模型试验三个层面系统考察其对疏水多酚的荷载、保护及生物利用度的改善功能。首先，构建具有疏水内核结构的复合颗粒并明确其形成与调控机理，重点研究此疏水内核结构对复合颗粒与疏水多酚相互作用的促进效果；其次，通过体外模型试验研究荷载疏水多酚的复合颗粒在模拟胃肠消化系统中的环境响应性及释放动力学；最后，从细胞试验和体内模型试验两个水平明确复合颗粒对疏水多酚生物利用度的改善机制。该方面的深入研究不仅有助于揭示复合颗粒作为疏水多酚生物利用度改善材料的特性和优势，而且对推进新型高生物利用度食品复合载体的构建具有重要的指导意义。

现代食品工业越来越注重食品对人类营养及健康改善的功能，因此大量生物活性成分被广泛应用于各类食品体系。但大多数活性营养成分的稳定性和生物可利用度都较差，特别是一些疏水性物质，例如多酚或多不饱和脂肪酸。如何在食品中有效添加并保持这类物质的稳定性是目前食品工业的一个难题。本项目从如何有效提高疏水营养物质的生物利用度这一科学问题出发，试图通过多种蛋白质、蛋白片段和多种多糖共同构建一种对疏水营养素生物利用度有明显改善作用的食品级输送载体并明确其作用机理，为这类功能性配料在食品体系中的应用提供理论基础和技术支撑。项目主要开展了：1、谷物蛋白片段的制备及表征；2、蛋白质或蛋白片段与多糖或多酚等食品组分相互作用研究；3、复合颗粒的制备与结构和功能性质表征；4、复合颗粒稳定的Pickering乳液的制备与结构和功能性质表征；5、复合颗粒或复合颗粒稳定的Pickering乳液的包埋与输送特性研究这五个方面的系统研究。研究结果发现1、创新的研究了醇溶蛋白与水溶多糖复合体系的相互作用力主要为静电作用力、疏水作用力及氢键；2、揭示了pH、复合比、离子强度、加热对蛋白-多糖-多酚复合体系组分相互作用的调控机理，并且通过以上方式制备不同胶体微结构、不同尺度的5种类型复合颗粒；3、拓展了蛋白片段与多酚相互作用及其复合颗粒构建的研究领域；4、建立了具有pH响应性的复合颗粒并明确其结构和输送特性之间的关系；5、构建了醇溶蛋白-壳聚糖复合颗粒稳定的Pickering乳液并明确了其稳定性。项目共发表论文10篇，其中SCI论文8篇，两年内引用次数27次，其中单篇最高引用8次，产生了一定的学术价值。项目负责人近两年共做5次学术报告，其中口头报告4次、海报报告1次，产生了一定的社会效果。截至目前本项目还没有产生应用价值。