玉米醇溶蛋白/酪蛋白酸钠/果胶复合颗粒的可控构建及其用于食品营养递送体系的研究

Some food nutritional ingredients possess low water solubility, high environmental sensitivity and low bioavailability, which largely limit their important functions. In this proposal, we intend to fabricate two kinds of zein/caseinate/pectin composite particles with double layers of stabilizers, which are based on three edible biopolymers of zein, caseinate and pectin. Specially, we clarify the effect of different interactions between caseinate and pectin on the stability of these composite particles, especially their stability in acid and gastrointestinal enzyme environments. In addition, curcumin-loaded zein/caseinate/pectin composite particles are fabricated using curcumin as a lipophilic probe. The effect of the composite particle structure on the water solubility and environmental stability of curcumin is investigated. This project can provide new ideas for constructing new nanoscale nutraceutical delivery systems on improving the important functions of lipophilic food nutritional ingredients.

食品中一些营养成分因水溶解性差、环境敏感性高和生物利用度低等特点，无法很好地发挥其重要的营养作用。本研究基于玉米醇溶蛋白、酪蛋白酸钠和果胶这三种可食性生物大分子，分别构建两种具有双稳定层结构的玉米醇溶蛋白/酪蛋白酸钠/果胶复合纳米粒，并重点阐明酪蛋白酸钠与果胶之间不同的相互作用对形成的复合纳米粒稳定性（特别是在酸性和胃肠道酶环境下稳定性）的影响。以姜黄素作为脂溶性食品营养成分的模型化合物，构建基于玉米醇溶蛋白/酪蛋白酸钠/果胶复合纳米粒为输送载体的姜黄素食品营养递送体系，研究复合纳米粒结构对改善姜黄素水溶解性和稳定性的影响。本研究为开发新型纳米营养递送体系，进而更好地发挥脂溶性食品营养成分重要的营养作用提供新思路。

食品中一些营养成分因水溶解性差、环境敏感性高和生物利用度低等特点，无法很好地发挥其重要的营养作用。本研究基于玉米醇溶蛋白、酪蛋白酸钠和果胶这三种可食性生物大分子，利用反溶剂法和静电结合法，构建得到具有双稳定层结构的玉米醇溶蛋白/酪蛋白酸钠/果胶复合纳米颗粒，并阐明复合纳米颗粒在酸性环境下的稳定性。以姜黄素作为脂溶性食品营养成分的模型化合物，构建基于玉米醇溶蛋白/酪蛋白酸钠/果胶复合纳米颗粒为输送载体的姜黄素食品营养递送体系，研究姜黄素与复合纳米颗粒载体之间的相互作用，以及复合纳米颗粒对姜黄素水溶解性和体外抗氧化活性的影响。本项目研究发现，玉米醇溶蛋白/酪蛋白酸钠/果胶复合纳米颗粒在酸性环境下（pH3-6）具有良好的稳定性，特别是果胶的加入可以大大改善纳米颗粒在酪蛋白酸钠等电点附近（pH4-5）的稳定性。此外，复合纳米颗粒也具有良好的冻干复溶性和长期储存稳定性。在不同的玉米醇溶蛋白与姜黄素投料质量比下（10：1-40：1），荷载姜黄素的复合纳米颗粒呈球形，粒径为358.37~369.20 nm，粒径分布呈单分散性分布（PDI<0.2），表面电位为-18.87~-19.53 mV，姜黄素的包封率为81.27~94%。荧光光谱学结果表明姜黄素和复合纳米颗粒载体材料之间主要是疏水性相互作用。体外释放行为表明荷载在复合纳米颗粒中的姜黄素具有缓慢释放的特性，且无明显突释现象。此外，与游离姜黄素相比，荷载在复合纳米颗粒中的姜黄素在储存4周的时间内具有更好的体外抗氧化活性。上述研究成果对于开发基于姜黄素等疏水性功能因子的功能性食品，特别是酸性功能性饮料提供了重要的科学依据和新思路。