中空玉米醇溶蛋白/壳聚糖纳米营养递送体系的构建及体外释放机理研究

It is an important means to improve the stability and bioavailability of nutrients by the design and construction of nanoparticles using protein and polysaccharides. So far, the problem of low loading rate and burst release is not conducive to the effective delivery and utilization of nutrients. Base on the particular structure and self-assembly characteristics of zein, the construction of hollow zein/chitosan nanoparticle was put forward, in which the hollow structure could improve the loading rate and slow release of the guest molecules. First of all, hollow zein/chitosan nanoparticles were prepared by sacrifice template method and nonsolvent induce phase separation method. Secondly, solid zein/chitosan nanoparticles as control, the characterization and properties of hollow zein/chitosan nanoparticles were analyzed. Meanwhile, the assembly mechanism was elucidated. Finally, curcumin was used as a model to study the loading rate, stabilization and elucidate the mechanism of the release of nutrients from the hollow zein/chitosan nanoparticle. This project provides a theoretical basis for enriching nano nutrient delivery system, and has important guiding significance for the application of nanotechnology in food science.

利用蛋白质和多糖构建递送食品营养成分的纳米载体，是提高营养物质稳定性及生物利用率的重要手段。目前，纳米营养递送体系存在负载率低和突释现象显著等问题，不利于营养物质的有效递送及充分利用。本项目基于玉米醇溶蛋白（zein）的自组装特性，构建中空玉米醇溶蛋白/壳聚糖（Hzein/CS）纳米营养递送体系，深入研究中空结构对提高负载率及缓慢释放客体分子的促进机制。首先，通过牺牲模板法和溶剂-非溶剂相分离法构建Hzein/CS纳米粒子。其次，表征Hzein/CS的形貌结构，分析其性质特征并阐明形成机理。最后，以姜黄素（curcumin）为模型营养成分，构建姜黄素/中空玉米醇溶蛋白/壳聚糖（Cur@Hzein/CS）纳米营养递送体系，探讨Cur@Hzein/CS的负载率和稳定性，揭示其释放机理。本研究为构建纳米营养递送体系提供理论基础，并对纳米技术在食品科学中的运用有重要指导意义。

利用蛋白质或多糖构建递送食品营养成分的载体，是提高营养物质稳定性及生物利用率的重要手段。目前，纳米营养递送体系存在负载率低和突释现象显著等问题，本项目以玉米醇溶蛋白（zein）为主要原料，制备营养递送纳米粒子，表征其结构特征，探究其形成机理，评价粒子的稳定性和对于姜黄素（Cur）成分的缓释作用。. （1）以zein和不同分子量的壳聚糖（CS）为原料，通过反溶剂法制备Cur/zein-CS纳米粒子。在zein与CS质量比为8:1，姜黄素添加量为1%时，包封率和负载量分别为82.93%和8.29%。此条件下可得到球形、分布均匀，且具有良好的pH、离子及储藏稳定性的纳米粒子。静电相互作用及氢键是组装该纳米粒子的主要作用力。与游离Cur相比，Cur/zein-CS纳米粒子表现明显的缓释性能。. （2）以zein、没食子儿茶素没食子酸酯（EGCG）、绿原酸（CA）和单宁酸（TA）为原料，采用碱处理法制备zein-EGCG、zein-CA和zein-TA共价物，采用反溶剂法构成zein-多酚纳米缓释体系。当zein为1 mg/mL、姜黄素为1%时，zein-EGCG的包封率和负载量分别为95.98%和19.20%。zein-多酚纳米粒子较zein纳米粒子更小，形成主要与氢键和共价作用有关。Cur/zein-多酚纳米粒子的稳定性和缓释性能优于zein纳米粒子。. （3）将zein-EGCG共价物加入到CS溶液中，采用反溶剂法制备zein-EGCG-CS纳米粒子递送体系。zein-EGCG-CS纳米粒子平均粒径为105.33 nm，其包封率和负载量为94.58%和18.92%，粒子的稳定性和缓释性能优于zein-CS、zein-EGCG纳米粒子，可作为疏水性营养成分递送的良好壁材。. 研究发表高水平SCI论文10篇；参加国内外学术会议4次；申请国家发明专利3项，其中授权专利1项，培养研究生3人。