食源脂溶性活性分子铁蛋白包埋物的制备及其细胞吸收机理

There are lots of edible lipophilic bioactive molecules in foodstuff, which possess a variety of unique functional proterties for human health and are considered to be the potential functional factor in the 21st century. Howere they are unstable due to their structure which are vulnerable to environmental interference and lose their functional properties. Another disadvantage is that they are water-insoluble. Lipophilic bioactive molecules are limited in the application in the field of food mostly because of these drawbacks. Therefore, this project mainly focuses on the preparation of plant ferritin encapsulated edible lipophilic bioactive molecules by taking advantage of its inner cavity and its reversible dissociation and reassembly characteristic. In the meanwhile, we will characterize the physical and chemical proterties of the nano-composite and study on its absorption mechanism by Caco-2 cells. All these studies are not only benefical to the improvement of the physical and chemical properties of these edible lipophilic bioactive molecules, but also provide valuable information on the application of nanotechnology in the functional factors.

脂溶性活性分子在食品中广泛存在，它们具有多种有益人体健康的功效，是21世纪具有开发潜力的食品功能因子。但是由于本身结构的原因，导致它们的理化性质很不稳定，容易受到外界环境干扰而使结构破坏以致功能丧失；其次，它们的水溶性极差，这些不利因素都使脂溶性活性分子的应用受到极大限制。因此在本研究中我们将利用脱铁豆科类铁蛋白的中空球形结构及其可逆变性复性的特性包埋脂溶性活性分子，制备豆科类铁蛋白食源脂溶性活性分子包埋物,以期提高食源脂溶性活性分子的水溶性和稳定性,解决其应用受限的关键问题。本项目首先建立该新型包埋物的制备方法，然后对其结构进行表征，揭示其理化特性，找到调节该包埋物Caco-2细胞吸收的受体，阐明其Caco-2细胞吸收机理。研究成果不仅可以为提高食源脂溶性活性分子的理化特性提供新的思路，而且为纳米技术在食品功能因子方面的应用提供理论指导。

脂溶性活性分子在食品中广泛存在，它们具有多种有益人体健康的功效，是21世纪具有开发潜力的食品功能因子。一些脂溶性活性分子由于本身结构的原因，理化性质不稳定，水溶性差，使脂溶性活性分子的应用受到极大限制。食源铁蛋白由于结构上呈现为中空的纳米笼，以及其本身的稳定性和营养特性，被认为是活性分子的良好运输载体。因此，本课题紧紧围绕“食源脂溶性活性分子铁蛋白包埋物的制备及其细胞吸收机理”进行，到目前为止执行四年，基金全部到位，课题圆满完成，取得了预期的成果。包埋方面，在该基金的资助下我们成功制备了铁蛋白-β-胡萝卜素和铁蛋白-姜黄素包埋复合物；进一步阐明铁蛋白外壳柔性机制，成功开发包埋物制备的新方法；我们成功对铁蛋白结构进行微调整，使得铁蛋白包埋的变性复性环境更加柔和，解聚条件由原来 pH=2 变为 pH=4，以期提高pH 敏感型活性分子的包埋率；体外吸收方面，阐明铁蛋白细胞吸收机制，并找到模拟胃液环境下抑制铁蛋白降解的方法。此外，又因铁蛋白特定结构的保守性，在一定程度上限制了包埋应用。因此，除完成以上预定的研究目标外，在铁蛋白结构改造方面，我们首次发现并重新设计铁蛋白C3-C4关键界面，成功制备新型铁蛋白，更好地为拓展和开发铁蛋白包埋应用提供理论支撑。期间参加学术交流活动一次，培养研究生8人次，以第一标注发表SCI论文9篇，其中10以上影响因子两篇，一篇发表于顶级化学期刊德国应用化学Angew. Chem., Int. Ed. Engl (2016年影响因子11.994), 另外一篇发表于工程领域著名期刊ACS Nano(2016年影响因子13.942)。论文单篇最高影响因子13.942，超额完成预定的4-6篇SCI的论文要求，圆满并高质量完成研究任务。