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基于酪蛋白自组装法制备α-生育酚/酪蛋白纳米粒及其α-生育酚稳定性分析

放大字体  缩小字体 发布日期:2018-07-24
核心提示:α-生育酚(α-TOC)广泛分布在动植物油中。一般认为生育酚的主要功能是抗氧化作用,其在人体内的抗氧化作用主要表现为延缓衰老、抗不育、提高免疫力等。酪蛋白(CN)广泛存在于牛奶中,由于CN能自组装成纳米粒从而成为包埋营养物质的良好载体;其自身也具有较高的营养价值,水解后可以产生生物活性肽和多种氨基酸,在人体内具有其他生理作用。
   α-生育酚(α-TOC)广泛分布在动植物油中。一般认为生育酚的主要功能是抗氧化作用,其在人体内的抗氧化作用主要表现为延缓衰老、抗不育、提高免疫力等。酪蛋白(CN)广泛存在于牛奶中,由于CN能自组装成纳米粒从而成为包埋营养物质的良好载体;其自身也具有较高的营养价值,水解后可以产生生物活性肽和多种氨基酸,在人体内具有其他生理作用。
 
  因此,来自哈尔滨工业大学化工与化学学院的何盼、徐伟丽和米雅清等人选择CN作为载体,通过自组装形成α-TOC/CN纳米颗粒并测试其稳定性,从而改善α-TOC的光敏性、热敏性、易氧化等加工适应性,保持其原有的化学特性和生物活性,并实现可控释放,为解决α-TOC的应用局限性提供参考,以期扩大α-TOC在食品加工中的应用和深化CN资源的开发利用。
 
  1.单因素试验结果
 
  1.1 组装温度对α-TOC/CN纳米粒相对荧光强度的影响
 
  在25~37 ℃范围内,相对荧光强度波动不大;当37~48 ℃时,相对荧光强度逐渐增大,这可能是由于温度升高导致蛋白质部分变性使得大部分α-TOC与CN不能紧密的结合。组装温度为37 ℃左右时,纳米粒的相对荧光强度最小(P<0.05),结合程度最高。
 
  1.2 α-TOC与CN质量比对α-TOC/CN纳米粒相对荧光强度的影响
 
  质量比在1∶5~1∶100时,相对荧光强度变化不大,可能是由于与CN结合的α-TOC有限,导致α-TOC大部分都还处于未结合状态,从而导致这一范围内相对荧光强度高且变化不大,当质量比为1∶100~1∶300时,相对荧光强度急剧下降,纳米粒结合的程度较高,其原因可能是在质量比为1∶100时虽然α-TOC的含量较高但其大部分以微晶形式存在,使得进入CN被包埋的较少,而在质量比1∶300时α-TOC是以分子形式存在,更易于结合到CN的疏水微区中,使得两者的结合程度较高,而质量比为1∶300~1∶500时,相对荧光强度又逐渐增加,这可能是由于随着质量比的减小,溶液中α-TOC虽都能达到最大程度的结合,但未包埋的CN增多,所以其相对荧光强度又逐渐升高。因此当α-TOC与CN质量比为1∶300时,α-TOC与CN结合程度较高(P<0.05)。
 
  1.3 pH值对α-TOC/CN纳米粒相对荧光强度的影响
 
  随着pH值的升高,纳米粒相对荧光强度呈现先减小后增大的趋势,在pH值为6.8时,纳米粒相对荧光强度最小(P<0.05),结合程度最高,这可能是由于在pH 6.8时使得α-TOC与CN疏水基团氢键结合能力最强,使得其相对荧光强度最小。
 
  2. α-TOC/CN纳米粒的表征结果
 
  2.1 α-TOC/CN纳米粒粒径
 
  α - T O C /CN纳米粒平均粒径为(135.6±13.7)nm,粒径范围为80.3~306.5 nm,且多分散系数为0.157,表明经自组装后纳米颗粒分散性良好,粒径分布较均匀,体系稳定,适合用于后期研究。
 
  2.2 形貌观察
 
  复合纳米颗粒形状类似圆状,分散性良好,粒径分布比较均匀,粒径与之前用激光粒度仪所测的结果一致。
 
  2.3 傅里叶变换红外光谱结果
 
  3000cm?1附近的宽峰为CN中N—H键伸缩振动所致,α-TOC/CN纳米粒在此处的吸收峰为3300.25 cm?1,而对照CN纳米粒的吸收峰为3307.20 cm?1。
 
  3. α-TOC包封率和载药量
 
  随着α-TOC加入量的增加,α-TOC/CN纳米粒包封率先降低后增大,载药量逐渐增大,在α-TOC与CN质量比为1∶10时包封率和载药量都呈上升趋势。质量比为1∶300~1∶100时,由于α-TOC含量增加,在溶液中以微晶形式存在的α-TOC也增多,使得α-TOC不易与CN结合,所以其包封率会逐渐下降。在α-TOC与CN质量比为1∶300时,包封率和载药量分别为(97.97±7.38)%和(0.33±0.03)%。
 
  4. α-TOC/CN纳米粒的稳定性分析
 
  4.1 冻干对纳米粒粒径的影响
 
  经冻干后的纳米粒粒径并未发生大幅改变(P>0.05),因此可知α-TOC/CN纳米粒具有良好的冻干稳定性。
 
  4.2 4 ℃贮存稳定性
 
  随着贮存时间的延长,α-TOC保留率逐渐降低,但与纯品α-TOC相比,α-TOC/CN纳米粒保留率更高(P<0.05),由此可知,在4 ℃条件下,经过CN的包埋提高了α-TOC的贮存稳定性。
 
  4.3 室温贮存稳定性
 
  随着贮存时间的延长,虽然α-TOC/CN纳米粒和α-TOC的保留率都逐渐降低,但与纯品α-TOC相比,α-TOC/CN纳米粒保留率更高且下降较缓慢(P<0.05),因此可知室温下经过包埋的α-TOC要比纯品的α-TOC贮存稳定性好。
 
  4.4 氧化剂对α-TOC稳定性的影响
 
  在各种处理中经过包埋的α-TOC要比未包埋的α-TOC保留率有所提高,其中4 ℃和FeCl3组α-TOC纳米粒的保留率显着提高。4 ℃处理的纳米粒与对照组相比没有显着差异(P>0.05),故4 ℃贮存效果最好。
 
  结论
 
  制备纳米复合物最佳条件为组装温度37 ℃、pH 6.8、α-生育酚与酪蛋白质量比1∶300,所得α-生育酚/酪蛋白纳米粒平均粒径为(135.6±13.7)nm,包封率为(97.97±7.38)%,载药量为(0.33±0.03)%。红外光谱表明α-生育酚与酪蛋白存在较强氢键作用。电镜观察纳米粒形态学结构大小均匀,呈较规则球形,且分散性较好。稳定性测试表明复合纳米粒贮存稳定性、热稳定性、冻干稳定性及抗氧化性良好。该方法不仅保护了α-生育酚,而且扩大了产品的应用范围,使其在食品加工中具有理想的应用前景。
 
 
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