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    負載白藜蘆醇的大麥醇溶蛋白/海藻酸丙二醇酯復合納米顆粒的制備及表征

    2023-11-26 09:27:44趙天瑜唐榮金雨楠梅曉宏
    中國食品學報 2023年9期
    關鍵詞:丙二醇白藜蘆醇大麥

    趙天瑜,唐榮,金雨楠,梅曉宏*

    (1 中國農業(yè)大學食品科學與營養(yǎng)工程學院 北京100083 2 農業(yè)農村部農業(yè)轉基因生物安全評價(食用)重點實驗室 北京 100083)

    白藜蘆醇(resveratrol)化學名稱為3,4,5-三羥基-二苯乙烯,分子式為C14H12O3,是一種天然植物多酚[1],主要存在于虎杖、葡萄的果皮和種子中[2]。近年來,白藜蘆醇因具有抗氧化、抗衰老、抗肥胖、抗糖尿病、抗腫瘤等功效而備受關注。然而,白藜蘆醇在水中溶解度很小,化學穩(wěn)定性較差,導致其生物利用率很低,難以發(fā)揮作用[3]。相關研究表明,利用相關遞送系統(tǒng)對白藜蘆醇進行包封,可有效改善其水溶性低及穩(wěn)定性差等缺點,從而有助于擴大它在食品領域的應用[4]。與人工合成的包封載體相比,天然動植物來源的高分子聚合物,如蛋白質和多糖,具有安全無毒及生物可降解等優(yōu)點,更適用于對白藜蘆醇等生物活性成分進行包封和遞送[5]。

    大麥醇溶蛋白(hordein)是大麥中的重要貯藏蛋白,含有較高比例的脯氨酸、纈氨酸等疏水性氨基酸,該蛋白不溶于水,具有很強的疏水活性[6]。此外,該蛋白還具有良好的生物可降解性、生物相容性和抗氧化性。有學者已開展基于大麥醇溶蛋白納米顆粒的Pickering 乳液及遞送系統(tǒng)等方面的研究[7]。然而,該蛋白存在高疏水性及在其等電點附近的pH 值環(huán)境下易發(fā)生聚集等缺陷,限制了其在相關食品領域中的應用。海藻酸丙二醇酯(propylene glycol alginate,PGA)是由海藻酸鹽和氧化丙烷發(fā)生酯化反應生成的多糖[8],其主鏈由α-L-古洛糖醛酸(G)和β-D-甘露糖醛酸(M)組成,丙二醇基團與G 和M 的羧基相連[9]。PGA 分子結構的兩親特性(親水性和親脂性)使其具有良好的表面活性和乳化穩(wěn)定性,被廣泛用于食品的穩(wěn)定劑、乳化劑和增稠劑等[10]。此外,海藻酸丙二醇酯還可與蛋白通過靜電、疏水或氫鍵等分子間作用力相結合形成復合納米顆粒,被用于對白藜蘆醇等功能成分的包封和遞送,明顯提高了基于單一蛋白遞送系統(tǒng)的親(疏)水活性、穩(wěn)定性及緩釋能力等[11]。截止目前,通過制備大麥醇溶蛋白/海藻酸丙二醇酯復合納米顆粒來包封白藜蘆醇尚未見研究報道。

    本研究通過溶劑蒸發(fā)法制備大麥醇溶蛋白/海藻酸丙二醇酯復合納米顆粒,對白藜蘆醇進行包封。對上述復合納米顆粒進行物理表征,分別測定被包封白藜蘆醇的熱穩(wěn)定性、光穩(wěn)定性,綜合評價用大麥醇溶蛋白/海藻酸丙二醇酯復合納米顆粒作為載體包封遞送白藜蘆醇的可行性。

    1 材料與方法

    1.1 材料與試劑

    大麥,當?shù)爻校缓T逅岜减ィ≒GA,酯化度為87.9%),上海函俊糖業(yè)有限公司;白藜蘆醇(純度>98%),北京索萊寶科技有限公司。其余試劑均為分析純級。

    1.2 儀器與設備

    pH 計(DS89723),德國賽多利斯公司;激光粒度分析儀(Zetasizer Nano-ZS90),英國Malvern 公司;熒光光譜儀(F-4600 FL),美國安捷倫科技有限公司;傅里葉紅外光譜儀(Spectrum 100),英國PerkinElmer 公司;超聲波細胞破碎儀(SCIENTZIID),寧波新芝生物科技股份有限公司;差示掃描量熱儀(DSC-60),日本島津公司;D8X 射線衍射儀(D8 ADVANCE),德國布魯克公司;紫外分光光度計(TU-1901),北京普析通用儀器有限公司。

    1.3 方法

    1.3.1 大麥醇溶蛋白(hordein)的提取 Hordein的提取是參考Boostani等[12]的研究方法并做一定的修改。將大麥磨成粉,以料液比為1∶5(m∶V)的比例加入正己烷,在25 ℃下連續(xù)攪拌2 h,使用高速冷凍離心機在25 ℃下以4 000×g 離心5 min,棄上清液;按照料液比1∶6(m∶V)的比例向上述沉淀物中加入去離子水,連續(xù)攪拌30 min,于4 000×g離心5 min,棄上清液;按照料液比1∶6(m∶V)的比例向上述沉淀物中加入0.1 mol/L NaCl 溶液,連續(xù)攪拌30 min,于4 000×g 離心5 min,棄上清液。最后按照料液比1∶10(m∶V)的比例向沉淀物中加入體積分數(shù)70%乙醇水溶液,連續(xù)攪拌2 h,于4 000×g 離心5 min,收集上清液,于45 ℃下旋轉蒸發(fā)去除乙醇,使用凍干機將樣品冷凍干燥(-80 ℃,48 h)獲得粉末樣品,放置于干燥器中保存?zhèn)溆谩?/p>

    1.3.2 Hordein/PGA 復合納米顆粒的制備 將上述凍干的hordein 粉末溶于70%乙醇水溶液中,以獲得5 mg/mL 的hordein 分散液。同時將PGA 分散于去離子水中,制備5 mg/mL 的儲備溶液。使用0.1 mol/LHCl 溶液或NaOH 溶液將hordein 及PGA 儲備溶液的pH 值分別調節(jié)為4。將上述hordein 溶液與PGA 溶液逐滴混合,分別制備hordein 與PGA 質量比為5∶1,4∶1,3∶1,2∶1 和1∶1 的分散液,于25 ℃下分別連續(xù)攪拌(600 r/min)5 min。隨后,將上述分散液中的乙醇在45 ℃下旋轉蒸發(fā)除去,添加去離子水補足體積,并使用0.1 mol/L 的HCl 溶液或NaOH 溶液將各分散液的pH值調節(jié)為4,最后將各分散液在200 W 下超聲5 min。部分分散液樣品在4 ℃下保存,其它樣品凍干(-80 ℃,48 h)備用。將hordein 與PGA 質量比分別為5∶1,4∶1,3∶1,2∶1,1∶1 的復合納米顆粒分別命名為:H-P5∶1、H-P4∶1、H-P3∶1、H-P2∶1、H-P1∶1。

    1.3.3 Hordein/PGA 復合納米顆粒的表征 參考Yang等[13]的方法對各Hordein/PGA 復合納米顆粒粒徑和Zeta 電位進行測定。采用激光粒度儀在25 ℃下進行測量,平衡時間60 s,每一樣品重復測定3 次,結果以平均值表示。

    參考Sun等[14]的方法對各Hordein/PGA 復合納米顆粒進行熒光光譜分析,并做一些修改。用去離子水將復合納米顆粒中蛋白質的濃度稀釋為1 mg/mL,激發(fā)波長固定在280 nm,在290~450 nm的范圍內收集發(fā)射光譜,掃描速度為240 nm/min。激發(fā)縫隙和發(fā)射縫隙寬度均設置為5 nm。所有數(shù)據(jù)的測量均在室溫下進行。

    參考Liu等[15]的方法對各Hordein/PGA 復合納米顆粒進行傅里葉變換紅外光譜(FTIR)分析,并做一些修改。將2.0 mg 樣品與200 mg 溴化鉀混合,研磨均勻后進行壓片處理。在波數(shù)400~4 000 cm-1范圍進行紅外光譜掃描,掃描次數(shù)32次,分辨率為4 cm-1。

    利用透射電子顯微鏡觀察樣品的微觀形貌。用去離子水將樣品稀釋到一定濃度,并取適量滴于銅網格上,可觀察到不同放大倍數(shù)下的圖像。

    1.3.4 負載白藜蘆醇的大麥醇溶蛋白-海藻酸丙二醇酯復合納米顆粒(Hordein/PGA/Res)的制備參照Sun等[16]的方法并作一些改動,將0.5 g hordein 溶于100 mL 70%乙醇水溶液中,充分溶解后,按照hordein 與白藜蘆醇的質量比為5∶1,10∶1,15∶1,20∶1 和25∶1 分別加入不同質量的白藜蘆醇,在600 r/min 下避光攪拌1 h。稱取0.5 g PGA加入 到100 mL去離子水中,600 r/min下攪拌直至充分溶解,用0.1 mol/L HCl 溶液或NaOH溶液調節(jié)pH 值至4。在600 r/min 的轉速下,將PGA 溶液緩慢加入到白藜蘆醇-大麥醇溶蛋白溶液中,在45 ℃下旋轉蒸發(fā)除去乙醇,并用去離子水補足體積。最后將分散液在200 W 下超聲5 min,于2 000×g 離心10 min。部分納米顆粒分散液置于4 ℃下冷藏,其余分散液凍干(-80 ℃,48 h)得到粉末樣品備用。負載不同含量白藜蘆醇的納米分散液分別命名為H-P-R5∶1、H-P-R10∶1、H-P-R15∶1、H-P-R20∶1、H-P-R25∶1。

    1.3.5 負載白藜蘆醇的大麥醇溶蛋白-海藻酸丙二醇酯復合納米顆粒(Hordein/PGA/Res)的表征復合納米顆粒的粒徑、Zeta 電位測定及傅里葉變換紅外光譜分析方法同1.3.3 節(jié)。

    參考Huang等[17]的方法對復合納米顆粒進行X-射線衍射(XRD)分析。將凍干樣品研磨均勻后平鋪于樣品池上,在室溫下,用D8X 射線衍射儀進行X 射線衍射測量。X 射線衍射儀采用Cu 靶作為標準,電壓40 kV,電流40 mA,分辨率為0.0001,以0.02°/s 的速率掃描,2θ 掃描范圍為5°~90°。

    1.3.6 白藜蘆醇包封率和負載率的測定 參考Wei等[18]的方法測定復合顆粒中白藜蘆醇的含量。取1 mL 新鮮制備的顆粒分散液與4 mL 無水乙醇混合,渦流振蕩2 min。將混合液以10 000×g 的速度離心30 min。此后,用80%乙醇水溶液將上清液中的白藜蘆醇稀釋至適當濃度。用紫外分光光度計在307 nm 處測量吸光度。以相同條件下制備的白藜蘆醇標準曲線計算白藜蘆醇的濃度。包封率(EE)和負載能力(LC)通過以下方程式計算:

    1.3.7 白藜蘆醇熱穩(wěn)定性分析 取5 mL 1.3.4 節(jié)制備的復合納米顆粒H-P-R20∶1分散液裝入離心管中,在避光條件下,分別在55,65,75 ℃和85 ℃的水浴鍋中加熱30 min,然后立即冰浴冷卻至室溫(25 ℃),以10 000×g 的速度離心30 min,此后,用80%乙醇水溶液將上清液中的白藜蘆醇稀釋至適當濃度,在307 nm 處測定吸光度,計算白藜蘆醇的保留率。以游離白藜蘆醇的乙醇溶液為對照。

    1.3.8 白藜蘆醇光穩(wěn)定性分析 白藜蘆醇光穩(wěn)定性測定參考夏威[19]的方法略作修改。取10 mL 1.3.4節(jié)制備的復合納米顆粒H-P-R20∶1分散液放于培養(yǎng)皿中,使用30 W 紫外線燈短距離對其進行照射(20 cm),于1,2,3,4,5,6 h 時分別取樣,以10 000×g 的速度離心30 min,此后,用體積分數(shù)80%乙醇水溶液將上清液中的白藜蘆醇稀釋至適當濃度,測定在307 nm 處的吸光度,計算白藜蘆醇的保留率。以游離白藜蘆醇的乙醇溶液為對照。

    1.3.9 數(shù)據(jù)分析 所有試驗數(shù)據(jù)至少重復3 次,結果以平均值±標準差表示。采用SPSS Statistics 17.0 軟件對數(shù)據(jù)進行分析,P<0.05 被認為數(shù)據(jù)具有顯著性差異。采用Origin 2018 軟件作圖。

    2 結果與分析

    2.1 Hordein/PGA 復合顆粒的表征

    2.1.1 粒徑及Zeta 電位 如圖1a 所示,單一hordein 納米顆粒的粒徑為306 nm。加入PGA 后,Hordein/PGA 復合膠體顆粒粒徑明顯增加。圖1b Zeta 電位的結果表明在分散液pH 值為4.0 時,hordein 帶正電荷(等電點pI 為6.5),PGA 帶負電荷(解離常數(shù)pKa 為3.5),二者可通過靜電引力作用結合,導致形成粒徑較大的復合物。

    隨著PGA 添加量的增加,復合納米顆粒粒徑逐漸減小,同時多分散指數(shù)PDI 逐漸降低。圖1b Zeta 電位結果證實Hordein/PGA 復合膠體顆粒整體表現(xiàn)為帶負電荷,并且隨著PGA 添加量的增加,二元復合膠體顆粒的電位絕對值逐漸增加,表明Hordein/PGA 復合膠體顆粒的外層由PGA 主導。因此隨著PGA 濃度增高,復合膠體顆粒之間的靜電排斥作用增強,從而導致顆粒尺寸減少。Hu等[20]也報道了陰離子多糖(海藻酸鈉)的存在主導了玉米醇溶蛋白-多糖復合顆粒整體的電特性。

    本研究中,確定hordein 和PGA 的最佳復配比例為1∶1。此時,一方面復合納米顆粒電位絕對值最大,有足夠的靜電斥力;另一方面,足夠量的多糖的引入可以增加復合納米顆粒的空間阻力以及降低顆粒之間的疏水相互作用。所以該比例下復合納米顆粒的粒徑最小,保持穩(wěn)定而不發(fā)生聚集沉淀。

    2.1.2 熒光光譜分析 熒光光譜分析可用于研究蛋白質與生物大分子(如多糖)之間的相互作用,蛋白質具有內源性熒光,這與酪氨酸(Tyr)、色氨酸(Trp)和苯丙氨酸(Phe)殘基相關,與其它組分相互作用時會導致其熒光強度發(fā)生變化[14]。Hordein 和H-P 納米顆粒的熒光發(fā)射光譜如圖2a所示。單一hordein 經280 nm 激發(fā)后,在339 nm處出現(xiàn)最大的熒光發(fā)射峰,這歸因于色氨酸殘基的熒光發(fā)射[21]。與hordein 相比,單一PGA 在300~400 nm 范圍內的熒光強度很低,可忽略不計[14]。加入PGA 后,隨著PGA 濃度的增加,hordein 在339 nm 處的熒光發(fā)射強度逐漸減小。色氨酸殘基對蛋白質的局部環(huán)境變化高度敏感,PGA 的添加導致hordein 熒光強度減小的原因可能是由于hordein和PGA 之間發(fā)生疏水相互作用,使色氨酸基團的暴露減少,導致熒光猝滅[22]。

    圖2 PGA、Hordein 和不同質量比的Hordein/PGA 復合納米顆粒的熒光、紅外光譜圖Fig.2 Fluorescence and fourier transform infrared spectra of PGA,Hordein and Hordein/PGA composite nanoparticles with different mass ratios

    2.1.3 傅里葉變換紅外光譜分析 圖2b 顯示了hordein、PGA、Hordein/PGA 復合納 米顆粒 在4 000~400 cm-1波長區(qū)域中的FTIR 光譜。單一hordein 和PGA 分別在3 316.3 cm-1和3 370.0 cm-1處顯示特征峰,這是由羥基伸縮振動引起的[23]。當添加PGA 后,該譜帶分別位移至3 392.4 cm-1(HP1∶1),3 410.7 cm-1(H-P2∶1),3 335.4 cm-1(H-P3∶1),3 322.0 cm-1(H-P4∶1)和3 336.9 cm-1(H-P5∶1),說明hordein 與PGA 之間由于hordein 的酰胺基與PGA 的羥基發(fā)生了相互作用而形成了氫鍵[24]。

    Hordein 在1 666.7 cm-1和1 531.8 cm-1處有兩個特征峰,分別屬于酰胺I 帶(1 700~1 600 cm-1)和酰胺II 帶(1 600~1 500 cm-1)。酰胺I 帶主要是由C=O 基團和C-N 基團伸縮振動引起的[25],而酰胺II 帶主要是由N-H 基團的彎曲振動和C-N 基團的伸縮振動引起[26]。當hordein 與PGA 按照不同質量比復合時,可觀察到hordein 的酰胺I 帶和酰胺II 帶峰位置發(fā)生移動。酰胺I 帶由1 666.7 cm-1分別移動至1 662.0 cm-1(H-P1∶1),1 661.2 cm-1(HP2∶1),1 661.5 cm-1(H-P3∶1),1 660.8 cm-1(H-P4∶1)和1 661.5 cm-1(H-P5∶1)。酰胺II 帶由1 531.8 cm-1分別移動至1 533.8 cm-1(H-P1∶1),1 533.3 cm-1(H-P2∶1),1 529.3 cm-1(H-P3∶1),1 532.4 cm-1(H-P4∶1)和1 529.0 cm-1(H-P5∶1)。酰胺I 帶和酰胺II 帶的峰位置移動,表明PGA 的丙二醇基團和hordein 的疏水性氨基酸之間可能存在疏水相互作用[16]。同時,在pH=4 時,hordein 帶正電荷,PGA 帶負電荷,所以二者之間也有靜電吸引作用[27]。另外,單一PGA在1 742.7 cm-1和1 039.6 cm-1處出現(xiàn)兩個特征峰,分別屬于C=O 基團[28]和C-O 基團的伸縮振動[29]。總之,F(xiàn)TIR 光譜的整體變化表明hordein 與PGA 之間存在氫鍵、疏水相互作用和靜電吸引作用。

    2.1.4 透射電鏡分析(TEM)利用TEM 觀察單一hordein 納米顆粒和H-P1∶1樣品的微觀形貌。如圖3a 所示,單一hordein 納米顆粒形狀近似于球形,大小不均一。添加PGA 以后,如圖3b 所示,復合納米顆?;緸榍驙睿酱笥趩我坏牡鞍准{米顆粒,顆粒分布較為均一,無聚集體的存在,顆粒大小與2.1.1 節(jié)Hordein/PGA 復合納米顆粒粒徑結果較為吻合?;贖ordein/PGA 復合納米顆粒的粒徑、電位及微觀形貌結果,后續(xù)選擇H-P1∶1復合納米顆粒作為白藜蘆醇的包封載體。

    圖3 大麥醇溶蛋白和Hordein/PGA 復合納米顆粒的透射電鏡圖Fig.3 TEM images of Hordein and Hordein/PGA composite nanoparticles

    2.2 Hordein/PGA/Res 復合納米顆粒的表征

    2.2.1 粒徑及Zeta 電位 Hordein/PGA/Res 復合納米顆粒分散液的平均粒徑、Zeta 電位和PDI 的結果如圖4 所示,表明白藜蘆醇的添加并沒有引起復合納米顆粒粒徑發(fā)生明顯變化,PDI 值均在0.2 左右(圖4a)。

    圖4 Hordein/PGA/Res 復合納米顆粒的粒徑、電位和PDIFig.4 Particle sizes,zeta potential and PDI of Hordein/PGA/Res composite nanoparticles

    電位數(shù)據(jù)如圖4b 所示,Hordein/PGA/Res 復合納米顆粒表面均帶負電荷。當體系中白藜蘆醇與蛋白質量比從25∶1 增加至5∶1 時,納米顆粒表面的電位絕對值無明顯變化,這說明白藜蘆醇的添加不會對復合納米顆粒電位產生顯著影響。這可能是由于PGA 分子上的陰離子羧酸基團(-COO-)控制著Hordein/PGA/Res 復合顆粒的電特性,此時顆粒之間主要依靠靜電斥力穩(wěn)定。該結果與前人研究結果一致[30]。

    2.2.2 FTIR 分析 如圖5a 所示,Hordein/PGA 復合納米顆粒、游離白藜蘆醇的紅外光譜分別在3 299.7,3 392.4 cm-1處出現(xiàn)一個寬峰,這是由羥基伸縮振動引起的[23]。與Hordein/PGA 復合納米顆粒、游離白藜蘆醇相比,H-P-R5∶1、H-P-R10∶1、H-PR15∶1、H-P-R20∶1、H-P-R25∶1的羥基伸縮振動峰分別移動至3 408.9,3 399.5,3 410.8,3 336.8,3 380.6 cm-1,這表明hordein、PGA 與白藜蘆醇之間存在氫鍵作用。與Hordein/PGA 的FTIR 圖相比,Hordein/PGA/Res 酰胺II 帶吸收峰發(fā)生明顯變化,可能是由于白藜蘆醇和hordein 之間發(fā)生疏水相互作用引起的[31]。

    圖5 白藜蘆醇、H-P1:1 和Hordein/PGA/Res 復合納米顆粒的紅外光譜和XRD圖Fig.5 FTIR and XRD spectra of resveratrol,H-P1:1 and Hordein/PGA/Res composite nanoparticles

    游離白藜蘆醇的特征峰出現(xiàn)在1 589.4,1 512.3,1 330.5,1 153.67,833.1 cm-1,分別歸因于烯烴-CC-伸縮振動、芳香環(huán)-C=C-伸縮振動、-C-O-伸縮振動、-C-H 面內彎曲振動、-C-H 面外彎曲振動[32]。在Hordein/PGA/Res 的FTIR 光譜中,白藜蘆醇的特征吸收峰均消失,這可能歸因于白藜蘆醇被包封到納米顆粒中,化學鍵的彎曲和伸縮受到限制,這與前人研究結果類似[33]。

    2.2.3 X-射線衍射(XRD)分析 生物活性物質的結晶狀態(tài)是影響其穩(wěn)定性、溶解度和體內藥效等特性的重要參數(shù)之一[34]。XRD 可用于分析被包封物質或生物聚合物基質的結晶狀態(tài)。如圖5b 所示,hordein 和PGA 分別在19.8°和21.6°出現(xiàn)較寬的緩峰,說明hordein 和PGA 均以無定形結構存在[26]。而游離白藜蘆醇分別在16.3°,19.2°,22.4°,23.6°,28.3°顯示出多個尖銳的特征峰,這表明白藜蘆醇具有高度結晶結構。Hordein/PGA/Res 的XRD 譜圖與H-P1∶1類似,白藜蘆醇的特征結晶峰幾乎完全消失,表明白藜蘆醇是以無定形態(tài)分散在復合納米顆?;|中,證明白藜蘆醇被成功包封在Hordein/PGA 復合納米顆粒中。這與Pardro等[33]的結果類似。白藜蘆醇以無定形態(tài)存在有利于提高其溶解度,從而增加其生物利用度[35]。

    2.3 包封率和負載率

    包封率(EE)和負載率(LC)是評價遞送系統(tǒng)應用潛力的重要指標。如圖6 所示,隨著白藜蘆醇添加量的增加,其包封率逐漸降低,負載率逐漸增加。而白藜蘆醇添加量較高時,負載率的增幅逐漸降低。其中,H-P-R10∶1的負載率最高,為3.2%,但其包封率僅為67%,而H-P-R20∶1的包封率最高,為87%,此時負載率為2.1%,綜合考慮包封率和負載率的結果,后續(xù)將對H-P-R20∶1進行穩(wěn)定性分析。

    圖6 大麥醇溶蛋白/白藜蘆醇比例對納米顆粒包封率及負載率的影響Fig.6 Effect of hordein/resveratrol ratio on encapsulation efficiency and load capacity of nanoparticles

    2.4 熱穩(wěn)定性分析

    負載功能因子的納米顆粒在食品加工中可能會經受熱處理,良好的熱穩(wěn)定性將有利于其在食品領域的商業(yè)化應用。因此,本文研究了不同加熱溫度(55,65,75,85 ℃)對H-P-R20∶1中白藜蘆醇穩(wěn)定性的影響。

    如圖7a 所示,隨著加熱溫度的升高,白藜蘆醇保留率逐漸下降,與游離白藜蘆醇相比,包封后白藜蘆醇保留率的下降速率顯著降低。在85 ℃水浴中處理30 min 后,H-P-R20∶1中白藜蘆醇保留率為88%,顯著高于游離白藜蘆醇(73%)。這可能是由于白藜蘆醇與復合納米顆粒進行有效結合,白藜蘆醇處于復合納米顆粒的疏水核心中,從而提高了其熱穩(wěn)定性[36]。這與Guo等[37]的研究結果一致。

    圖7 復合納米顆粒的穩(wěn)定性分析Fig.7 Stability analysis of composite nanoparticles

    2.5 光穩(wěn)定性分析

    白藜蘆醇在紫外光照射下,可由反式白藜蘆醇異構化為順式白藜蘆醇,而順式白藜蘆醇的生物活性低于反式白藜蘆醇[38]。因此,白藜蘆醇的光不穩(wěn)定性限制了其在食品中的應用。

    如圖7b 所示,隨著光照時間的延長,白藜蘆醇保留率逐漸下降。與游離白藜蘆醇相比,H-PR20∶1中白藜蘆醇的光穩(wěn)定性明顯提高,光照處理3 h 后,其保留率趨于穩(wěn)定。光照6 h 后,游離白藜蘆醇的保留率僅為54%,而H-P-R20∶1中,白藜蘆醇保留率為70%。結果顯示,紫外照射6 h 后,與游離白藜蘆醇相比,復合納米顆粒中的白藜蘆醇保留率提高了約16%。這說明用Hordein/PGA 納米顆粒包封白藜蘆醇可以有效提高其光穩(wěn)定性。這可能是由于白藜蘆醇與蛋白之間存在疏水相互作用力,蛋白可以起到保護白藜蘆醇的作用,使其降解率減小[39],并且hordein 分子中的芳香側基和雙鍵可以吸收紫外光,從而提高白藜蘆醇的光穩(wěn)定性[40]。

    3 結論

    采用溶劑蒸發(fā)法成功制備大麥醇溶蛋白-海藻酸丙二醇酯復合納米顆粒(Hordein/PGA),所制備的復合顆粒粒徑較小,分散性良好。在此基礎上制備負載白藜蘆醇的大麥醇溶蛋白和海藻酸丙二醇酯復合納米顆粒(Hordein/PGA/Res),紅外光譜結果表明白藜蘆醇通過氫鍵和疏水作用與大麥醇溶蛋白、海藻酸丙二醇酯結合。X-射線衍射分析結果揭示白藜蘆醇以無定形態(tài)分散在復合納米顆粒中。與游離白藜蘆醇相比,Hordein/PGA/Res 中的白藜蘆醇熱穩(wěn)定性及光穩(wěn)定性顯著提高。本研究的實驗結果為大麥醇溶蛋白的綜合利用提供理論基礎,并對白藜蘆醇等生物活性物質的包封遞送提供一種有效的載體系統(tǒng)。

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