β--乳球蛋白与阿拉伯胶相互作用及其复合物对EGCG包载作用研究

摘要

天然高分子具有较好的生物相容性与生物可降解性，可以作为生物活性物质的载体材料而被广泛研究。在食品中，蛋白与多糖是最为常见的天然高分子，两者之间很容易发生相互作用，从而影响蛋白的结构并改变其功能性质，这可作为修饰蛋白结构的一种有效方法。表没食子儿茶素没食子酸酯EGCG能够捕获活性氧，在我们的饮食中常被称为强天然抗氧化剂，它还具有抗菌、抗肿瘤、保护神经系统等功效。在体外它容易受pH、温度、光照、金属离子等因素影响;在体内，它的低脂溶性导致难以被细胞吸收，又容易受胃肠液pH、酶等的影响，因而生物利用率较低，限制了EGCG在实际生活中的应用。 本文旨在利用β-乳球蛋白(β-Lg)与阿拉伯胶(GA)构建一种新的蛋白-多糖纳米体系。研究表明通过β-乳球蛋白分子上带正电荷的氨基酸残基与阿拉伯胶多糖侧链上带负电的酯基之间的静电吸引作用，可形成β-Lg-GA复合物。利用此复合体系包载EGCG，以期提高其稳定性及生物利用率。 构建了β-乳球蛋白(β-Lg)与阿拉伯胶(GA)的复合体系，并对其性质进行了测定。由浊度实验可知，pH在1.2-7的范围内时，随着pH值的降低出现四个区域（共溶区、可溶性复合物区、不可溶性复合物区、共溶区）。β-乳球蛋白与阿拉伯胶纯溶液的浊度随pH值的降低只有轻微的变化。当β-乳球蛋白/阿拉伯胶(GA)的比例由1∶3至1∶1逐渐变化时（β-乳球蛋白含量增加，阿拉伯胶含量减少），浊度值增加，说明提高蛋白含量有助于复合物的形成，最佳浊度值在比例为2∶1时出现。温度、NaCl浓度及盐离子种类对浊度值影响较大，表明疏水和静电相互作用是形成蛋白与多糖复合物的主要驱动力。Zeta电位实验中进一步得出静电相互作用是形成蛋白与多糖复合物的主要原因。通过动态光散射实验测得不同pH条件下β-乳球蛋白-阿拉伯胶的粒径分布，也再次验证了浊度实验中四个区域的存在。差示扫描量热实验(DSC)也表明形成复合物以后，其热稳定性也有提高，傅里叶红外光谱实验(FTIR)发现β-乳球蛋白分子上的-NH3+与GA多糖侧链上的-COO-之间的相互作用促使复合物的形成。详细考察了β-Lg-GA复合物在加热前后组装行为的变化，复合物加热温度在30-50℃时，浊度发生轻微的变化，当温度在70-85℃时，浊度在pH=3-4之间骤增，电位没有变化，粒径减小，复合物的变化趋势与加热前一致。内源性荧光光谱与紫外光谱的分析结果与浊度一致，同时发现加热后蛋白变性导致疏水基暴露，复合物形成过程中的疏水相互作用力逐渐增强。 将β-乳球蛋白-阿拉伯胶复合体系用作包载EGCG的纳米载体，在最佳的实验条件下，当EGCG的含量为0.2 mg/mL时，β-Lg-GA纳米颗粒对EGCG的包载率和负载率分别达到84.5％和0.83％。通过DPPH自由基清除实验和FRAP实验，表明β-Lg-GA复合体系对EGCG具有很好的保护作用，无论是加热前后还是在肠液中，均能增加其稳定性。对制备的β-Lg-GA-EGCG体系的释放和消化特性进行评估考察，发现该纳米体系可有效地调控EGCG在胃肠液中的释放行为。β-Lg-GA与β-Lg-GA-EGCG在模拟胃肠液中能够稳定存在。β-Lg-GA-EGCG纳米粒消化3h后，在胃液中只有23％的EGCG被释放，在肠液中只有51％的释放率，因此β-Lg-GA-EGCG对EGCG提供了很好的保护作用，并提高了其生物利用度。

目录

摘要

第一章绪论

1．1蛋白质的结构、功能和性质

1．1．1 β-乳球蛋白(β-Lactoglobulin，β-Lg)

1．2阿拉伯胶(GA)

1．3儿茶素

1．3．1表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)

1．3．2 EGCG的生物学活性

1．3．3 EGCG的研究进展

1．4蛋白质与多糖在溶液中存在的状态

1．4．1蛋白质与多糖之间相互作用力类型

1．5蛋白-多糖复合体系在活性物质递送系统中的应用

1．6纳米技术

1．6．1纳米技术在食品工业中的应用

1．7本课题研究内容及意义

1．7．1研究内容

1．7．2研究意义

第二章β-乳球蛋白与阿拉伯胶的相互作用及影响因素研究

2．1前言

2．2实验部分

2．2．3实验方法

2．3结果与讨论

2．3．1浊度分析实验

2．3．2 β-Lg-GA复合溶液紫外光谱的测定

2．3．4 β-Lg-GA复合溶液Zeta电位的测定

2．3．5 β-Lg-GA复合溶液粒径测定

2．3．6 β-Lg-GA复合凝聚物DSC分析

2．3．7 pH对β-Lg-GA复合溶液黏度的影响

2．3．8 β-Lg-GA复合凝聚物傅里叶红外光谱分析

2．4本章小结

第三章热处理对β-乳球蛋白-阿拉伯胶复合溶液行为的影响

3．1前言

3．2实验部分

3．2．3实验方法

3．3结果与讨论

3．3．1温度对聚合物纳米颗粒的影响

3．3．2热处理时间对聚合物纳米颗粒的影响

3．3．3浊度实验

3．3．4 β-Lg-GA复合溶液的紫外光谱测定

3．3．5 β-Lg-GA复合溶液的荧光光谱测定

3．3．6热处理β-Lg-GA复合物傅里叶红外光谱测定

3．3．7热处理β-Lg-GA纳米粒微观形态的观察

3．4本章小结

第四章β-乳球蛋白-阿拉伯胶复合体系对EGCG的包载作用及生物活性保护

4．1前言

4．2实验部分

4．3结果与讨论

4．3．1 EGCG包载率和包载容量测定

4．3．2 EGCG的紫外可见和荧光光谱分析

4．3．3 EGCG的抗氧化活性测定

4．3．4光照对EGCG残余量的影响

4．3．5 β-Lg-GA-EGCG纳米粒的释放特性

4．3．6 β-Lg-GA-EGCG纳米粒的体外消化模拟

4．3．7 β-Lg-GA-EGCG纳米颗粒微观形态的观察

4．3．8 β-Lg-GA-EGCG纳米复合凝聚物的FTIR分析

4．4本章小结

第五章全文总结

参考文献

硕士期间发表论文

致谢

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