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环糊精包合三丁酸甘油酯的分子机制及其产物缓释行为研究

批准号:
32072171
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
李才明
依托单位:
学科分类:
食品生物化学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
李才明

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
三丁酸甘油酯作为丁酸的前体物质,是很好的丁酸来源,比丁酸盐更具高效补给肠道能量和营养的功能,但三丁酸甘油酯为液态,在使用时存在难溶于水、带有苦味和生物利用率低等缺陷,限制了其在各领域尤其是食品领域中的应用。因此,着力于改善三丁酸甘油酯的使用性能显得尤为重要,而环糊精包合技术是解决这一问题的有效途径。本项目将系统研究3种常见环糊精(α-、β-和γ-环糊精)包合三丁酸甘油酯的规律,分析不同环糊精包合的协效性,解析包合物的结构特征,进而阐明包合物的形成机制;然后,基于四段消化道的体外模型,跟踪环糊精与三丁酸甘油酯结合方式的动态变化,阐明包合物中三丁酸甘油酯的迁移扩散机制;最后,基于SD大鼠的体内模型,分析环糊精/三丁酸甘油酯包合物在真实胃肠道环境中的释放机制和载体精细结构变化,揭示环糊精包合对三丁酸甘油酯生物利用的影响机制。本项目将为提升三丁酸甘油酯的应用效果和环糊精包合技术打下坚实的理论基础。
英文摘要
As a precursor of butyric acid, tributyrin is a good source of butyric acid and is more efficient in replenishing intestinal energy and nutrients than butyrate. However, the liquid state of tributyrin leads to many defects during its use, such as poor water solubility, bitter taste and low bioavailability, which limits its application in various fields, especially in the food field. Therefore, it is particularly important to improve the use performance of tributyrin. Cyclodextrin inclusion technology is one of the effective ways to solve this problem. Firstly, the inclusion regularity of three common cyclodextrins (α-, β- and γ-cyclodextrin) and tributyrin will be systematically studied in this project, and the synergy of the inclusion effect of different cyclodextrins will be investigated. The structural characteristics of the inclusion complex will be analyzed as well, thus to clarify the formation mechanism of the inclusion complex. Then, based on the in vitro model of the four-stage digestive tract, the dynamic changes in the combination mode of cyclodextrin and tributyrin will be tracked, and the migration and diffusion mechanism of the embedded tributyrin will be clarified. Finally, basing on the in vivo model of SD rats, the release mechanism of cyclodextrin/tributyrin inclusion complex and the fine structure changes of the carrier in the real gastrointestinal environment will be analyzed to investigate the influencing mechanism of cyclodextrin inclusion on the bioavailability of tributyrin. This project will lay a solid theoretical foundation for improving the application effect of tributyrin and cyclodextrin inclusion technology.
三丁酸甘油酯作为高丁酸补充效能的丁酸前体物质,具有修复肠道绒毛、预防肠炎、维持肠道菌群平衡等多种健康功效,但其在使用时存在难溶于水、带有异味和生物利用度低等缺陷。因此有必要对三丁酸甘油酯的使用性能进行改善,环糊精包合技术是解决这一问题的有效途径。本项目对环糊精/三丁酸甘油酯的包合反应进行了研究,鉴定了包合物结构,总结了包合规律,发现α-、β-与γ-环糊精均可与三丁酸甘油酯发生包合反应,三种环糊精以特定比例混合时具有协同包合效果,并基于协效性构建了酶法制备环糊精/三丁酸甘油酯包合物体系。采用核磁共振构象解析、相溶解度分析、热力学分析、分子模拟对接分析、包合稳定常数分析等手段解析了环糊精包合三丁酸甘油酯的分子机制,发现环糊精包合三丁酸甘油酯是一个由熵驱动主导的可自发进行的微放热过程,三丁酸甘油酯倾向于以乙基部分从环糊精宽口端进入疏水空腔并以疏水作用力结合,三种环糊精与三丁酸甘油酯结合的紧密程度排序为:β-环糊精>α-环糊精>γ-环糊精。构建体外模拟消化道对环糊精/三丁酸甘油酯包合物的体外释放行为进行了解析,发现三丁酸甘油酯靶向盲肠、结肠、直肠部位释放,其释放过程遵循Hixson-Crowell模型,释放机制为骨架溶蚀和扩散释放协同作用。采用荧光探针法在SD大鼠中探究了环糊精/三丁酸甘油酯包合物在生物体内的释放行为,发现三丁酸甘油酯在结肠部位发生超48 h的缓慢释放,在BALB/c小鼠与尼罗罗非鱼模型中应用了环糊精/三丁酸甘油酯包合物,肠道健康相关指标与攻毒实验结果表明环糊精/三丁酸甘油酯包合物具有较高的生物利用度。本项目针对环糊精/三丁酸甘油酯包合物的包合反应与释放过程进行研究,定向改善了三丁酸甘油酯的使用性能,进一步完善了环糊精包合理论与技术。
酶法生产环糊精产物包合植物精油乳液的稳定机制及其对乳液抑菌特性的影响研究
  • 批准号:
    32372260
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    50万元
  • 批准年份:
    2023
  • 负责人:
    李才明
  • 依托单位:
环糊精酶法合成反应中产物抑制的机制及调控研究
  • 批准号:
    31701645
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万元
  • 批准年份:
    2017
  • 负责人:
    李才明
  • 依托单位:
国内基金
海外基金