WPI/果胶共包埋乳液凝胶定向构建及对EGCG和α-生育酚递送机制研究
批准号:
32101939
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
程昊
依托单位:
学科分类:
食品组分与营养
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
程昊
中文摘要
可食用共递送系统的构建是水溶性和脂溶性功能因子同时负载于功能性食品并发挥协同增效作用的关键。蛋白质乳液凝胶具有独特的双相结构,是一种潜在的共包埋载体。本项目拟利用乳清分离蛋白(WPI)与果胶相互作用定向构建复合乳液凝胶共包埋水溶性EGCG和脂溶性α-生育酚,运用荧光漂白恢复、液质联用等技术探究果胶对凝胶结构和功能因子稳定性的影响规律,解析凝胶对功能因子的共保护机制,以改善被包埋功能因子的稳定性;通过构建INFOGEST体外模拟消化系统,解析果胶对乳液凝胶消化行为的影响规律,建立功能因子溶解性、凝胶微结构、凝胶消化特性、功能因子释放行为四者的关联,阐明WPI/果胶共包埋乳液凝胶的小肠靶向共递送机制;然后通过构建Caco-2细胞单层模型,揭示EGCG和α-生育酚细胞转运吸收机理和细胞抗氧化活性。本项目结果将丰富蛋白类共递送载体的理论基础,为乳液凝胶应用于功能性食品领域提供理论指导和技术支持。
英文摘要
The fabrication of co-delivery system is crucial for the simultaneous loading of both hydrophobic and hydrophilic bioactive components on functional foods producing synergistic effects. Protein emulsion gels with the unique two-phase structure are potential carriers for the co-encapsulation of bioactive components. This project intends to tailored fabricate emulsion gels by using the interaction of whey protein isolate (WPI) with pectin, which is used to co-encapsulate EGCG and α-tocopherol. Fluorescence recovery after photobleaching and LC-MS will be applied to explore the effect of pectin on the gel structure and the stability of bioactive components. The mechanism of simultaneous protection of emulsion gels for bioactive components will be clarified, aiming at enhancing the stability of encapsulated bioactive components. Based on the INFOGEST in vitro simulated digestive system, the effect of pectin on the digestive behavior of emulsion gels will be determined. The correlation among solubility of bioactive components, gel structure, digestive property of gels, and release behavior of bioactive components will be established, thereby trying to elucidate the small intestinal targeted co-delivery mechanism. The cell transport and absorption mechanism and cell antioxidant activity of EGCG and α-tocopherol will be explored using the Caco-2 cell monolayer model. The results from this project will enrich the theoretical basis of protein-based co-delivery carriers, and provide the theoretical guidance and technical support for the application of emulsion gels in the field of functional foods.
蛋白质-多糖复合凝胶是一种常见的食品体系,具有独特的油/水双相结构,是水溶性和脂溶性功能因子良好的共递送载体。然而,蛋白质-多糖复合凝胶的机械强度较弱,溶胀率高,对功能因子的保护和控释能力有限。针对上述缺点,本项目从复合凝胶的交联方法作为切入点,针对蛋白质和κ-卡拉胶的自身独特的凝胶特性,创建了“KCl/GDL”双交联凝胶制备方法,广泛适用于多种蛋白质-κ-卡拉胶双交联复合凝胶体系的构建,显著提高了蛋白质-κ-卡拉胶复合凝胶的机械强度,有效降低了复合凝胶的溶胀率,改善了复合凝胶的共递送特性;通过考察交联方法和多糖浓度对蛋白质-κ-卡拉胶复合凝胶的形成、结构、机械特性、胃肠道消化特性的影响规律,建立了复合凝胶机械特性和消化特性的调控策略,实现了对不同溶解特性功能因子的高效共包埋和保护,阐明了对功能因子的保护和递送机制。研究结果表明,“KCl/GDL”双交联法可用于不同蛋白质(豌豆分离蛋白、乳清分离蛋白、大豆分离蛋白、酪蛋白)与κ-卡拉胶复合凝胶的制备,在多糖浓度低于0.5wt%条件下,KCl/GDL双交联复合凝胶强度为单交联复合凝胶的15~20倍,能够显著降低复合凝胶在体外模拟胃肠道消化初期游离脂肪酸的快速释放以及脂质的消化程度;利用“KCl/GDL”双交联法制备的乳清分离蛋白纤维-κ-卡拉胶复合乳液凝胶能够实现对α-生育酚和姜黄素的共包埋,包埋率均大于98%,相比单交联复合凝胶,双交联复合凝胶中姜黄素的保留率提高了20%;利用“KCl/GDL”双交联法制备的乳清分离蛋白纤维-κ-卡拉胶双交联复合水凝胶对花青素的包埋率达到94%以上,相比单交联复合水凝胶,花青素的保留率提高了18%以上,复合凝胶溶胀率降低了36%以上,在模拟胃液中花青素释放率降低了32%,实现了花青素在模拟小肠液中的缓慢释放。本项目研究结果为高性能蛋白质-多糖双交联复合凝胶体系的构建提供了新思路和理论支撑,对推动蛋白质-多糖复合凝胶体系在功能因子共递送以及功能性食品中的应用具有重要指导意义。
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