基于酪蛋白酸钠/EGCG/阿拉伯胶自组装构建EGCG纳米粒的研究

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表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)是茶多酚中含量最高、活性最强的组分,但稳定性差、生物利用度低的缺点极大地限制了其应用。纳米技术的出现成为提高EGCG稳定性和生物利用度的一种有效途径。酪蛋白酸钠(Sodium Caseinate,SC)与阿拉伯胶(Gum Arabic,GA)是理想的构建纳米载体的材料,其自组装构建的纳米体系在活性物质运载中具有独特优势。因此,本研究选择SC和GA作为壁材,在系统研究SC和GA两者以及SC/EGCG/GA三者相互作用的基础上,基于三者自组装构建SC-EGCG-GA纳米粒(EGCG-loaded SC-GA nanoparticles,EGCG-NP)从而实现EGCG的有效包埋,并探讨了EGCG-NP的形成机制,同时采用京尼平(Genipin,GP)作为交联剂对EGCG-NP进行交联得到交联纳米粒(EGCG-loaded SC-GA nanoparticles cross-linked with genipin,EGCG-GNP),最后对EGCG-GNP的稳定性、体外释放和抗氧化活性进行评价。研究得到的EGCG-GNP具有载药量高、安全性高、稳定性好、绿色节能、活性附加值高等诸多优点。研究内容及结果如下:(1)SC与GA相互作用及SC-GA纳米粒(SC-GA nanoparticles,SC-GA-NP)的构建与形成机制研究。构建稳定SC-GA-NP的条件为:SC/GA浓度比1:1,pH4.2,SC与GA总浓度3 mg/mL,NaCl浓度10 mmol/L。在此条件下形成的SC-GA-NP粒径约为142 nm,电位约为-21.43 mV,多分散指数(Polydispersity index,PDI)约为0.093,于4℃贮藏30 d后仍保持稳定且热稳定性好。透射电镜(TEM)微观形貌表征结果显示SC-GA-NP呈球形。示差量热扫描(DSC)结果表明GA与SC的结合有利于提高SC的热稳定性。研究还发现pH、离子强度可显著影响SC和GA之间的相互作用及SC-GA-NP的形成,表明两者形成SC-GA-NP的主要作用力是静电相互作用。红外光谱(FTIR)和荧光光谱结果表明SC-GA-NP的形成机制为:SC中的-NH3+和GA中的-COO-通过静电相互作用形成SC-GA-NP,且这种静电相互作用的结合是低亲和性的。(2)SC/EGCG/GA三者相互作用及EGCG-NP的制备、表征与形成机制研究。制备稳定EGCG-NP的条件为:SC:EGCG:GA=5:2:5(浓度比,mg/m L),pH4.2,体系总浓度1.8 mg/m L,NaCl浓度10 mmol/L。在此条件下形成的EGCG-NP粒径约为173 nm,电位约为-19.94 mV,PDI约为0.109,EGCG包封率约为62.82%,载药量达到338.49μg/mg。TEM结果显示EGCG-NP呈球形,X衍射(XRD)结果表明EGCG在EGCG-NP中以无定形形态存在,这对于提高EGCG的生物利用度具有积极意义。根据荧光光谱、圆二色谱(CD)和FTIR结果,推测EGCG-NP的形成机制为:首先SC与EGCG通过氢键结合,GA加入后SC中的NH3+和GA中的COO-则通过静电相互作用结合,从而抑制SC与EGCG的结合与聚集,三者通过以上非共价作用自组装形成EGCG-NP。研究得到EGCG-NP分离条件为离心转速12000 r/min,离心时间30 min;离心得到的EGCG-NP在去离子水和10 mmol/L NaCl中复溶效果好,二者都可以作为EGCG-NP的复溶溶剂。稳定性结果表明所制备的EGCG-NP具有良好的贮藏稳定性,但在不同pH及模拟胃肠液基质中稳定性差,存在解离的倾向。(3)EGCG-GNP的制备、表征、稳定性与体外释放研究。制备稳定EGCG-GNP的条件为:GP:SC:EGCG:GA=10:5:2:5(浓度比,mg/mL),pH4.2,体系总浓度3.3 mg/m L,NaCl浓度10 mmol/L,交联温度37℃,交联时间21 h。在此条件下形成的EGCG-GNP粒径约为206 nm,电位约为-21.63 mV,PDI约为0.131,包封率约为63.71%,载药量约为340.23μg/mg。TEM结果显示EGCG-GNP呈球形,分散均匀。XRD结果表明EGCG-GNP以无定形形态存在。FTIR结果证实GP与SC和GA中的氨基发生了交联。稳定性结果表明EGCG-GNP贮藏稳定性良好,且GP交联可以显著提高EGCG-NP在不同pH及模拟胃肠液中的稳定性。体外释放结果发现EGCG-GNP在模拟胃液、肠液中前5 h EGCG释放较快,释放率分别达到27%和48%,之后缓慢增大,在24 h分别达到32%和56%,表明EGCG-GNP对EGCG可实现缓释和控释。(4)EGCG-GNP的体外抗氧化活性研究。采用DPPH法、还原力测定、ABTS法和FRAP法对光照和加热处理前后EGCG-GNP的体外抗氧化活性进行评价。研究发现EGCG-GNP对EGCG的包埋,可以保护EGCG使其免受光和热引起的氧化褐变,抗氧化活性提高。
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