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花生分离蛋白-姜黄素纳米复合物的构建和应用

郭呈斌  
【摘要】:姜黄素(Curcumin,Cur)是在1870年从姜科植物姜黄根茎中首次分离出来的多酚类化合物,具有广泛的药理活性,如抗氧化、抗菌、抗衰老、抗炎症、抗肿瘤;但姜黄素存在极难溶于水,光热稳定性差,在酸碱条件下易失活,体内代谢快、生物利用度低等缺点,在食品和药品使用上都受到了极大的限制。本研究利用花生分离蛋白与姜黄素通过分子间相互作用形成花生分离蛋白-姜黄素纳米复合物,进而与卡拉胶形成花生分离蛋白-姜黄素/卡拉胶复合物,再与成膜基质明胶形成含复合物明胶杂化膜,对改善姜黄素水溶性、物理化学稳定性、抗氧化及抗菌活性方面进行研究。本文的研究方法和结果如下:(1)本研究采用碱溶酸沉法提取花生分离蛋白(Peanut protein isolate,PPI),花生分离蛋白中蛋白含量为(92.13±1.42)%;采用碱反应酸中和水浴加热辅助法制备了花生分离蛋白-姜黄素纳米复合物,以载药量为指标,通过正交试验确定了最佳的制备工艺为花生分离蛋白:姜黄素=10:1(W/W),水浴温度45℃,水浴时间25min,载药量为(7.93±0.166)%,粒径为(164.3±6.5)nm,PDI为0.238±0.014。通过对纳米复合物溶解度考察,与姜黄素原药相比,纳米复合物中姜黄素的溶解度增加了1109倍;通过对纳米复合物物理化学稳定性考察,与姜黄素原药相比,纳米复合物在物理化学稳定性方面有一定程度的提高;通过紫外、荧光、红外对纳米复合物表征,显示花生分离蛋白和姜黄素是通过疏水作用、氢键作用复合的;差式扫描热分析图谱显示,姜黄素与花生分离蛋白发生结合,以无定型形式存在;通过对纳米复合物释放考察,与姜黄素原药相比,纳米复合物中姜黄素释放有所加快;通过对纳米复合物抗氧化活性考察,与姜黄素原药相比,纳米复合物的DPPH自由基、ABTS~+清除率有了显著的提高;通过对纳米复合物体外抑菌活性考察,与姜黄素原药相比,纳米复合物的抑菌杀菌效果更好。(2)为了进一步提高姜黄素的物理化学稳定性,改善姜黄素抗氧化抗菌活性,使花生分离蛋白-姜黄素纳米复合物与κ-卡拉胶(Carrageenan,CG)形成花生分离蛋白-姜黄素/卡拉胶复合物。通过对花生分离蛋白-姜黄素/卡拉胶复合物物理化学稳定性考察,与纳米复合物相比,花生分离蛋白-姜黄素/卡拉胶复合物在物理化学稳定性方面有一定程度的提高;通过对花生分离蛋白-姜黄素/卡拉胶复合物释放考察,与姜黄素原药和纳米复合物相比,花生分离蛋白-姜黄素/卡拉胶复合物释放量高于姜黄素原药释放量,低于纳米复合物释放量;通过对花生分离蛋白-姜黄素/卡拉胶复合物抗氧化活性考察,与纳米复合物相比,花生分离蛋白-姜黄素/卡拉胶复合物的DPPH自由基、ABTS~+清除率稍有提高;通过对花生分离蛋白-姜黄素/卡拉胶复合物体外抑菌活性考察,与纳米复合物相比,花生分离蛋白-姜黄素/卡拉胶复合物的抑菌杀菌效果更好。(3)花生分离蛋白-姜黄素/卡拉胶复合物和明胶(Gelatin,Gel)通过浇铸法制备含复合物明胶杂化膜。通过对含复合物明胶杂化膜基础性能考察,含复合物明胶杂化膜含湿量降低,水溶性增加,水蒸气迁移速率减少,阻隔性能上升,并具有一定的姜黄素和花生分离蛋白-姜黄素/卡拉胶复合物浓度依赖性;通过对含复合物明胶杂化膜抗氧化活性考察,含复合物明胶杂化膜有较高的DPPH自由基、ABTS~+清除率,具有较好的抗氧化活性,并具有一定的姜黄素和花生分离蛋白-姜黄素/卡拉胶复合物浓度依赖性;通过对含复合物明胶杂化膜的成膜溶液体外抑菌活性考察,含复合物明胶杂化膜的成膜溶液具有较好的抑菌活性,并具有一定的姜黄素和花生分离蛋白-姜黄素/卡拉胶复合物浓度依赖性;通过对含复合物明胶杂化膜接触抑菌活性考察,与含复合物明胶杂化膜接触部分均无细菌生长,与空白对照相比,不与含复合物明胶杂化膜接触部分细菌有所减少,并具有一定的姜黄素和花生分离蛋白-姜黄素/卡拉胶复合物浓度依赖性,但细菌减少不明显,这与含复合物明胶杂化膜中姜黄素难以在琼脂中扩散有关。


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