基于液态食品体系的天然多糖pH响应型功能因子传输系统构建及其释放研究

发布时间：2020-07-10 09:39

【摘要】：随着现代社会消费观念的改变,加强食品功能因子的控释传输设计,解决食品功能因子由于其结构和性质而面临的加工和生理屏障等问题,确保食品功能的有效发挥,已成为当今食品科学领域所面临的亟待解决的关键基础科学问题之一。为了响应食品功能必须兼顾功能因子功能稳定性和生物利用有效性的新理念,本文提出以淀粉、壳聚糖等天然多糖为载体材料,通过调节淀粉的抗消化性能和壳聚糖的p H响应性,设计出了适合液态食品体系的多糖薄膜包衣复合载体材料及其传输系统。采用醋酸酯化和控制薄膜厚度的方法,运用扫描电子显微镜、X-射线衍射、动态热机械分析等现代分析技术,对淀粉薄膜载体材料在酸奶中发生脆化和缺陷的时间和程度、人体消化道中的抗消化性能进行考察。实验结果发现,在酸奶储藏过程中醋酸酯抗消化淀粉薄膜完整,保持V-型结晶结构,同时由于淀粉分子链重排,薄膜的结晶度上升,薄膜储能模量和玻璃态转变温度上升,薄膜的刚性增加,容易发生脆化。另外,通过控制壳聚糖分子摩尔质量及薄膜厚度,调节了壳聚糖薄膜载体材料在酸奶和胃液中的溶胀性和p H响应性,筛选出可延缓功能因子在酸奶中泄漏又不影响功能因子在模拟人体消化道中释放的壳聚糖薄膜;采用挤出-滚圆和流化床薄膜包衣技术,分别构建了醋酸酯抗消化淀粉薄膜包衣微丸和壳聚糖薄膜包衣微丸传输体系,获得了其在酸奶食品体系中储藏过程和体外模拟消化道环境条件下的释放规律,证实可通过醋酸酯抗消化淀粉和壳聚糖复合薄膜载体材料,构建出适合液态食品体系的免疫多肽传输系统。结合醋酸酯淀粉的抗消化性能和壳聚糖的p H响应性能,选择取代度为0.9的醋酸酯抗消化淀粉和分子摩尔质量为7.8×104g/mol的壳聚糖作为复合薄膜包衣材料,通过合理调控内层醋酸酯抗消化淀粉薄膜和外层壳聚糖薄膜包衣厚度的匹配程度,可兼顾功能因子在酸奶液态食品体系中的储藏稳定性和在人体消化道环境中的结肠靶向控释特性。体外模拟释放实验结果表明,外层壳聚糖薄膜包衣增重在6~7%,内层醋酸酯抗消化淀粉薄膜包衣增重在4~5%时,所构建的多糖双层薄膜包衣靶向控释微丸可使功能因子在酸奶储藏过程中和上消化道中的累积泄漏量不超过30%,并且在模拟结肠环境中的累积释放率可达50%以上。在此基础上,提出了基于液态食品体系的多糖双层薄膜包衣微丸对功能因子储藏稳定性和在人体消化道中结肠靶向控释特性的控制机制及物理模型。从动物、细胞和蛋白三个水平上,分别对具有p H响应性和结肠靶向控释特性的多糖双层薄膜包衣微丸在酸奶储藏及动物消化道中免疫多肽释放行为和生物利用度进行了评价。采用荧光标记和活体成像追踪分析技术,观察小鼠在口服储藏不同时间的含多糖双层薄膜包衣微丸的酸奶后,微丸在体内的运动踪迹,实验结果表明,所构建传输体系具有良好的结肠靶向性能;经流式细胞术和酶联免疫分析表明,在同等胸腺五肽剂量水平下,与腹腔注射和直接口服相比,免疫缺陷型大鼠口服储藏不同时间后的胸腺五肽多糖双层薄膜包衣微丸后,多糖双层薄膜包衣微丸可逐步提升大鼠血液中的T淋巴细胞的CD4/CD8比值至正常范围(1.5~2.0),并促进免疫球蛋白分泌产生,呈现出了良好的免疫功能。本论文通过对适合液态食品体系的靶向控释传输载体材料及多糖双层薄膜包衣靶向控释传输系统相关的关键科学问题进行系统研究,从调节醋酸酯抗消化淀粉结肠靶向性和壳聚糖p H响应性匹配程度入手,解决了液态食品传输体系所需载体材料必需同时兼顾功能因子的储藏稳定性和结肠靶向控释特性的难题,提高了免疫多肽功能因子生物利用的有效性,为食品功能有效性的提高和天然多糖控释载体材料的设计的提供了新思路。
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：O636;TS201.1

【参考文献】