基于抗氧化功能因子环糊精、直链淀粉纳米颗粒的构建及在皮克林乳液的应用

There are short of nanoparticles with good interface stability and antioxidant properties in food Pickering emulsion. To solve these problems, based on the analysis of the molecular structure of hydrophobic cyclodextrin and amylose, the project will firstly study the feasibility of one-step synthesis route including complexation with nanoparticle preparation by thoroughly analyzing complexation and nanoparticle preparation. Moreover, the project will rationally design cyclodextrin or amylose nanoparticles with antioxidant functional factors; Secondly, the project will produce Pickering emulsion with good physical stability and antioxidant properties; Thirdly, the project will clarify the forming mechanism of nanoparticles and Pickering emulsions stabilized by these particles and the influence of interface structure on antioxidant mechanism of Pickering emulsions on the basis of antioxidant source, the properties of nanoparticles, the concentration of particle in the interface, other constituents and the structural measurement of Pickering emulsions. The research work will break the limitation of simple property of traditional particle stabilizer, expand the new application of cyclodextrin and amylose in forming Pickering particle stabilizer and these stabilizers in Pickering emulsions, and provide the greater development potentiality for food emulsion system which is used to transport nutrient substance and bioactive functional component.

针对目前食品皮克林乳液缺少具有性能优良的界面稳定性和抗氧化性的双功能纳米颗粒的现状，本项目在调控疏水性环糊精、直链淀粉分子结构的基础上，通过深入分析包结络合和纳米颗粒制备过程，探索集包结络合与纳米颗粒制备同时进行的一步法合成路线的可行性，进而理性优化设计基于抗氧化功能因子的环糊精、直链淀粉纳米颗粒；同时构建出具有良好物理和氧化稳定性的皮克林乳液；结合抗氧化剂的种类、不同纳米颗粒的性质、界面颗粒浓度、相关组分以及对皮克林乳液的结构表征，揭示纳米颗粒及其稳定的抗氧化皮克林乳液的形成规律，阐明界面结构对皮克林乳液抗氧化机理的影响规律。该研究突破了传统颗粒稳定剂单一功能的局限性，拓展了环糊精、直链淀粉在构建皮克林颗粒稳定剂及在皮克林乳液应用的新领域，对食品乳液体系作为营养物质以及生物活性功能成分的输送载体提供了更大的发展潜力。

针对目前食品皮克林乳液缺少具有性能优良的界面稳定性和抗氧化性的双功能纳米颗粒的现状，本项目在调控疏水性环糊精、直链淀粉分子结构的基础上，通过深入分析包结络合和纳米颗粒制备过程，理性优化设计基于抗氧化功能因子的环糊精、直链淀粉纳米颗粒；同时构建出具有良好物理和氧化稳定性的皮克林乳液；结合抗氧化剂的种类、不同纳米颗粒的性质、界面颗粒浓度、相关组分以及对皮克林乳液的结构表征，揭示了纳米颗粒及其稳定的抗氧化皮克林乳液的形成规律，阐明了界面结构对皮克林乳液抗氧化机理的影响规律。. 研究结果表明，以β-环糊精为原料，合成了ODS-β-CD（DS=0.003）。与β-CD相比，ODS-β-CD（DS=0.003）颗粒表现出更高的乳化能力，其形成的Pickering乳液在储存期间更稳定。构建了ODS-β-CD-维生素E（ODS-β-CD-VE）复合纳米胶体颗粒，二维核磁（NOESY）结果表明维生素E的尾链插入到β-CD腔中，维生素E的苯环头通过疏水相互作用与ODS疏水链复合。乳液稳定性结果表明，ODS-β-CD-VE复合胶体颗粒稳定乳液在酸性条件下具有良好的稳定性。与β-CD-VE稳定的乳液、ODS-β-CD颗粒稳定油相中添加VE制备的乳液相比，荷载VE的ODS-β-CD复合胶体颗粒稳定的Pickering乳液具有优良的抗氧化效果。采用酶解脱支与梯度醇沉相结合的方法优选出包结络合能力最强的类直链淀粉——螺旋糊精片段，并系统研究了螺旋糊精与维生素E和大豆异黄酮的包合。通过直链淀粉和辛烯基琥珀酸酐在碱性条件下的酯化反应制备出两亲性直链淀粉颗粒并纳米化，研究发现直链淀粉酯化反应中其葡萄糖单元上的羟基反应活性为 O-2>O-6>O-3。与OSA-AM-9稳定的乳液、OSA-AM-9颗粒稳定油相中添加VE制备的乳液相比，包合VE的OSA-AM-9纳米颗粒稳定的Pickering乳液具有优良的抗氧化效果。可见，包合抗氧化剂的环糊精和直链淀粉纳米颗粒形成的乳液具有良好的物理和氧化稳定性。. 该研究突破了传统颗粒稳定剂单一功能的局限性，拓展了环糊精、直链淀粉在构建皮克林颗粒稳定剂及在皮克林乳液应用的新领域，对食品乳液体系作为营养物质以及生物活性功能成分的输送载体提供了更大的发展潜力。