改性大豆蛋白纳米乳运载系统构建及其抗氧化性和抗菌性能的研究

The oil-soluble bioactive compounds, such as curcumin, vitamin E and carotinoid, which can be more water-dispersion by incorporating them into nanoemulsions, and their bioavailability can also be improved. The use of the high antioxidative emulsifier can not only enhance the stability of nanoemulsion, but also benefit to ensure that the bioactive compounds being delivered are not degraded. Soy bean protein is an easily available, nutritious and food grade emulsifier. Moreover, the antioxidant and antimicrobial properties of the soy bean protein can be improved through modification, which may be used to produce the nanoemulsions with high antioxidant and antimicrobial properties, too. We plane to modify the soy protein by limited hydrolysis and EGCG cross-link, use the modified soy bean protein as emulsifiers, prepare MCT nanoemulsion, characterize the basic properties of the nanoemulsion (mean particle size, zeta-potential and environmental stability), antioxidant and antimicrobial properties. Accordingly, we will confirm the interaction mechanism between emulsifier and nanoemulsion property based on the structural and qualitative features of the complexes. The bioavailability and digestion characteristics in vitro of the compounds being delivered will also be measured. This work will provide theoretic reference and technical support for the fabrication of the food grade nanoemulsion delivery systems with high antioxidant property.

纳米乳可有效增加姜黄素、维生素E、类胡萝卜素等亲脂类生物活性物质的溶解性，提高其生物利用率。高抗氧化性乳化剂的使用不仅能够提高纳米乳稳定性，还有利于进一步确保被运载物质的生物活性不受破坏。大豆蛋白是一种易于获得，营养丰富的食品级乳化剂。同时，大豆蛋白经改性后，其抗氧化性、抗菌性可有效提高，制备高抗氧化性、抗菌性的纳米乳。本项目以轻度酶解和交联EGCG的方式，对大豆蛋白进行改性，以改性大豆蛋白为乳化剂，制备MCT纳米乳，表征纳米乳基本性质（粒径、Zeta-电位、环境稳定性）、抗氧化性和抗菌性，结合改性大豆蛋白自身的结构和性质特点，确定乳化剂与纳米乳性质之间的互作机制，探究纳米乳运载系统的生物利用率和体外消化特性等指标，为制备高抗氧化性食品级纳米乳提供理论依据和技术支持。

大豆蛋白具有优良的功能性质，能够形成稳定的大豆蛋白纳米乳液，目前已被广泛应用于食品领域。天然大豆蛋白纳米乳液稳定性和抗氧化性等受环境因素影响较大，作为乳化剂在实际配方中的应用受到限制。本项目采用酶法改性、多酚改性及酶法-多酚复合改性制备改性大豆蛋白，研究改性大豆蛋白的结构和性质特点；以改性大豆蛋白为乳化剂制备纳米乳液，研究不同改性方法对纳米乳液基本性能和稳定性的影响；选用姜黄素作为运载物质，探讨改性大豆蛋白姜黄素纳米乳液运载特性和稳定性；考察姜黄素纳米乳液的体外消化特性，并评价姜黄素生物学效价。. 本项目以碱性蛋白酶和中性蛋白酶对大豆蛋白（SPI）进行酶法改性，酶解后大豆蛋白分子趋于无序和松散，蛋白分子结构展开，表面疏水性、溶解性、乳化性和抗氧化性升高，筛选出最佳水解度为6%。利用表没食子儿茶素没食子酸酯（EGCG）对蛋白进行改性。结果表明：EGCG交联使蛋白结构趋于无序，表面疏水性降低，溶解性、乳化性、抗氧化性和抗菌性升高。筛选出最佳加酚浓度：天然蛋白0.03%（w/v），酶解蛋白0.05%（w/v）。以改性大豆蛋白为乳化剂制备纳米乳液和姜黄素纳米乳液运载体系，并研究其平均粒径，Zeta-电位，界面蛋白含量和微观结构等基本性质。结果发现，所有改性蛋白纳米乳液的基本性质均优于天然蛋白，其中由于酶解和多酚交联的协同作用，酶法-多酚复合改性方法对纳米乳液基本性质的提升最为显著。并且，酶法-多酚复合改性纳米乳液的存储稳定性、氧化稳定性、热稳定性和冻融稳定性也更好。酶法-多酚复合改性纳米乳液的姜黄素包封率也最高，而且在28天存储期间的姜黄素损失率最低。构建完整的体外消化模型，研究姜黄素纳米乳液的体外消化特性。结果发现，相比于天然蛋白，改性蛋白姜黄素纳米乳液的脂肪分解率与生物利用率显著提高，其中酶法-多酚复合改性纳米乳液最高。构建不完整的体外消化模型，研究不同因素对姜黄素纳米乳液体外消化行为的影响程度，结果发现：油脂的消化（胰脂肪酶的影响）>胶束化（胆汁盐的影响）>乳化剂的消化（胃蛋白酶的影响）。本项目研究成果为充分利用大豆蛋白资源，研制备绿色、安全、性能优越的食品级纳米乳液运载体系提供了理论依据。