基于疏水作用力的酪蛋白/花色苷纳米球的构建及其吸收增效机制

The low bioaccessibility and stability of anthocyanin is an unsolved challenge. Studies of improving the stability of anthocyanins is mostly limited to physical modification and structure discussion, the lack of research on its bioavailability. Previous studies showed that anthocyanin-casein complex formed stable structure through non covalent interaction, and had stable biological activity after simulated digestive tract. In order to improve anthocyainin’s bioavailability and absorption in vivo, the present project is carrying out on：1) establishing casein nanospheres (CSP) to determine the key force effect on the stability of casein and anthocyanins (CSP/ACN). Based on the analysis of macroscopical properties, microstructure and dynamic evolution of molecular scale, the effect of particle size on anthocyanin structure, release performance, and the mechanism of transportation will be determined, 2) Laser scanning confocal microscope and flow cytometry are used to investigate cell uptake and distribution, absorption and transport of CSP/CAN. Finally, by establishment of Caco-2 cell model, the absorption, transport and metabolism at the molecular level will be identified. Clarifying the mechanism of protein delivery system for improving bioavailability of the anthocyanins from raspberry would also offer methodology reference for relative study regarding protein effects on structure and function variations of other foods.

如何提高花色苷稳定性和改善其体内吸收利用率是近年来函待解决的重要科学问题。目前普遍使用脂质体和纳米粒提高花色苷稳定性，但局限于物性修饰和结构探讨，其吸收转运的研究基本空白。申请者前期研究证实酪蛋白可自组装形成纳米空心球，且花色苷与酪蛋白可通过非共价键相互作用。本项目拟构建基于疏水作用力的兼具良好稳定性和缓释特性的酪蛋白/花色苷自组装纳米球（CSP/ACN），通过宏观性质、微观结构及分子尺度的动态过程演变分析，探索粒径变化对花色苷结构和缓释性能影响的规律，明确载运机制。并釆用对比研究的科研设计，以激光共聚焦显微镜和流式细胞仪考察CSP/ACN的细胞摄入和分布情况，建立Caco-2细胞模型评价其吸收转运特征，在分子水平提供吸收、转运和分布的信息，探明酪蛋白纳米空心球对花色苷的吸收增效机制。旨为蛋白质承载花色苷的后续研究提供借鉴的同时，也为改善食品活性成分生物利用率的研究提供理论依据。

本项目采用低温闪式提取法提取得到覆盆子花色苷 (C3G)，建立了大孔树脂XAD-7HD和硅胶柱层析法快速分离纯化覆盘子花色苷的方法，并通过高效液相色谱法分析对花色苷进行定性定量。之后通过酸热处理改性酪蛋白，使其自组装成为空心的酪蛋白纳米粒（Cs），建立酪蛋白纳米粒子运输体并摸索得到酪蛋白纳米空心球的最优化制备条件，并对优化制备得到的酪蛋白花色苷纳米球进行载药量及包埋率的测定，采用TEM,红外光谱、荧光光谱等多种手段进行结构解析，探析酪蛋白花色苷纳米球的微观分布特点及两者的结合方式和位点。然后，采用多酶动态法体外模拟花色苷酪蛋白纳米粒在人体肠胃道的消化吸收，探讨了Cs-C3G 纳米粒在体外消化中的缓释性能和储藏光、热、氧化稳定性及储存稳定性分析酪蛋白纳米空心球是否可以作为合适的载体用于提高花色苷稳定性和生物利用率；对Cs-C3G纳米粒的制备进行优化，探讨了花色苷经酪蛋白纳米粒包载后在体外模拟消化过程中的粒径变化；解析了Cs-C3G纳米粒对Caco-2细胞的毒性作用及在Caco-2细胞模型中的摄取情况；进而验证了Cs-C3G纳米粒在高脂饮食小鼠体内的干预作用。