杏鑫娱乐登录测速_青岛农业大学唐文婷副教授在Food Chemistry发表活性肽脂质体前体研究成果

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责任编辑:食品科学

研究背景及目的意义

功能性多肽对人类健康有促进作用,例如抗疲劳、抗氧化、抗癌、抗微生物、抗高血压、细胞调节和免疫调节活性。但食品加工及消化过程可能对其功效性造成影响,从而限制了其在功能食品领域的应用。因此,构建合适载体保护功能性多肽免受外部环境的影响成为必要。脂质体前体是具有良好流动性的固体粉末,可以水合形成脂质体。脂质体前体中包封功能性多肽是否能有效增强肽的稳定性并保持其生物活性?据此,青岛农业大学食品科学与工程学院的王富丽、蒲传奋、唐文婷*、孙庆杰等人构建了以蔗糖、海藻糖和甘露醇为载体和冻干保护剂的核桃肽脂质体前体,以不含冻干保护剂的核桃肽脂质体前体为对照,分析了其尺度、形貌等理化性质;对三种核桃肽脂质体前体的抗氧化和抗菌活性进行了测试和比较;研究了核桃肽脂质体前体在模拟胃肠液中的体外消化和释放行为。该工作为开发基于脂质体前体的生物活性肽递送系统提供了参考。相关结果发表在《Food Chemistry》杂志上。

主要研究内容

01核桃肽脂质体前体的理化性质

蔗糖,海藻糖和甘露醇为冻干保护剂/载体的核桃肽脂质体前体水花后的平均粒径均在200 nm 左右,zeta电位绝对值大于30 mV,包封率均高于60%,表明水合后良好的稳定性。透射电子显微镜和原子力显微镜观察到蔗糖,海藻糖和甘露醇为冻干保护剂/载体的核桃肽脂质体前体呈球形,表面光滑无凹痕。光谱分析表明核桃肽可以与冻干保护剂/载体及磷脂之间形成氢键。冻干保护剂/载体的加入可以增强双层的有序排列并降低膜流动性。

02核桃肽脂质体前体的环境稳定性

核桃肽脂质体前体在4 ℃避光保存25 d后。所有样品zeta电势的绝对值都>30 mV。总的来说,该系统是稳定的。在储存25 d后,在4 ℃及在25 ℃下,均观察到颗粒尺寸的显著增加;25 ℃时的颗粒尺寸变化比4 ℃时更加显著。蔗糖,海藻糖和甘露醇为冻干保护剂/载体的核桃肽脂质体前体在pH值为2和9条件下,表现出良好的稳定性,而在pH值为 3、4、5条件下,静电排斥减少,颗粒聚集增加。绝对电位在pH = 3时最低,在该条件下聚集效应也最明显。

03核桃肽脂质体前体的抗氧化作用

在4 ℃密封储存25 d后,与新制备的样品相比,蔗糖、海藻糖和甘露醇为载体的核桃肽脂质体前体的DPPH自由基清除率分别降低了28.6%、19.7%、30.7%和24.4%。阳性对照抗坏血酸在储存25 d后DPPH自由基清除率降低了4.5%,但仍保持高抗氧化能力(> 90%)。与游离核桃肽(DPPH自由基清除率23%)相比,4 种核桃肽负载脂质体前体在储存25 d后的DPPH自由基清除率保持在约60.0%。因此,核桃肽脂质体前体在25 d贮存期内呈现出较好的抗氧化作用。

以铁还原力为指标进一步分析了4 种核桃肽脂质体前体的抗氧化活性。新制备的蔗糖为载体的核桃肽脂质体前体比其他脂质体前体样品具有更强的铁还原能力。储存相同时间的载肽脂质体前体之间没有显著差异,表明添加载体对铁还原能力没有影响。同时还发现核桃肽的抗氧化能力低于核桃肽脂质体前体,这可能与脂质体的组成成分的抗氧化性有关。核桃肽脂质体前体与三种含载体的脂质体前体的抗氧化活性无显著差异,表明载体的加入不影响脂质体前体的抗氧化活性。

04核桃肽脂质体前体的抗菌性能

4 种核桃肽脂质体前体对这大肠杆菌和金黄色葡萄球菌都显示出抗菌活性。核桃肽脂质体前体、蔗糖、海藻糖、甘露醇为载体的核桃肽脂质体前体对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌氏菌的抑菌圈大小分别为16.7±0.31和16.3±0.21 mm、20.6±0.67和19.3±0.42 mm、17.3±0.30和17.7±0.25 mm,以及22.3±0.55 mm和18.6±0.31 mm。结合最小抑菌浓度的结果,核桃肽脂质体前体、蔗糖为载体的核桃肽脂质体前体、海藻糖为载体的核桃肽脂质体前体对革兰氏阳性菌更有效,而甘露醇为载体的核桃肽脂质体前体对革兰氏阴性菌表现出更高的抗菌活性。

05核桃肽脂质体前体在不同阶段内的模拟消化测试

模拟胃消化60 min后,4 个脂质体前体样品的平均粒径与消化前没有显著差异。胃消化产物的电位绝对值低于初始值,但不影响PDI的稳定性。进入模拟肠消化阶段后,颗粒大小、PDI和zeta电位的绝对值增加,脂质体的结构被破坏,导致聚集、融合和粒径增加。

用原子力显微镜进一步证实了上述结论。与不含载体的样品相比,胃相中的大部分脂质体前体是完整的,而在模拟肠道消化120 min后,脂质体囊泡结构受损并聚集。4 种样品的游离脂肪酸释放在模拟肠消化的最初10 min内急剧增加;120 min后,桃肽脂质体前体、蔗糖、海藻糖、甘露醇为载体的核桃肽脂质体前体的游离脂肪酸释放率分别为45.8%、46.7%、43.2%和55.1%。

主要结论
本文研究了蔗糖、海藻糖和甘露醇作为冻干保护剂/载体对核桃肽脂质体前体理化性质的影响。冻干过程中,冻干保护剂有利于维持脂质体的囊泡形状。核桃肽经脂质体包裹后,仍保留较高的抗氧化活性、抑菌活性、环境稳定性和胃消化稳定性。作为冻干保护剂/载体的蔗糖、海藻糖和甘露醇改变了脂质体前体的游离脂肪酸释放行为。

通信作者介绍


唐文婷 副教授

青岛农业大学食品科学与工程学院

唐文婷副教授,硕士生导师,美国农业部西部研究中心访问学者,主要从事粮油食品加工及功能性食品配料稳态化与缓控释技术研究。先后主持国家自然科学基金青年基金、山东省自然科学基金面上项目,山东省中青年科学家科研奖励基金、山东省高等学校科技计划项各一项。以通讯作者或第一作者发表论文六十余篇,其中SCI论文17 篇(ESI高被引论文1 篇),授权国家发明专利2 项,国际发明专利2 项。

第一作者介绍

王富丽 硕士研究生

青岛农业大学食品科学与工程学院

王富丽,青岛农业大学食品科学与工程学院食品加工与安全专业2019级研究生。

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