PVA-甜玉米芯多糖纳米银复合薄膜的制备及草莓保鲜应用

以聚乙烯醇(PVA)和可溶性淀粉为成膜基质、甘油为增塑剂、甜玉米芯多糖(SCP)为原料制备的纳米银(AgNPs)为填料,通过流延成膜法制备了复合薄膜PVA-AgNPs。以抗拉伸强度为指标,通过单因素实验和响应面实验探究了PVA-AgNPs的最佳制备工艺,采用FTIR、SEM对PVA-AgNPs进行了表征,对其性能进行了测试,评价了PVA-AgNPs在草莓保鲜中的应用。结果表明,PVA、可溶性淀粉、甘油和AgNPs用量分别为2.3 g、2.0 g、4.0 mL和4.0 mg时制备的PVA-AgNPs具有最高抗拉伸强度〔(14.08±0.58)MPa〕和断裂伸长率(223.10%±5.29%),其水接触角(50.04°±0.03°)高于PVA薄膜(25.72°±0.69°),其在水中的溶解率(61.87%±0.17%)低于PVA薄膜(69.44%±0.16%),PVA-AgNPs的水蒸气透过率(2.0%~2.5%)比PVA薄膜(0.8%~2.3%)更稳定,其在室温土壤中30 d的降解率为44.67%±2.51%。用PVA-AgNPs包覆草莓,降低了草莓的失重率、腐败率,减少了草莓硬度、可溶性固形物含量与VC含量的损失,稳定了草莓的pH。PVA-AgNPs表面粗糙,有轻微的褶皱,内部存在部分孔隙和裂纹;AgNPs通过覆盖PVA表面亲水性基团增强了复合薄膜疏水性,通过改变水蒸气透过的通路,降低了PVA-AgNPs在水中的溶解率,通过对可见光的吸收,加深了复合薄膜的颜色,降低了其透光率;AgNPs的添加改善了PVA-AgNPs对可见光、水与氧气的阻隔性,实现了对草莓的保鲜。

甜玉米芯多糖纳米银的合成、表征及体外活性研究

纳米银(AgNPs)在生物医药领域有广泛应用,但传统物理化学方法合成纳米银存在污染及产物毒性、耗时长等问题,因此探究纳米银的制备极其重要。以甜玉米芯多糖(SCP)为原料,采用绿色方法成功合成了甜玉米芯多糖纳米银(SCP-AgNPs)并对反应条件进行优化,使用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪、X光电子能谱仪、傅里叶变换红外光谱对生成的纳米银进行表征,并对其体外抗氧化及抗糖尿病能力进行探究。结果表明:SCP-AgNPs的最佳反应条件为:溶液中硝酸银浓度为0.75×10^(-3)mol/L,pH为10.0,反应80 min,所制备的SCP-AgNPs呈球状,平均粒径为13.5 nm。结构表现为面心立方晶体结构,确定其中Ag为Ag0状态。合成的SCP-AgNPs有较强的体外清除自由基作用。同时,SCP-AgNPs对α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶这两种糖尿病标记酶的活性具有良好的抑制作用。SCP-AgNPs对糖尿病关键酶具有显著的抑制效果,具备潜在抗糖尿病活性,是一种适合纳米生物医学应用的纳米药物,未来将广泛应用于食品加工、医学等领域。

甜玉米芯多糖铁配合物的工艺优化及体外活性

甜玉米芯多糖(SCP80)与三氯化铁共热合成了甜玉米芯多糖铁配合物(SCP),在单因素实验基础上,采用响应面法优化了SCP制备工艺。通过SEM、XRD、TG、纳米粒度及Zeta电位分析仪、UV-Vis和FTIR对SCP进行了形貌和结构表征,并测定了其体外抗氧化及降糖活性。结果表明,50 mL质量浓度为1 g/L的SCP80水溶液合成SCP的最佳合成工艺为:反应温度75℃、反应时间64.6 min、pH=8.5、m(SCP80)∶m(柠檬酸三钠)=3.64∶1。在该条件下制备的SCP中铁质量分数为27.89%±0.35%。与SCP80相比,SCP表面更光滑,粒径从43.8 nm(SCP80)增至164.0 nm,具有更好的热稳定性,更好的清除羟基自由基能力和还原能力,质量浓度为4.0 g/L的SCP对羟基自由基的清除率为57.51%;SCP对α-淀粉酶半抑制浓度(IC_(50))为(1.20±0.11) g/L,对α-葡萄糖苷酶的IC_(50)为(0.92±0.07) g/L,其体外降糖活性明显优于SCP80。

甜玉米芯多糖纳米乳微胶囊制备及释放

目的改善甜玉米芯多糖(SCP)大分子特性以及稳定性,促进SCP的肠道吸收。方法将SCP水溶液制备成油包水型(W/O)甜玉米芯多糖纳米乳液(SCP-NE),以复合蛋白为壁材制备成SCP-NE微胶囊,采用单因素试验、Box-Behnken设计和响应面法优化SCP-NE微胶囊制备工艺,以粒径分析、红外光谱分析、热重分析,对SCP-NE微胶囊物化性质进行研究,并进行体外模拟胃肠液释放研究。结果制备SCP-NE微胶囊最佳条件为麦芽糊精(MD)与大豆分离蛋白(SPI)的质量比为2∶3、芯壁比为1∶2、总体固形物含量为20%,此时包封率达到(87.6±1.3)%。体外模拟胃肠液释放结果表明,SCP-NE微胶囊在2 h的胃液消化中释放率为8.83%,在模拟肠液中1 h的释放量为62.87%。结论以MD和SPI作为壁材制备的SCP-NE微胶囊在胃肠液释放中具有良好的缓释性能。

甜玉米芯多糖对糖尿病大鼠的降血糖作用

甜玉米芯多糖(SCP-80-1)是从甜玉米穗轴中提取的物质,具有很好的体外降血糖作用。但SCP-80-1对糖尿病大鼠的降血糖作用尚未进行评估。本研究用链脲佐菌素(streptozotocin,STZ)诱导糖尿病大鼠模型后,分别以100、200、400 mg/kg mb剂量的SCP-80-1灌胃小鼠28 d,并设置200 mg/kg mb的二甲双胍阳性药物组。分别测定大鼠空腹血糖浓度、葡萄糖耐受量、胰岛素含量、血脂指标、脏器指数并观察胰腺组织切片情况。结果表明:SCP-80-1可降低STZ诱导的糖尿病大鼠空腹血糖水平及餐后血糖水平,并改善糖尿病大鼠的葡萄糖耐受量水平;SCP-80-1还可通过降低糖尿病大鼠的总胆固醇、甘油三酯、低密度脂蛋白胆固醇浓度以及提高高密度脂蛋白胆固醇浓度来改善血脂水平;此外,SCP-80-1对脏器肿胀具有一定程度的减轻作用,并对STZ诱导的糖尿病大鼠胰岛组织具有一定的修复作用,同时可提高胰岛B细胞数量。结论:SCP-80-1可以有效调节糖尿病大鼠的血糖水平,改善葡萄糖耐受程度,修复损伤的胰岛组织,表明其是一种具有一定开发潜力和研究价值的天然降糖物质,在糖尿病治疗中的应用具有广阔前景。

甜玉米芯多糖对胰岛素抵抗HepG2细胞糖代谢功能的影响

目的:探讨甜玉米芯多糖(sweet corncob polysaccharide,SCP)组分SCP-80-I对胰岛素抵抗HepG2(insulin resistant HepG2,IR-HepG2)细胞糖代谢功能的影响。方法:确立IR-HepG2细胞模型建立的最佳条件,并由此建立IR-HepG2细胞模型;分别以50、100、200、400μg/mL剂量的SCP-80-I孵育细胞24 h,评价其对细胞葡萄糖消耗的影响,同时利用噻唑蓝法评价其细胞毒性;检测氧化应激标志物超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、丙二醛(malondialdehyde,MDA)及活性氧(reactive oxygen species,ROS)的水平,测定细胞内糖原积累水平及糖酵解关键限速酶己糖激酶(hexokinase,HK)、丙酮酸激酶(pyruvate kinase,PK)的活力。结果:确立以1×10-6 mol/L胰岛素处理24 h作为诱导IR-HepG2细胞形成的最佳条件,并成功建立IR-HepG2细胞模型;在孵育实验中,SCP-80-I能极显著增加IR-HepG2细胞的葡萄糖摄取量(P<0.01),细胞活力随SCP-80-I质量浓度的增加呈先上升后下降的趋势;200μg/mL SCP-80-I处理组与模型对照组相比,胞内MDA含量极显著下降,SOD活力极显著提高,ROS水平极显著下降(P<0.01);胞内糖原含量极显著增加(P<0.01),HK与PK活力极显著增加(P<0.01)。结论:推测SCP-80-I的降血糖功效与其缓解氧化应激所造成的肝脏细胞损伤,改善胰岛素抵抗肝脏细胞的糖代谢功能有关。

甜玉米芯多糖对α-淀粉酶抑制作用研究

探究甜玉米芯多糖对α-淀粉酶的抑制作用及抑制类型,在此基础上,考察其对鼠源α-淀粉酶的抑制作用。实验通过热水浸提及柱层析等方法,分离纯化甜玉米芯多糖组分SCP50,采用体外酶抑制动力学及动物实验相结合的方法,探求甜玉米芯多糖对鼠源小肠α-淀粉酶的抑制作用。结果表明甜玉米芯多糖组分SCP50对α-淀粉酶的抑制作用是一种可逆性竞争性抑制,能快速降低α-淀粉酶酶促反应速度,K_m值为0.669,V_(max)为0.1437 mol/L·min^(-1);在鼠源肠酶抑制试验中,SCP50对正常大鼠小肠分离的α-淀粉酶表现出抑制作用,IC_(50)为27.263 mg/mL,呈现剂量依赖。综上所述,甜玉米芯多糖组分SCP50可能通过抑制体内α-淀粉酶活性,延缓小肠对葡萄糖的吸收,具有潜在的抗糖尿病作用。

甜玉米芯多糖纳米乳涂膜的制备及对水果的保鲜

以甜玉米芯多糖纳米乳和壳聚糖的冰乙酸溶液为原料,以甘油、阿拉伯胶水溶液为增稠剂,制成甜玉米芯多糖纳米乳涂膜(简称涂膜)。以涂膜拉伸强度为指标,通过单因素实验和响应面实验得到最优配方,即壳聚糖溶液质量浓度为10 g/L、阿拉伯胶水溶液质量浓度为150 g/L、壳聚糖溶液(10 mL)与阿拉伯胶水溶液的体积比1∶2、甘油1.8 mL、甜玉米芯多糖纳米乳1.2 mL,在该条件下制备的甜玉米芯多糖纳米乳涂膜拉伸强度为(92.37±2.07)kPa。将涂膜用于千禧果、金钱橘、葡萄的保鲜处理,以水果的腐败率、失重率、颜色色差、多酚含量、可滴定酸含量、可溶性固形物含量为评价指标,测定其保鲜效果。结果表明,与未涂膜的水果相比,涂膜处理的水果营养指标与感官指标均有更好的结果。主成分分析结果表明,PC1和PC2的累积方差贡献率为92.354%,说明涂膜对水果保鲜有效。

甜玉米芯多糖纳米乳制备与评价

甜玉米芯多糖是一种水溶性多糖,但是其分子量较大,难以吸收及利用。采用自发乳化法制备甜玉米芯多糖纳米乳,通过伪三元相图筛选并比较不同质量分数的混合表面活性剂和甜玉米芯多糖溶液对甜玉米芯多糖纳米乳透明度及粒径的影响,得到最佳配方,并研究其体外释放效果和体外降血糖作用。结果表明,制备的甜玉米芯多糖纳米乳是一种W/O(油包水)型纳米乳液,其最佳配方为(Tween80:Span80=1:1)/无水乙醇/液体石蜡/1.5%甜玉米芯多糖水溶液=33.3%/11.1%/44.5%/11.1%,粒径为(43.22±4.84)nm;多分散系数(PDI)为(0.320±0.014);pH为(7.6±0.2);粘度为(209.9±4.1)cP;透明度为97.62%±0.39%;多糖含量为2.154±0.024 mg/mL,稳定性实验表明其具有良好的稳定性。体外模拟胃肠液消化实验表明,甜玉米芯多糖纳米乳具有缓释性能,能延长药效作用时间。体外降血糖实验表明,甜玉米芯多糖纳米乳对α-淀粉酶、α-葡萄糖苷酶都具有一定的抑制作用。

硒化甜玉米芯多糖对非酶糖基化的抑制作用

以甜玉米芯多糖(SCP)为原料采用咪唑介导法合成一种硒含量为(7.19±0.067)mg/g的硒化多糖(Se-SCP),为探究Se-SCP对非酶糖基化反应的抑制作用,本文选用了果糖、牛血清白蛋白(bovine serum albumin,BSA)为底物,建立清白蛋白/果糖模拟体系。对非酶糖基化过程中的前、中、末期三个特征产物果糖胺→α-二羰基化合物→非酶糖基化终产物(AGEs)进行测定并通过透射电子显微镜(TEM)和十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis,SDS-PAGE)在微观结构方面对比分析原多糖、硒多糖对非酶糖基化进程的影响。结果表明,Se-SCP对蛋白非酶糖基化过程的三个阶段均有不同程度的抑制作用,对非酶糖基化过程中的特征产物抑制率分别达到了89.5%、74.9%与71.7%;在抑制蛋白质交联结构方面,Se-SCP与SCP组相比,纹理相对清晰,结构密度较小,抑制效果明显;SDS-PAGE结果表明,Se-SCP减少了果糖诱导的高分子量交联蛋白的形成,其中Se-SCP效果较好,与阳性药物效果相似。综上,Se-SCP具有良好的抗非酶糖基化活性,在抑制糖尿病及其并发症方面具有巨大潜力。

甜玉米芯多糖铬配合物的制备、结构表征及体外活性的研究

为提升甜玉米芯多糖生物学活性,制备一种甜玉米芯多糖铬配合物(SCP80-Cr),以单因素实验为基础,以响应面试验优化制备工艺,并进行表征及探究体外活性。结果表明,SCP80-Cr制备最佳工艺条件为pH10.1、反应温度74℃、多糖浓度3 mg/mL,反应时间60 min。SCP80-Cr中Cr元素重量百分比为21.08%,元素百分比为6.67%。对SCP80-Cr进行表征发现,SCP80-Cr几乎不含有蛋白、核酸、色素类物质,而Cr是以Cr-O及Cr-OH的形式与SCP80缔合,并具有较强的分子团聚特性。单糖组成测定说明SCP80-Cr单糖组成摩尔百分比为甘露糖:葡萄糖:半乳糖:木糖:阿拉伯糖=0.58:89.50:4.65:1.33:3.58。体外降糖实验结果表明,SCP80-Cr对α-淀粉酶及α-葡萄糖苷酶抑制率的IC_(50)分别为4.70±0.38 mg/mL和3.99±0.26 mg/mL;体外抗氧化实验结果表明,SCP80-Cr清除DPPH自由基及羟基自由基IC_(50)分别为4.80±0.34 mg/mL和4.99±0.28 mg/mL,说明SCP80-Cr相比于SCP80具有更好的体外降糖及抗氧化活性。研究结果为甜玉米芯多糖在功能性食品中的研究提供一定参考价值。

甜玉米芯硒多糖的制备及其对淀粉酶抑制作用

目的以甜玉米芯多糖为原料,以硒含量为指标,优化硒化甜玉米芯多糖(SeSCP-80-I)的制备工艺,探究甜玉米芯硒多糖对α-淀粉酶、α-葡萄糖苷酶这2种影响淀粉消化关键酶的抑制活性。方法在单因素试验的基础上,通过响应面实验优化工艺条件,并利用氢化物发生-原子荧光光谱法测定硒含量,利用红外光谱法对其结构进行测定。结果当反应温度为86℃、原料配比(SCP-80-I与Na_(2)SeO_(3)的质量比)为1∶0.91、硝酸浓度为0.54%(体积分数)、反应时间为6.4 h时,硒含量值可达到3.717 mg/g。制备出的甜玉米芯硒多糖存在Se—O—C特征吸收峰和SeO_(3)^(2−)特征吸收峰,说明结合形成了稳定的硒化衍生物。硒化修饰后的甜玉米芯多糖对α-淀粉酶、α-葡萄糖苷酶抑制的IC50值分别为5.495 mg/mL和2.687 mg/mL,均优于未经硒化修饰的甜玉米芯多糖对α-淀粉酶、α-葡萄糖苷酶的抑制作用。结论甜玉米芯硒多糖具有良好的降血糖活性。